圖2 爐體傾動液壓缸上的閥控裝置

  （2） 液壓比例控制技術(shù)的應(yīng)用
  隨著液壓技術(shù)的發(fā)展及大型電爐設(shè)備自身的需要，現(xiàn)代電爐的其他一些重要機(jī)構(gòu)，如：電爐爐體傾動，爐蓋旋轉(zhuǎn)，爐蓋升降等也都同電極升降控制一樣采用了液壓比例控制。液壓比例控制技術(shù)的應(yīng)用較好地實現(xiàn)了機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度的軟切換，克服了巨大機(jī)械慣性對傳動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的不良影響，使機(jī)構(gòu)運(yùn)行能更加平穩(wěn)。

  例如電爐爐體的傾動。采用EBT（即偏心爐底出鋼）技術(shù)，是現(xiàn)代電爐煉鋼工藝的一項重要標(biāo)志。在EBT技術(shù)中，電爐爐體的傾動角度、傾動速度、回傾速度都變得相當(dāng)重要，對爐體來說，出鋼或排渣過程中，由于傾動角度的不斷變化以及自身在某一角度鎖定后的再次起動，對其液壓傳動提出了速度控制要求。圖3是國內(nèi)某鋼廠引進(jìn)的大型偏心爐底式超高功率直流電弧爐的爐體傾動示意圖，液壓控制使用了比例方向控制閥。

圖3 偏心爐底式直流電弧爐的爐體傾動示意圖

  EBT出鋼過程具體如下：
  a）首先，爐體以62 mm／s（1°／s）的速度傾至6°并鎖定。在確認(rèn)出鋼條件滿足后，出鋼口擋板便打開，實現(xiàn)電爐首次出鋼。
  b）在隨后出鋼過程中，爐體仍以62 mm／s（1°/s）的速度向前傾動（最大傾角為 25°）。當(dāng)傾至12°時爐體鎖定，完成出鋼過程中的一次確認(rèn)；爾后繼續(xù)傾爐，當(dāng)鋼包中盛裝鋼水達(dá)到標(biāo)定噸位后，鋼包稱量裝置便發(fā)信，指令爐體以186 mm／s（即3°/s）的速度快速回傾，至+3°位置實現(xiàn)減速，并在0°完全停下來。顯然，如果爐體的回傾速度太慢，就有可能造成帶渣出鋼，影響鋼水質(zhì)量，并加重二次冶煉的負(fù)擔(dān)。
  由于傾爐采用了液壓比例控制，所以爐體每次動作都可實現(xiàn)“慢速起動-勻速運(yùn)行-慢速止動”的功能，確保運(yùn)行速度平穩(wěn)切換。比例控制用于護(hù)體這樣的超大件運(yùn)行設(shè)備是非常合適的，實際操作效果亦是這樣。
2.3 特色控制
  （1） 高壓蓄能器的充氣技術(shù)
  現(xiàn)代電爐液壓系統(tǒng)因使用了活塞式蓄能器，所以在向其充氮?dú)鈺r可利用它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，借助特殊閥控裝置，便能完成充氣工作，充氣壓力最高可達(dá)21 MPa，現(xiàn)結(jié)合圖4說明其具體充氣原理。

1.蓄能器單元 2.工作泵 3.氮?dú)庠?emsp;4.截止閥 5.單向閥 6、9.安全閥 7.活塞式蓄能器 
8.氣瓶 10.壓力表

圖4 活塞式蓄能器充氣原理

  a) 首先，蓄能器單元1的A、B兩個接口應(yīng)分別與主系統(tǒng)的工作泵2、氮?dú)庠?span>3相連接；
  b) 打開截止閥4及閥9-2，并關(guān)閉閥9-1。這樣，來自氣源3中的低壓氮?dú)饨?jīng)單向閥5、安全閥6分別進(jìn)入活塞式蓄能器7的上部和氣瓶8中，完成第1次充氣；
  c） 起動工作泵2，開啟閥9-1，關(guān)閉閥9-2。此時，來自泵源的壓力油經(jīng)安全閥9進(jìn)入活塞式蓄能器7的下部，由于安全閥9的壓力值設(shè)定較高，故壓力油足以將蓄能器7的活塞升至頂部，把上部氮?dú)鈮嚎s并送至氣瓶8中，完成第2次充氣；
  d） 將工作泵2卸載，關(guān)閉閥9-1，打開閥9-2。于是，蓄能器7下部的壓力油排入油箱，而其活塞靠上部剩余氣壓的作用和自身重量開始回落，與此同時，其上部逐漸增大的容腔因負(fù)壓可再次經(jīng)單向閥5從氣源3中吸入氮?dú)狻Ｓ捎诎踩y6中的截止閥6-1是關(guān)閉的，故上一次的壓縮氮?dú)獠粫臍馄?span>8中反向回流；
  e） 重復(fù)進(jìn)行步驟c）和d），直至達(dá)到系統(tǒng)所要求的充氣壓力值，該值由壓力表10顯示；
  f） 待充氣工作完成后，打開閥6-1、閥9-1，并關(guān)閉閥9-2，活塞式蓄能器裝置即可投入系統(tǒng)運(yùn)行。
  （2） 電極夾持控制的增壓回路
  為安全起見，電極夾持液壓缸通常采用單作用形式，即電極靠彈簧力支持，由液壓力釋放。現(xiàn)代大型超高功率電爐的電極尺寸和質(zhì)量都較以往增加了許多，為了增大夾持力，設(shè)計人員往往力求改進(jìn)彈簧性能，增大彈簧力，這樣可減少夾持器與電極的接觸面積，提高電極導(dǎo)電性能；而為了克服較大彈簧力，減小液壓缸直徑，在不提高系統(tǒng)壓力的情況下，一些設(shè)備供貨商在系統(tǒng)控制上進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，即使用增壓器。增壓器的形式有多種，但其實質(zhì)上是一個微型雙作用液壓缸，只要將其串聯(lián)在回路中，利用兩腔幾何面積比，即能達(dá)到增壓目的。經(jīng)增壓器排出的高壓油進(jìn)入電極夾持液壓缸，足以克服彈簧力作用，打開夾持器將電極釋放。德國DEMAG公司和奧地利FUCHS公司提供的電爐設(shè)備中就常使用這種機(jī)構(gòu)，分別見圖5和圖6。

（3） GHH型直流電弧爐底電極更換液壓裝置
  直流電弧爐因底電極不同而各具特色。德國GHH公司提供的直流電弧爐，其底電極為風(fēng)冷式棒針型，屬三大型之一，俗稱GHH型。其特點(diǎn)是投資少，但維修量大。值得介紹的是它的底電極更換機(jī)構(gòu)，見圖7，這是一個特殊的液壓同步頂升系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)中共設(shè)置6個液壓缸（其中3個為伸縮式），頂升動作共分3個步驟完成：先是6個液壓缸同時行程200 mm，將底電極預(yù)松動一下；接著，3個伸縮式液壓缸再行程1800 mm，將底電極頂出；最后，由行車調(diào)走底電極。整個頂升過程對6個液壓缸有較高同步性要求。圖7是其液壓控制原理，回路中共使用了2個同步機(jī)構(gòu)（同步液壓缸和同步液壓馬達(dá)）來保證液壓缸的運(yùn)行同步性。具體工作程序如下：

  a） 首先將同步液壓缸復(fù)位至零位。電磁鐵4DT通電，來自泵源的壓力油經(jīng)換向閥HV2，分6路首先進(jìn)入無負(fù)載同步液壓缸（該缸水平安裝、兩腔呈自由狀態(tài)）的右活塞桿腔，推動整個活塞桿左移（同時左活塞桿腔排油）直至觸及到行程開關(guān)K1后停止。此時，電磁鐵4DT斷電，而電磁鐵IDT通電；
  b） 由于換向閥HV2已切換至左位，所以壓力油又反向進(jìn)入同步液壓缸的左活塞桿腔，推動整個活塞桿右移（同時右活塞桿腔排油），直至觸及到行程開關(guān)K2后停止。此時，電磁鐵IDT斷電，而電磁鐵4DT又通電。6個右活塞桿腔排出的是等體積壓力油，可確保6個液壓缸同步升起；  c） 重復(fù)a）、b）動作，直至6個液壓缸同步升起20 mm；
  d）然后，電磁鐵6DT通電，壓力油經(jīng)換向閥HV3進(jìn)入3個同軸傳動的定量液壓馬達(dá)，因3個液壓馬達(dá)排量相同，所以液壓馬達(dá)排出的等體積壓力油進(jìn)入伸縮液壓缸4、5、6后，又能保證它們同步升起，直至底電極再升高1800 mm。

3 結(jié)束語

  近十年引進(jìn)的十幾座大型超高功率電爐，對提高我國電爐煉鋼廠的技術(shù)裝備水平及電爐鋼產(chǎn)量發(fā)揮了重要作用。本文對其液壓控制系統(tǒng)方面進(jìn)行的概述，望能有助于我們引進(jìn)技術(shù)的消化吸收和開發(fā)創(chuàng)新，對國內(nèi)現(xiàn)有電爐煉鋼廠老設(shè)備的技術(shù)改造起促進(jìn)作用。

作者單位：上海冶金設(shè)計研究院