現代電爐的液壓控制
蓄能器使系統運行更加平穩；
蓄能器使系統運行更加安全；
蓄能器使系統運行效率提高；
蓄能器使系統運行能耗降低。
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2．l 共性
現代電爐的技術發展也有共性，最為明顯的是：電爐液壓控制系統正在朝高壓、大流量，高度集成化，以及強化配套件的輔助功能等方面發展。
（l） 泵源的優化
現代大型超高功率電爐液壓系統大都使用了高壓大流量泵為主工作泵，系統最高工作壓力已提高至18 MPa，并使用難燃型的水-乙二醇或合成有機酯為工作介質。系統工作壓力的提高，更能適應大型電爐設備結構上的需要，可有效減小液壓缸的直徑，體現液壓控制的傳動特點；而大流量液壓泵的采用，又減少了工作泵的數量，故可使液壓站房的面積大為減小，這樣更有利于電爐煉鋼區的工藝布置。
（2） 蓄能裝置的改進
電爐液壓系統須備有處理事故的應急措施，設置液壓蓄能裝置便是一種常用方法。這是電爐煉鋼工藝對液壓系統提出的安全技術要求，目的是在緊急情況下，能釋放壓力油，確保電爐某些重要機構液壓動作的完成（如：電極的快速提升，爐體的安全復位等）。由于液體機動容積需求量大，以往的蓄能裝置多采用蓄能罐，而蓄能罐的結構特點是氣體和液體直接接觸，實際使用中，如操作不當，罐中的高壓氣體就會滲入到管道中產生氣泡，嚴重影響系統正常運行。故現在的系統大都改用了活塞式蓄能器。
相比之下，活塞式蓄能器有很多優點。它既有較大的蓄能量，又能借助自身結構上的特點隔絕氣體與液體的接觸，同時又可對罐內氣體進行加壓，完成自身的高壓充氣。
表l顯示：僅有1座電爐液壓系統使用的是蓄能罐，其他3座的系統都已使用活塞式蓄能器。顯然，后者配置較好。
（3） 緊湊的閥控裝置
液壓閥優先選用了成套供應的疊加閥，即使有非標加工的液壓集成塊，各液壓閥也都是緊緊圍繞集成塊的幾何面展開布置，實現閥塊的高度集成化，詳見圖l。
圖1 150 t電爐傾動控制液壓集成塊
（4） 強化配套件的輔助功能
具體包括：
a) 增加減震裝置，降低高壓泵組的噪聲?，F在的電爐液壓系統，其每臺液壓泵的傳動功率往往為75 kW或90 kW，為降低傳動機械噪聲，整套液壓泵裝置都與外部實行柔性連接，即：液壓泵的吸油管通過橡膠接管與油箱連接，液壓泵的出油管采用高壓軟管與閥塊連接，而傳動底座下方設置的彈性減震墊便可使整套液壓泵裝置整體安放于基礎上；
b） 管路增設測壓放氣點，便于系統調試及日常維護。在電爐機械中，絕大部分液壓缸的定位標高都明顯高于液壓閥臺，所以在管路的最高部位增設測壓放氣點更有利于各油管的放氣；
c） 設置過濾器，確保潔凈冷卻水進入冷卻器。這主要是針對冬季冷卻器可能不參與工作而設置的，以確保冷卻水管在閑置一段時間后能向冷卻器輸進潔凈冷卻水；
d） 設置壓力表、溫度表顯示冷卻水的實際工況。為了更直觀地了解冷卻水是否符合要求，以及冷卻效果如何，在冷卻水管上設置以上兩表是有必要的。
2.2 重要控制
（l） 強調與主體設備的配合，提高系統安全性
現代電爐煉鋼的重要標志，是工藝自動化控制程度的顯著提高，各控制子系統的安全運行和相互聯鎖是電爐煉鋼正常生產的重要保證。所以，現代電爐液壓系統除注重自身的可靠性外，更強調與主體設備的安全配合。
最為明顯的是，安裝在液壓缸上的液壓閥控裝置多了。電爐本體上有一些非常重要的液壓控制機構，如：電極升降，爐體傾動，EBT出鋼口啟閉等機構的液壓缸就需要機-液一體化專門設計。由于這些液壓缸的缸體在運動，管路連接液壓缸時使用了軟管，所以要額外考慮軟管使用的安全問題，為了確保上述機構能在意外情況（如軟管突然爆裂或液壓系統失壓）下能立即定位而不墜落，一些專用的液壓裝置就需要從原有的閥臺中分離出來而直接安裝在液壓缸上。這就需要系統設計和設備設計結合起來，共同解決安裝問題。這是液壓系統與主體設備配合的典型例子，液壓系統已不再孤立地進行自身設計。
圖2是安裝在爐體傾動液壓缸上的液壓閥控裝置。
圖2 爐體傾動液壓缸上的閥控裝置
例如電爐爐體的傾動。采用EBT（即偏心爐底出鋼）技術，是現代電爐煉鋼工藝的一項重要標志。在EBT技術中，電爐爐體的傾動角度、傾動速度、回傾速度都變得相當重要，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是國內某鋼廠引進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
1.蓄能器單元 2.工作泵 3.氮氣源 4.截止閥 5.單向閥 6、9.安全閥 7.活塞式蓄能器
圖4 活塞式蓄能器充氣原理
（3） GHH型直流電弧爐底電極更換液壓裝置
a） 首先將同步液壓缸復位至零位。電磁鐵4DT通電，來自泵源的壓力油經換向閥HV2，分6路首先進入無負載同步液壓缸（該缸水平安裝、兩腔呈自由狀態）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K1后停止。此時，電磁鐵4DT斷電，而電磁鐵IDT通電；
3 結束語
近十年引進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裝備水平及電爐鋼產量發揮了重要作用。本文對其液壓控制系統方面進行的概述，望能有助于我們引進技術的消化吸收和開發創新，對國內現有電爐煉鋼廠老設備的技術改造起促進作用。
（2） 液壓比例控制技術的應用
隨著液壓技術的發展及大型電爐設備自身的需要，現代電爐的其他一些重要機構，如：電爐爐體傾動，爐蓋旋轉，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。液壓比例控制技術的應用較好地實現了機構運行速度的軟切換，克服了巨大機械慣性對傳動機構產生的不良影響，使機構運行能更加平穩。
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。在確認出鋼條件滿足后，出鋼口擋板便打開，實現電爐首次出鋼。
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°）。當傾至12°時爐體鎖定，完成出鋼過程中的一次確認；爾后繼續傾爐，當鋼包中盛裝鋼水達到標定噸位后，鋼包稱量裝置便發信，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，影響鋼水質量，并加重二次冶煉的負擔。
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“慢速起動-勻速運行-慢速止動”的功能，確保運行速度平穩切換。比例控制用于護體這樣的超大件運行設備是非常合適的，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
現代電爐液壓系統因使用了活塞式蓄能器，所以在向其充氮氣時可利用它的結構特點，借助特殊閥控裝置，便能完成充氣工作，充氣壓力最高可達21 MPa，現結合圖4說明其具體充氣原理。
8.氣瓶 10.壓力表
a) 首先，蓄能器單元1的A、B兩個接口應分別與主系統的工作泵2、氮氣源3相連接；
b) 打開截止閥4及閥9-2，并關閉閥9-1。這樣，來自氣源3中的低壓氮氣經單向閥5、安全閥6分別進入活塞式蓄能器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，關閉閥9-2。此時，來自泵源的壓力油經安全閥9進入活塞式蓄能器7的下部，由于安全閥9的壓力值設定較高，故壓力油足以將蓄能器7的活塞升至頂部，把上部氮氣壓縮并送至氣瓶8中，完成第2次充氣；
d） 將工作泵2卸載，關閉閥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壓可再次經單向閥5從氣源3中吸入氮氣。由于安全閥6中的截止閥6-1是關閉的，故上一次的壓縮氮氣不會從氣瓶8中反向回流；
e） 重復進行步驟c）和d），直至達到系統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，并關閉閥9-2，活塞式蓄能器裝置即可投入系統運行。
（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。現代大型超高功率電爐的電極尺寸和質量都較以往增加了許多，為了增大夾持力，設計人員往往力求改進彈簧性能，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，在不提高系統壓力的情況下，一些設備供貨商在系統控制上進行了技術改進，即使用增壓器。增壓器的形式有多種，但其實質上是一個微型雙作用液壓缸，只要將其串聯在回路中，利用兩腔幾何面積比，即能達到增壓目的。經增壓器排出的高壓油進入電極夾持液壓缸，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公司提供的電爐設備中就常使用這種機構，分別見圖5和圖6。
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，其底電極為風冷式棒針型，屬三大型之一，俗稱GHH型。其特點是投資少，但維修量大。值得介紹的是它的底電極更換機構，見圖7，這是一個特殊的液壓同步頂升系統。機構中共設置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個同步機構（同步液壓缸和同步液壓馬達）來保證液壓缸的運行同步性。具體工作程序如下：
b） 由于換向閥HV2已切換至左位，所以壓力油又反向進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，壓力油經換向閥HV3進入3個同軸傳動的定量液壓馬達，因3個液壓馬達排量相同，所以液壓馬達排出的等體積壓力油進入伸縮液壓缸4、5、6后，又能保證它們同步升起，直至底電極再升高1800 mm。