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钢水包滑动水口液压系统设计

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连铸大包滑动水口液压系统设计

连铸大包滑动水口液压系统设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊摘要滑动水口是安装在钢包底部的装置，是连铸机的关键设备之一。

钢水包滑动水口液压系统主要为滑动水口的开启与关闭提供动力并实现位置控制。

本文阐述了大包滑动水口的组成及工作原理，并详细介绍了根据工艺要求来设计液压回路。

主要包括系统的设计与计算以及液压元件的选型、集成块的设计、油箱的设计、泵站的设计等。

该系统要使滑动水口在一定负载下按给定速度打开与闭合，并能实现点动，以控制水口开度的大小，从而控制钢水流下的速度，同时考虑到突然停电的情况，系统中设置了蓄能器，使系统在泵停止工作时，滑动水口仍能开关两到三次，从而防止钢水在钢包中冷却凝固。

所设计的液压系统能够满足某钢铁厂的实际生产要求。

关键词：连铸；滑动水口；液压系统┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊AbstractLadle sliding gate is a key equipment of continuous casting machine which is installed at the bottom of molten steel mould. Ladle sliding gate hydraulic system is designed mainly f or providing power for ladle sliding gate’s open, close and realize position control.This article elaborates the composition of ladle sliding gate, its working principle and introduces how to design the hydraulically-actuated system according to the technical requirement in detail. It includes the design and calculation of system, the selection of components, the design of integrated blocks, the design of the tank, the design of pump station and so on. This system will make the ladle sliding gate open and close at given speed under certain load, realizing the point control: Control the speed of molten steel’s flowing by controling the size of the ladle sliding gate’s opening. At the same time, considering the power off situation, accumulator is set up in system. Although pump stops working, ladle sliding gate can still switch 2 to 3 times in order to prevent the molten steel from cooling solidification in copper mold .The design of hydraulic system can meet the practical production requirements of a certain steel factory.Key words: continuous casting；ladle sliding gate；hydraulic system┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊目录中文摘要英文摘要第1章绪论 (1)1.1 连铸设备发展概况 (1)1.2 连铸工艺简介 (2)1.3 滑动水口综述 (5)1.3.1 滑动水口起源 (5)1.3.2 滑动水口的发展 (5)1.3.3 滑动水口原理 (6)1.3.4 滑动水口的组成 (6)1.3.5 滑动水口的分类 (7)1.3.7 国内外滑动水口比较 (8)1.3.8 国内滑动水口发展展望 (9)1.4 设计内容及要求 (10)1.5 设计进度计划表 (10)第2章液压传动系统的设计 (11)2.1 液压传动概述 (11)2.1.1 液压传动的发展概况 (11)2.1.2 液压传动的基本原理 (11)2.1.3 液压传动系统的组成 (12)2.1.4 液压传动的优缺点 (12)2.2 明确设计依据进行工况分析 (13)2.2.1 设计依据 (13)2.2.2 负载分析与运动分析 (14)2.3 确定液压系统的主要参数 (14)2.3.1 计算液压缸尺寸 (14)2.3.2 计算系统压力 (16)2.4 拟定液压系统原理图 (17)2.4.1 选择基本回路 (17)2.4.2 组成系统图 (21)2.5 液压系统原理图分析 (21)第3章液压元件的选择 (24)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊3.1 油泵的选择 (24)3.2 电动机的选择 (25)3.3 联轴器的选用 (26)3.4 控制阀的选用 (26)3.4.1 压力控制阀 (27)3.4.2 流量控制阀 (28)3.4.3 方向控制阀 (29)3.5 过滤器的选择 (34)3.6 蓄能器的选择 (36)3.7 冷却器的选择 (38)3.8 管道尺寸的确定 (38)3.9 油箱容量的确定 (40)3.10 其他元件的选择 (41)第4章液压集成油路的设计 (43)4.1 液压阀块简介 (43)4.2 集成块的设计 (43)第5章液压站的设计 (46)5.1 液压站的结构形式 (46)5.2 液压泵的安装方式 (46)5.3 油箱的设计 (46)5.4 油箱有效容积的确定 (47)5.5 油箱的结构设计 (47)5.6液压泵站结构设计注意事项 (51)第6章液压系统的性能验算 (53)6.1 系统压力损失计算 (53)6.2 系统效率计算 (54)6.3 系统发热与温升的计算 (54)第7章总结 (56)参考文献 (57)致谢 (59)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊第1章绪论1.1 连铸设备发展概况在推广氧气转炉炼钢之后，钢铁工业飞速发展，轧钢生产发展得很快, 铸锭与炼钢的矛盾日趋尖锐。

板坯连铸大包滑动水口液压系统改造

板坯连铸大包滑动水口液压系统改造

板坯连铸大包滑动水口液压系统改造摘 要本文针对八钢炼钢厂板坯连铸大包滑动水口液压控制系统出现的问题进行分析，液压控制阀如果选型不当，而变得不适用，通过对2#板坯连铸机改造前后作比较，正确的选用及改进，该系统现在工作可靠，运行平稳使用维护方便，有效避免设备与人身事故的发生。

板坯连铸机的大包滑动水口液压系统控制大包滑动水口的开启和关闭，是连铸的关键设备，直接影响连铸生产过程的正常进行，在浇铸过程中，油缸控制钢水从大包到中间包，并控制流速，保持中间包钢水稳定，满足工艺生产需求，实际生产中，滑动水口开度需要经常调整，动作比较频繁，水口开度如调整不好，或水口无法打开或关闭除无法浇铸生产外，更严重的是在浇铸中因大包水口若不受控制关闭，将使中间包溢钢而烧毁设备，甚至会造成重大人身设备伤亡事故发生。

因此，大包滑动水口液压系统的可靠运行非常重要。

1 概述八钢2#板坯连铸机2007年11月建成投产，大包滑动水口系统，为液压系统控制如图 1 所示。

根据工艺要求特点，大包水口的控制要实现流速控制，即浇钢过程中准确对水口开度进行调整，关闭水口过程中为防止将钢液溅出将滑板执行机构包住，要求快速关闭。

因此执行机构必须实现快进，慢进，快回，慢回动作，在大包工操作平台12 米9 设置了手动关闭机构，实现在断电情况下可靠关闭水口，防止钢液溢出，事故扩大化。

大包水口控制机构为液压系统，设置有两台液压泵（一开一备）向蓄能器充压，保证工作时系统压力稳定。

控制系统由 6 组液压阀实现。

快速进退由10通径三位四通换向阀控制，慢速进退由 6 通径三位四通换向阀控制，手动阀实现事故状态下的水口关闭。

2 故障现象及分析2.1 事故现象1）液压缸要装入滑动水口滑板连接槽时，慢开阀速度不稳定，液压缸不能准确定位，需多次重复操作方可装入（爬行现象）。

2）液压缸出现自动伸出、关闭现象。

非操作情况下，在浇注过程自动关闭水口造成生产停滞，钢水溢出事故。

钢包滑动水口液压系统的局部改造

钢包滑动水口液压系统的局部改造


摘 要 ： 章介 绍 了钢 包滑动 水 口液 压 系统 的工作 原 理 ， 分析 了该 系统 的故 障原 因后 ， 出 了对 该 文 在 提
液 压 系统 的 多项 改 造 措 施 。 关键 词 ： 包 ； 动 水 口； 压 系统 ； 流 阀 钢 滑 液 溢 中 图 分 类 号 ：Ｈ１ ７３ Ｔ ３． 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８ ９ ０ （０ ０ ０ — ０ ９ ０ １０ — ０ ４ ２ １ ）２ ０ ２ — ３
压 缸 １ 无杆 腔 ． 动 活塞 上 行 。 的 推 活动 滑 动 水 口关 闭． 同时 液压缸 １ 杆 腔 的 回油经 单 向 阀１ 一 换 向 有 ０ 阀４ 流 回油 箱 ， 一 完成整 个关 闭滑 动水 口的过程 。 当 电磁铁 ２ Ｔ 电 、 Ｄ 失 电时 ， 向阀４ 位 Ｄ 得 ｌＴ 换 左
２１ 故 障现象 ．
在 工作 压力 １ ＭＰ 状 态 ． ２ ａ 系统 能耗太 多 。 能耗 转 化 为热 量 ， 应该是 油 温过高 的根 本原 因 。检修 时 ， 这
系 统 压 力仍 为Ｐ １ ＭＰ ，油泵 的输 出 流 量 为Ｑ＝ ＝２ ａ １０ ， 为泵 的输 出功 率［， 照消耗 的能量 转化 为 ８Ｌ Ｎ ２按 １ 热 量计算 ， 此时理 论上（ ０ — 小时） ｔ ． １ ；５ 每小 时发热量 Ｗ最 多为 Ｗ＝Ｎ＝ Ｑ／０ １ ｘ ８ ｘ ／０ ３ Ｋ ｔＰ ｔ ＝ ２ １０ １ ＝ ６ Ｗｈ ６ ６ ３ 系统改 进措施 ． ２ 通 过对 系统 的工 作原 理及 发热原 因分 析后 意 识到 ， 在对 滑 动水 口进 行检 修 时 。 应让 换 向 阀４ 处 于 中位 ， 过 电磁 阀６ 电来 使 先 导 阀卸荷 ， 为 通 得 因 滑动 水 口的打 开位 置 已 可 以通 过 液控 单 向阀２ ８ 、 组 成 的液压锁来 固定 ， 不需 要 通过 油泵７ 的供 油来 保压 。 于是 ， 我们将 油路 进行 了改造 。 改造后 的原 理 图见 图２ 。其具 体措施 是 ： （）将二位 四通 换 向阀６ 】 的常态位 置 由原 来 的 断开改 为导通状 态 ， 以方便卸荷 。在滑 动水 口需要 打开 时 ，Ｄ 和３ Ｔ ２ Ｔ Ｄ 同时得 电 。以便 使 系统迅 速建 立 起工作 压力 。而在 系统 需要较 长时 间不 动作 （ 如 检 修期 间 ） ， 加卸 荷环 节 ， 时 ， １Ｄ ２ Ｔ 时 增 此 让 Ｔ、Ｄ 、 ３Ｔ Ｄ 同时失 电 （） ２ 系统 需要 较 长 时 间不 动 作 （ 检 修期 间 ） 如 时 ，三位 四通换 向 阀４ 须 处于 中位 工作状 态 ． 必 此 时， 油泵 中 的来 油经溢 流阀实现 零压卸荷 。 这种改
大包滑动水口液压回路设计及优化改进

大包滑动水口液压回路设计及优化改进


明 ， 回路 能满足连 铸 生产 的． 艺要 求 ， 考虑 维护 的方便性 ， 该 Ｙ － 但 又对 回路进 行 了优 化 改进 。
关 键词 ： 包滑动 水 口； 压 回路 ； 大 液 设计 ； 优化 ； 改进 中 图分 类号 ：Ｈ１７ 文献标 识码 ： 文章编 号 ：０ ０４ ５ （０ ）３０ ９ －３ Ｔ ３ Ｂ １０ －８ ８ ２ １ ０ － ８０ １ ０
钢 包 回转 台上 臂 、 臂各 有 一 个钢 包 滑 动水 口机 下 构， 由机械部 分 、 压 控制 系统 与 电气 控 制 系统 组 成 。 液 其 中机 械部分 由上 、 滑板 组 成 。液压 控 制 系统 包 括 下 油箱 、 压泵 组 、 液 阀台 、 油缸 及 连接管 道等 ， 缸动作 带 油 动下滑 板 ， 制钢 包 水 口的开 闭 。 当油缸 活 塞杆 伸 出 控 时， 滑板 机构 关 闭 ， 回时 ， 板机 构 打 开 。油缸 动 作 缩 滑 的控制 由 Ｐ Ｃ及相 应 的程 序完 成 。 Ｌ
收稿 日期 ： １－９０ ２ ００ －１ ０
定 ， 足生产 工艺 需求 。在 实际生 产 中 ， 满 滑动水 口开度
需 经常 调整 ， 动作 比较 频 繁 ， 果 压力 不 足 ， 口无 法 如 水 打开或 关 闭 ， 除无 法 浇铸 生 产 外 ， 更严 重 的是 ， 浇铸 在
中 因事 故停 浇时 ， 大包水 口若 不能关 闭 ， 使 中间包溢 将 钢 而烧 毁设备 ， 至会 造 成 人 身伤 亡 事故 发 生 ＿ 。因 甚 ｌ Ｊ 此 ， 计 合 理 可 靠 的 大 包 滑 动 水 口 液 压 系 统 非 常 设
９ ８
液 压 与 气动
２１ ０ １年 第 ３期
大 包 滑 动 水 口液 压 回路 设 计 及 优 化 改 进
3T钢水包车液压系统设计

3T钢水包车液压系统设计


具体动作方案
此外在车架四角，装有液压支脚，起到稳定小车，防止倾覆。在 支脚液压缸的无杆腔装有压力传感器，通过油缸压力监测倾覆力 矩，通过计算可进行主动重心调整、报警、紧急刹车的作用。 小车行走由交流变频电机驱动，后托动力电缆和控制电缆，小行 走通过接近开关进行工位定位。 定位后液压支腿伸出，由减压阀压力控制直至支撑到位，然后方 向阀回中位，液压支腿被液控单向阀锁止，可承受更大的支撑力， 并反映到相应的压力传感器中。 在作业过程中，可对各标准动作进行轨迹规划和编程，只要操作 员通过按钮选择标准动作，即可小车将自动完成一系列分解动作， 直到该项标准动作完成。
铁路运输
公路运输
过跨车运输模式
铁路运输
优点：铁路运输是目前冶金企业普遍采用的一种运输方 式,安全可靠,生产操作、铁水调度简单易行,铁路、车辆的 维护(修)技术成熟,比较适合用于铁水运输。 缺点：铁路运输设备转弯半径大,线路爬坡能力差,运输设 施占地面积大,铁路道岔形成三地带,对场地利用不充分,灵 活性差等缺点。 补：“一包到底”是指一种新的铁水运输工艺，即采用 大容量铁水车装载专用铁水包将高炉铁水运送到炼钢厂。 运输中间铁水不需要进行倒罐，铁水包中的铁水经预处 或直接兑入转炉冶炼钢水。
公路运输
优点：汽车运输铁水包最大的特点是机动灵活,受地形 影响小,车辆设备的转弯半径小,能很好地缓解场地和物 , , 流之间பைடு நூலகம்矛盾,运输灵活、高效、快捷。 缺点：铁水包车的运输安全性、稳定性,需要实践中检 验;道路建筑限界需根据铁水包车车体外形和规范要求 确定。
过跨车运输模式
过跨车运输模式是一种以电动平车实现高炉到炼钢车间 过程中需要过跨的功能,各个高炉出铁侧设置垂直于出铁 场的横跨,即铁水调运跨,采用吊车实现电动平车轨道之 间的过渡。是电动平车和吊车两种运输方式的组合模式。
新钢一钢厂滑动水口液压系统改造

新钢一钢厂滑动水口液压系统改造


０ 前 言
１ 存在 问题及分 析
系统在工作时经常会出现以下故障及状 况 ： １ ． １ 机构 自动关闭现象 钢包机构是 由滑动水 口油缸控制开启和关 闭的。当油缸活塞 杆向 外伸时 ，机构关 闭；当油缸 活塞杆向里收缩时 ，机构开启 。原有 设计 的液压换 向阀为 。型中位机能 ，在机构动作定位后换向阀处于中位。 由于液压系统换 向滑 阀的泄 漏 ，压 力油缓慢作用于油缸两腔 ，油缸无 杆腔作用面积大于有杆 腔作 用面积 ，此时液压 回路类似于 差动 回路 ， 油缸活塞杆缓慢 向外伸 。因此 ， 在 生产浇注时 ，机构经常会在油 缸的 缓慢作用下而发生 自行关闭现象。 １ ． ２ 换 向阀卡阻或系统卸荷现象 由于钢厂环境恶劣 ， 滑 动水口液压系统处在高温、高粉尘 的工作 环境中 ，加之维 修人 员注意不 当，系统难免会受到不 同程 度的污染。 污染物或杂质在 系统 工作时 ，经常堵塞泵 出口的卸荷 阀阀芯阻尼孔 ， 或者卡在滑 阀阀芯处 ，造成系统不能有效建立起压力和换 向阀卡阻等 现象 ，严重的影响了生产。 １ ． ３ 机构滑板的开启定位精度不高 三位 四通换 向阀中位 ０型机能可以使油缸活塞在行程范围内任何 位置停止 ， 但 由于滑阀的泄漏 ， 能保持停止位置不动的性能 （ 锁紧精 度） 不高 。因此 ，浇注 时，机构 滑板的开启定位精度不高 ，机构开 启量经 常发生变化 ，造成钢水流量不稳定等 现象。 １ ． ４ 油 温 过 高 由于滑动水 口油缸 处在 大包和中包之 间，虽然油缸底部有 隔热挡 板 ，但长时 间的烘烤仍 使得 油缸本体温升过高 ，从油缸返 回的油 液又 会使得 油箱油 温升高 。特别 是在夏 季油箱 的油 温 已达 到近 ６ ０ 度 ，降 低了介质 （ 水 乙二醇 ）的粘度 ； 从 回油管中 回油带来 的杂质也将 影响 油液的清洁度 ，使得 系统工作不稳定 。另一方面 ，油缸温度过 高将会 加快油缸 密封件 的老 化和密封失效 ，造成油缸外泄或者 内泄现象 ，加 重油液的污染 ，也会对相应的操作人员造成 一定的人 身危害 。
钢包滑动水口液压系统的改进设计

钢包滑动水口液压系统的改进设计


连铸机的钢包滑板机构是重要设备 ， 直接影响连铸生产过程 的正常进行【 液压系统在其 中起着关键作 ｌ 】 ，
用。
梅 山炼钢厂连铸机的钢包滑板机构采用维苏威公司 的 Ｌ １ 机构油缸后 ， Ｖ２ 钢包流量增大 ， 实现 了滑板的 多次连滑 ， 了生产费用 ， 节省 同时更好地满足了现场油缸的安装 、 拆卸 的功能要求 。但在使用过程 中， 出现液 压 系统 流量不 足 、 压力 报 警等 故 障 ， 响连 铸生产 和设 备安 全 。 以应 该 根据 现场 的实 际需 要 ， 液压 系统进 影 所 对 行必要的改进 。滑动水 １液压系统改造前后参数的对比见表 ｌ ５ １ 。
维普资讯
Ｖｏ ．４ １ ＮＯ３ ２ ．
安 徽 工 业 大 学 学 报
Ｊｏ ｈ ｉＵｎｖ ｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ．ｆＡｎ ｕ ｉｅ ｓ ｙｏ ｃ ｎ ｌｇ ｔ Ｔ
第 ２ 卷 ３ ４ 第 期
２ ０ 焦 ０７
Ｊ ｌ ｕｙ
２０ ０７
了总 结 。
关键词 ： 钢包滑板机构 ； 液压系统 ； 滑动水 口
中 图分 类 号 ：Ｈ１７ Ｔ ３ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｄｅ ｉｎ ｆｒＨｙ ｒ ｕ ｉ ｒ ｓ ｕ ｅＳ ｓｅ ｏ ｌｄｎ ａ ｅ ｔ ｆＳ ｅ ｌＢａ ｓｇ ｏ ｄ ａ ｌｃ Ｐ ｅ ｓ ｒ ｙ ｔｍ ｆＳ ｉ ｉｇ Ｗ ｔｒＧａ ｅｏ ｔｅ ｇ
２液压 系统 主 要 参数 的 确 定
表 １ 滑 动 水 口液压 系统 改 造 前 后 参 数 的对 比
１滑 动 水 口液压 系统 工作 原 理
１１ 备概 况 ．设
钢包 回转台上臂 、 下臂各有一个钢包滑动水 口机构 ， 由机械部分 、 液压控制系统与电气控制系统组成。 其 中机械部分由上、 下滑板组成 。 液压控制系统包括油箱 、 液压泵组 、 阀台、 油缸及连接管道等 ， 油缸动作带动下 滑板， 控制钢包水 口的开闭。 当油缸活塞杆仲出时， 滑板机构关 闭， 回时 ， 缩 滑板机构打开。 油缸动作的控制由
试滑动水口机构液压站的改造设计

试滑动水口机构液压站的改造设计


ｌ Ｏ一通道
１ 一通道 １
ｌ ２一电磁换 向阀
４ 液 压 站 的 改造 设 计
根据 以上 问题 ， 经研 究分 析 ， 为该 系统 认 最 主 要是 解决 液 压站 温升 过 快 ， 长 液 压元 、 延
辅件使用寿命 问题 ， 本着节约 、 低耗 、 高效 的 改造原 则 ， 对该 液 压站 改造 制 订 如下 方案 。
是搞好 转 炉 一 连 铸 机 的 钢 水 定 点 衔 接 的 关 键 。作 为热 修班 滑 动水 口机 构 检查 的配套 设 备一 试 水 口机 构 液压站 正 常工 作 就尤 为 重 要 。因 为原 有 的液压 站 在工 作 中存 在一 些 问 题， 不能 满足 新 生产组 织 模式 需 要 ， 必须 进 行 改造 ， 以适应 工 艺操作 的要求 。
溢 流 阀作 用外 ， 还能 通 过 电器控 制 ， 液压 系 使 统升 压 或 卸荷 ， 主 要 由 ６通 径 二 位 二通 电 它
磁 阀 、 导 阀 和 主 阀 组 成 ， ２ 型 电磁 溢 流 先 Ｙ※
阀的结 构见 图 １其工 作 原 理 如 下 （ 合 电； ， 结 哇
溢 流 阀液 压原 理符 号 ） 当 电磁换 向 阀电磁 铁 ：
度为 ８￣ ０Ｃ以上 。直 接 造 成 管 路 泄 露 ， 油液 粘
立 ， 各 个工 艺 环 节 的节 奏 和定 点 率 控 制 提 对 出了更 高 的要求 ， 哪个环 节 控 制 的不好 ， 会 都 造成 生产 组 织 的 非 计 划 ， 产 品 的产 量 、质 对 量产 生不 利 影 响 。热修班 工 艺操 作 是 我厂 生 产工 艺链 的 重 要 一 环 ， 何 加 快 下 线 钢 水 罐 如
４１ 保 留原 液 压 站 油 泵 、 箱 ， ． 油 电磁 换 向 阀
钢水包滑动水口液压系统设计

钢水包滑动水口液压系统设计

擦及惯性负载均不大，故忽略不计。
3、工进速度
由任务书给出： 缸1：V1=15mm/s 缸2：V2=15mm/s
4、各工况负载
由于忽略了摩擦及惯性负载，且由任务书可知，整
个工作过程中，工进时负载最大，则把整个工况过程简
化为工进和退回两个过程。
工况 工进 退回
计算公式 缸1（2） 缸驱动力 F=F1 F=Ff 100KN 0N 111112N 0N
5、各工况时间
将启动和减速过程忽略
工进：t1=7.33s
退回：t2=7.33s
二、确定缸的基本参数
1、初选系统压力
welcome to use these PowerPoint templates, New 由任务书给出系统工作压力P1=16MPa，液压 Content design, 10 years experience 缸工作过程中，活塞杆主要受压，故取d/D=0.7 系统对活塞杆速度有要求，初步构想采用出口
钢水包滑动水口液压系统设计
指导老师：刘涛 学生姓名：王滋佳 姚国新 赵鑫拓 赵阳阳0801010102064 汇报时间：2011.12.16
小组贡献及分工
姓名
王滋佳 赵鑫拓
课题组分工
液压系统设计、系统参数计算及元 件选型、阀块设计
l
液压系统设计、电器系统设计
赵阳阳
姚国新
液压系统设计、实验测试分析报告 制作、PPT制作
2
换 向 阀 卸 荷
先 导 式 溢 流 阀 卸 荷
4.锁止回路的确定
由于钢水包滑动水口要求在任何位置停止 并锁紧，以稳定的调节钢水流出速率，故采用 液控单向阀的锁紧回路。
一 号 方 案
三 号 方 案
系 统 图 的 最 终 确 定
连铸机钢包滑动水口液压控制系统的改进

连铸机钢包滑动水口液压控制系统的改进

图 １ 改进后的钢包滑动水 口液压控制系统原理图
为克服原钢包滑动水 口液压 控制系统的缺 陷 ，提高钢流控制系统的可控性 、可靠性与稳 定性 ，技术人员决 定对原钢包 滑动水 口液压控 制系统进行改进 ，改进思路为 ：对钢包滑动水 口液压控制系统控制原理进行优化 ，在 电磁控 制 回路与手动控制 回路的出 口各加一组截止阀 ， 使得手动 、电动控制在关闭截止 阀的情况下互 不干扰 ，避免 因电磁换 向阀阀芯卡 阻而手动换 向阀又无法操作而造成 的连铸 中断或设备 、人 身安全事故 ，并且实现零影响的在线检修 。
工发 现钢包滑动水 口电动操作无法操作 ，钢包 滑 动 水 口 失 控 时 ， 可 立 即 关 闭 截 止 阀 １．６，１．７，１．２，１．３后 ，操作手动换 向阀 ８控制 钢包滑动水 口油缸的动作 ，从而确保钢流可控 ， 保 证生产 的安全 、稳定顺行。同时 ，在 生产 的 过程 中 ，关 闭截 止 阀 １．６，１．７， １．２，１．３后 ，维 修电、钳工可 以在线处理 电磁换 向阀组液压或 电气故障，电控恢复正常后 即可转为电控操作。
连铸机钢包滑动水 口液压控 制系统的改进
１ 前 言
连铸工艺 中 ，钢包滑动水 口是控制钢液从 钢 包 流 人 中 间 包 中钢 液 流 量 的 一 个 重 要 系 统 ， 而钢包滑动水 口液压控制系统的稳定性与可靠 性在确保连铸稳定生产方面至关重要 ，如果该 系统发生故障 ，钢流就不可控 ，轻则导致连铸 机断拉停机 ，重则烧坏 中包车 、结 晶器 、振动 等设 备 ，甚 至危害 到连铸操作 工 的人 身安全 。
本文分析柳钢 １５０ ｔ转炉系统 ３台连铸机原钢包 滑动水 口液压控制系统的缺陷，组织实施改进。
２ 分析 与改进
２．１ 故 障分 析
钢包滑动水口液压系统的改进设计

钢包滑动水口液压系统的改进设计

钢包滑动水口液压系统的改进设计
钢包滑动水口液压系统是一种重要的水口液压传动系统，广泛应用于工程机械、起重
机械和港口机械等。

为了满足日益增长的技术要求，钢包滑动水口液压系统的改进设计是
不可避免的。

本文就从滑动齿轮、滑动轴承以及液压机构等方面，介绍钢包滑动水口液压
系统改进设计。

首先，钢包滑动水口液压系统改进设计中，应更加重视滑动齿轮的改进。

在钢包滑动
水口传动系统中，滑动齿轮仍然是重要的节点，因此，改进滑动齿轮的设计方法十分重要。

已有的技术表明，应增加滑动齿轮的齿数，使其在变速处理过程中具有更高的效率，减少
对滑动齿轮的损耗。

此外，应给滑动齿轮加固连接，采用轴承材料，使整个传动系统更加
稳定可靠。

其次，钢包滑动水口液压系统改进设计中，也应注重滑动轴承的改进。

通过新型滑动
轴承技术，可以显著提高液压传动系统的效率和性能。

新的滑动轴承材料对减少对轴承的
损耗有着重要的作用，也可以有效地提高传动系统的精度和可靠性。

最后，钢包滑动水口液压系统的改进设计还应考虑液压机构的改进。

新一代液压机构
采用先进的结构和工艺，大大增加了由液压机构传输和控制的能力，而且更安全、精确和
可靠。

此外，液压机构的低噪音、环保性、气路关闭特性等也大大提升了液压系统的性能。

综上所述，钢包滑动水口液压系统的改进设计需要做到滑动齿轮、滑动轴承以及液压
机构等方面充分发挥效能，以满足对性能和可靠性的要求。

通过改进设计，能够有效提升
传动系统的性能，使传动性能得到更好的保证。

连铸钢包滑动水口液压系统设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要滑动水口是连铸机浇铸过程中钢水的控制装置，能够精确地调节从钢包到连铸中间包的水流量，使流入和流出的钢水达到平衡，从而使连铸操作更容易控制，是连铸机的关键设备之一。

钢水包滑动水口液压系统主要为滑动水口的开启与关闭提供动力并实现位置控制。

本文主要针对钢包滑动水口的功能、组成、工作特点以及钢铁厂的实际生产要求，设计一款驱动钢包滑动水口的液压系统。

主要包括系统的设计与计算以及液压元件的选型、液压集成块的设计、油箱的设计、泵站的设计、系统验算等。

该液压系统要使滑动水口能够在一定负载下按给定速度打开与闭合，并能实现点动，以控制水口开度的大小，从而控制钢水流下的速度。

此外系统中还设置了蓄能器回路，使系统在泵停止工作时滑动水口仍能立即关闭，防止事故的发生。

关键词：连铸；滑动水口；液压系统┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractSliding gate is the control device of the continuous casting process of molten steel, to accurately adjust the water flow from ladle to tundish, the inflow and outflow of molten steel to achieve balance, so that the continuous casting operation more easy to control, is one of the key equipment of continuous casting machine. The hydraulic system of ladle slide gate is for sliding open and close water power and position control.This paper focuses ladle slide gate function, composition, work characteristics and the actual production of iron and steel plant requirements, design a ladle slide gate drive hydraulic system. Including system design and calculation as well as the selection of hydraulic components, hydraulic manifold design, the design of the tank, pump station design, system checking and so on. The hydraulic system make the sliding gate to a certain load at a given speed of opening and closing, and can achieve jog, to control the size of the outlet opening to control the flow rate of the molten steel. In addition the system also sets the accumulator circuit, allowing the system to stop working when the pump slide gate still closed immediately, to prevent accidents.Keywords: casting; sliding gate; hydraulic system┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章绪论 (1)1.1 国内外连铸发展概论 (1)1.2 连铸工艺及设备 (2)1.2.1 连铸工艺 (2)1.2.2 连铸工艺设备 (2)1.3 滑动水口 (3)1.3.1 滑动水口的工作原理 (4)1.3.2 滑动水口结构 (4)1.3.3 滑动水口的故障分析及改进措施 (5)1.3.4 国内外滑动水口比较 (6)1.4 液压传动与液压系统概述 (7)1.4.1 液压系统工作原理 (7)1.4.2 液压系统的特点 (7)1.5 本课题设计意义及任务 (8)第2章液压系统方案设计 (9)2.1 选择基本回路 (9)2.2 确定系统原理图 (10)2.3 液压系统工作原理分析 (11)第3章液压系统分析计算 (12)3.1 液压系统的设计步骤及设计要求 (12)3.1.1 设计步骤 (12)3.1.2 明确设计要求 (12)3.2 进行工况分析、确定液压系统的主要参数 (12)3.3 液压系统设计要求及参数 (13)3.3.1 设计系统的要求 (13)3.3.2 设计参数 (13)3.4 液压缸的尺寸计算 (13)3.4.1 初选系统工作压力 (13)3.4.2 液压缸背压选取 (13)3.4.3 液压缸杆径比的选取 (14)3.4.4 液压缸主要结构尺寸的计算 (15)3.5 计算液压缸所需流量和最大工作压力 (16)第4章液压元件的设计与选型 (17)4.1 油泵的计算与选型 (17)4.1.1 油泵的计算 (17)4.1.2 油泵的选型 (17)4.2 电动机的选择 (18)4.3 联轴器的选型 (19)4.4 液压控制阀的计算与选型 (19)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4.4.1 压力控制阀 (20)4.4.2 方向控制阀 (21)4.4.3 流量控制阀 (23)4.5 液压辅件的选型 (23)4.5.1 过滤器的选择 (23)4.5.2 蓄能器的选择 (24)4.5.3 压力表开关的选择 (24)4.5.4 液位仪表的选择 (25)4.5.5 空气滤清器的选择 (25)4.6 油箱容量、管道尺寸的设计 (25)4.6.1 油箱容量的设计 (25)4.6.2 管道尺寸设计 (26)第5章液压系统性能验算 (28)5.1 液压系统压力损失计算 (28)5.2 液压系统压力效率 (28)5.3 液压系统发热温升计算 (29)第6章液压集成块和液压站的设计 (31)6.1 液压集成块的设计 (31)6.2 液压站的设计 (32)6.2.1 油箱的结构设计 (33)6.2.2 液压泵站的结构设计 (35)第7章液压系统的安装与维护 (38)7.1 液压系统的安装 (38)7.1.1 液压站的安装 (38)7.1.2 液压阀的安装 (38)7.1.3 管路安装 (39)7.2 液压系统的维护 (39)结束语 (40)致谢 (41)参考文献 (42)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章绪论1.1 国内外连铸发展概论国外最早实现全连铸的炼钢车间是前苏联新里别茨克钢铁厂的电炉车间(1979年)。

2T铁水包车液压系统设计(78页)

本科毕业设计（论文）2T铁水包车液压系统设计刘江波燕山大学2011年6月本科毕业设计（论文）2T铁水包车液压系统设计学院（系）：机械工程学院专业：机电控制学生姓名：刘江波学号：0701********指导教师：刘涛副教授答辩日期：2011.06.23燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：机械工程学院系级教学单位：液压研究所学号0701********学生姓名刘江波专业班级07级机电控制1班题目题目名称2T铁水包车液压系统设计题目性质1.理工类：工程设计（√）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）题目类型 1.毕业设计（√） 2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（√）自选题目（）主要内容撰写文献综述和开题报告；设计液压系统图、阀块图、油箱图、泵站撰写毕业设计说明书基本要求1.液压系统原理图设计（A0）2.阀块设计（A0）3.邮箱的设计（A0）4.油箱装配图（A0）参考资料《液压元件》、《液压传动》、《电液伺服控制技术》、《液压工程手册》周次第～周第～周第～周第～周第～周应完成的内容熟悉题目；查阅消化参考资料、科技论文；文献综述、开题报告开题；总体方案设计；计算；绘制草图2张中期答辩；绘制油箱、泵站撰写毕业设计说明书、翻译外文资料审图、改图；准备答辩毕业答辩指导教师：刘涛职称：副教授 2011年 2月 27日系级教学单位审批：年月日注：表题黑体小三号字，内容五号字，行距18磅。

（此行文字阅后删除）摘要本系统为2T铁水包车液压系统，该项目针对的是公司铁水运转改造项目，改造后的铁水运转车全面提升了其自动化程度。

该系统采用电磁比例控制系统，通过位置传感器和电磁比例阀形成闭环，从而控制大臂、小臂及转台的位置精度，同时通过液压辅助支腿出的压力传感器与电磁比例阀形成闭环来控制配重缸的动作，以使其能准确调整车体重心。

该系统具有切实的可靠性和实用性。

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表增大倍数为2倍
（三）、液压油的选用
由于钢水包滑动水口液压系统在钢水包附近工作， 工作环境温度较高，且有发生火灾的危险，故采用抗燃 液压油水乙二醇。
Thank you!
二号方案中，从动缸采用差 动连接，并靠主动缸推动滑动水 口为从动缸提供机械力，使从动 缸运动，在主动缸停止运动时， 从动缸可能会在惯性作用下继续 运动，从而造成滑动水口的开度 定位不精确，且此系统复杂，使 系统搭建、调试以及发快的设计 变得复杂。
二号方案 赵鑫拓制
三号方案 赵阳阳制
采用先导式卸荷 溢流阀，卸荷溢流 阀流量大，且系统 简单。
（二）、过滤系统的设计
2.过滤器精度的选择 （1）系统中最敏感元件为液压泵
（2）由ISO4406标注及水乙二醇为工作介质，选择清洁度为
17/15/13。
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液压系统设计、说明书制作
设计步骤
一、负载与运动分析 二、确定液压缸基本参数 三、拟定液压系统图 四、液压辅件的选择
五、确定油箱容量、过滤系 统的设计及液压油的选用
一、负载与运动分析
1、计算工作负载
由任务书给出： 缸1：F1=100KN 缸2：F2=100KN
2、摩擦及惯性负载
由于摩擦及惯性负载须由实验确定，且该系统的摩
三、拟定液压系统图
一）选择基本回路
1.调速回路
由于出口节流调速始终存在背压，故速度稳定性好。
2.油源形式的确定
由第一部分分析看出，系统工作过程中主要由工 进（高压大流量）和退回（低压大流量）两个工况组 成，即泵主要要满足高压大流量的要求，故而，选择 轴向柱塞泵。
3.卸荷回路的选择
3 1
先 导 式 电 磁 卸 荷 溢 流 阀 卸 荷
（3）考虑到系统工作的高温环境，及系统的故障可能威胁设备及人 员安全，目标清洁度再增加一级，选择16/14/12。 （4）由目标清洁度选择过滤器清洁度，查表可得过滤精度为5μm。 3.过滤器尺寸确定 （1）根据环境污染状况和对污染物的控制程度，查处环境等级 由于钢厂环境较差，但系统所用缸较少，故选环境等级为5 级。 （2）确定流量增大倍数 选择ZU-H系列高压过滤器，最大允许压力将为0.35MPa，据此查
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五、确定油箱容量、过滤系统的设计及液压油的选用
（一）、确定油箱容量 油箱容量由经验公式确定：V=α·q q=15L/min，取α=6 即油箱容量V=90L
（二）、过滤系统的设计 1.过滤器的位置设置 系统采用轴向柱塞泵，受泵的吸油特性限制，不采用吸油过 滤由系统要求知道，系统大部分时间处于卸荷状态，故只采用压油 路过滤，且过滤器装在溢流阀的上游，既可起到对泵下游液压元件 的保护，又可保证流回油箱油液的清洁。
2.蓄能器的选择
由以上计算选择力士乐公司的 HAB 20-262-2X/10 G09 2N111-SQLO- 皮囊式
蓄能器
（四）管道的选择
1、管道内径的计算
管道内径计算公式d=1.13 吸油管路: 取v=3m/s d=10.3mm
回油管路：取v=3.5m/s d=9.5mm/s 压油管路：取v=8.5m/s d=6mm/s
2
换 向 阀 卸 荷
先 导 式 溢 流 阀 卸 荷
4.锁止回路的确定
由于钢水包滑动水口要求在任何位置停止 并锁紧，以稳定的调节钢水流出速率，故采用 液控单向阀的锁紧回路。
一 号 方 案
三 号 方 案
系 统 图 的 最 终 确 定
二 号 方 案
下一节
5.
四 号 方 案
一号方案 王滋佳制 一号方案采用双缸串 联机构，工作中从动缸可 随主动缸动作，从动缸的 启动与停止完全跟随主动 缸动作，运动控制精确， 且系统简单，易实现。
擦及惯性负载均不大，故忽略不计。
3、工进速度
由任务书给出： 缸1：V1=15mm/s 缸2：V2=15mm/s
4、各工况负载
由于忽略了摩擦及惯性负载，且由任务书可知，整
个工作过程中，工进时负载最大，则把整个工况过程简
化为工进和退回两个过程。
工况 工进 退回
计算公式 缸1（2） 缸驱动力 F=F1 F=Ff 100KN 0N 111112N 0N
四号方案 姚国新制
采用单缸系统，并利用 换向阀中位锁紧，系统简单 易实现，但单缸系统的液压 缸尺寸计算时，须按有杆腔 提供工作压力计算，导致液 压缸尺寸变大，而由于此液 压缸需要经常拆卸，过大的 液压缸对工人操作不方便， 且对机械机构要求也更高， 而换向阀中位机能锁紧回路 锁紧不可靠。
一 号 方 案
节流调速，故初取系统背压P2=1MPa
2、计算液压缸主要尺寸
A1=F/(η_cm (p_1-p_2/2)) 取η_cm=0.9 则A1=7168.46×〖10〗^(-6) m^2=71.6846〖cm〗 ^2 则液压缸直径 D=√((4A_1)/π)=√((4×71.6846)/π)=9.56cm 去标准值D=100cm 由d/D=0.7，则A1=2A2，i=0.7 则d=70mm 则液压缸的有效面积： A1=π•D^2/4=78.5〖cm〗^2 A2=π•(D^2d^2)=40.1〖cm〗^2 活塞杆直径A=A1-A2=38.4〖cm〗^2
5、各工况时间
将启动和减速过程忽略
工进：t1=7.33s
退回：t2=7.33s
二、确定缸的基本参数
1、初选系统压力
welcome to use these PowerPoint templates, New 由任务书给出系统工作压力P1=16MPa，液压 Content design, 10 years experience 缸工作过程中，活塞杆主要受压，故取d/D=0.7 系统对活塞杆速度有要求，初步构想采用出口
钢水包滑动水口液压系统设计
指导老师：刘涛 学生姓名：王滋佳 姚国新 赵鑫拓 赵阳阳0801010102064 汇报时工
姓名
王滋佳 赵鑫拓
课题组分工
液压系统设计、系统参数计算及元 件选型、阀块设计
l
液压系统设计、电器系统设计
赵阳阳
姚国新
液压系统设计、实验测试分析报告 制作、PPT制作
取泄露系数K=1.1
3.选择液压泵型号 由以上计算数字查阅产品样本，选用规格相 近的华德公司的A2F 10 R 2 P 1轴向柱塞泵
4.确定驱动液压泵的功率 取泵的总效率=0.8 其中=10ml/r×1500r/min=15l/min=5KW 电机选择Y132M-4
电动机型号 Y132M-4
额定功率 额定转速 r/min KW 7.5 1500
3.调速阀及液控单向阀 调速阀及液控单向阀的最大流量为系统工进工况时 的流量q=7.065L/min，工作压力p=16MPa 调速阀选择Z2F 6-30B/S2 V 单向阀选择Z2S 6-40 B/V
（三）蓄能器的选择
1.蓄能器的参数计算 welcome to use these （1）蓄能器充气压力的确定 PowerPoint templates, New 蓄能器的最低工作压力应由实验确定，但由于条件的限制， Content design, 10 years experience 在此定位12MPa。 则蓄能器的充气压力 （2）蓄能器总容积V0的计算 由于蓄能器做应急能源使用，并要求在泵不工作时，靠蓄 能器可工作2-3次，以下按工作三次计算 则蓄能器有效工作容积 ΔV=A1·S·3·ζ 其中取ζ=1.2 ΔV=3.2L 工作过程可看做等温过程 则
系 统 的 比 较
二 号 方 案
6.
三 号 方 案
四 号 方 案
综合以上分析， 将一号方案作为 最终选定系统。
四、液压辅件的选择
（一）选择液压泵及驱 动电机
请在此添加段落内容……
请在此添加段落内容……
四、液压辅件的选择
（一）选择液压泵及驱动电机 1.确定液压泵最大工作压力 P1=16MPa 由于系统管路简单，取ΔP=0.5MPa 2.确定液压泵的流量
满载转速 r/min 1440 2.3 2.3
（二）控制阀的选择
1.先导式溢流阀 溢流阀通过的最大流量即为泵的额定流量， q=15L/min，最大调定压力p≥16MPa 选择华德公司的DBW 10A-2-30B/315X/V
2.换向阀 通过换向阀最大流量为系统工进时流量 q=7.065L/min，工作压力p=16MPa 系统电磁换向阀选择4WE6 J 50B/ A G24 V 系统手动换向阀选择H-4WMM 6JB/V
管道的选择
液压泵至阀块之间管道的选择:由泵的p口螺纹尺寸为 Content design, 10 years experience M22×1.5，选择M22×1.5的卡套式管接头，据此选择泵至 阀块之间的管道为外径φ18，内径φ12的钢管。 阀块至油箱之间管道的选择：由回油管路的上述计算， 取内径φ10mm，外径φ14mm的钢管，选择M18×1.5的卡 套式管接头。 阀块上A、B口至液压缸之间的管道选择：由亚油管路计 算，选择内径φ6mm，外径φ10mm的钢管，管接头选择 M14×1.5的卡套式管接头。