液压泥炮设计

毕业设计（论文）题目基于S7-200的高炉泥炮控制设计学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：___________ 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。

2、不保密□。

（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：___________ 年月日导师签名：___________ 年月日目录摘要 (1)前言 (2)1 绪论 (2)1.1 高炉泥炮的概述 (3)1.1.1 高炉泥炮的意义 (3)1.1.2高炉泥炮工作的基本流程 (3)1.1.3我国高炉泥炮存在的问题 (5)1.1.4高炉泥炮在国内外的发展前景 (5)1.2泥炮工艺流程中传感器的技术特点 (6)1.2.1压力传感器的介绍 (6)1.2.2温度传感器的介绍 (7)1.2.3超声波流量传感器的介绍 (7)1.3 PLC的主要应用近况 (7)1.4泥炮驱动系统 (9)1.4.1液压系统作用及组成 (9)1.4.2气动系统主要特点 (10)1.5 3200m3泥炮液压系统简介 (11)2.系统设计方案 (14)2.1控制系统设计要求 (14)2.2控制系统结构图设计 (14)2.3液压系统原理图及工作过程描述 (15)2.4液压系统油泵电机电路图及简述 (17)3设备选型 (17)3.1控制器的选择及I/O口的分配 (17)3.2所用测量设备选型 (20)3.2.1压力测量设备选型 (20)3.2.2温度测量设备选型 (21)3.2.3流量测量设备选型 (21)4程序设计 (22)4.1高炉泥炮工业控制流程图 (22)4.2程序设计 (25)5基于MCGS的人机组态界面 (30)5.1 MCGS与PLC的网络通信 (30)5.2高炉泥炮的人机组态界面设计 (31)6总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (37)基于S7-200的高炉泥炮控制设计学生：指导教师：（三峡大学电气与新能源学院）摘要:本次毕业设计主要阐述了基于S7-200高炉泥炮液压控制系统设计，简述了泥炮的工艺，液压系统原理，以及泥炮液压系统的工艺流程和控制系统从启动系统到停止系统的自动控制过程。

北京科技大学科技成果——KD型液压矮泥炮
成果简介
KD型液压矮泥炮是BG型液压矮泥炮的更新换代产品。

由北京科技大学设计，西安冶金机械厂制造的BG型液压矮泥炮于1986年和1988年通过冶金部的鉴定，多年来已在二十六个省市推广应用，曾获得国家重大技术装备攻关一等奖，国家科技进步二等奖等八项国家级奖励。

根据BG型液压矮泥炮多年来的使用经验，吸取国外液压泥炮的先进结构，于1996年对BG型液压矮泥炮做了重大改进，并改名为KD型。

KD型液压矮泥炮的主要改进之处为：
1、将原来的旋转、压炮、打泥三个动作改为旋转、打泥两个动作，从根本上消除了两个压炮油缸动作不同步的可能性，进一步提高了泥炮动作的可靠性。

2、在旋转机构中增加了一个平面四杆机构，保证了炮嘴在出铁口内外做近似直线运动，炮嘴在贴紧泥套压炮时，炮嘴不会左右移动，有利于提高泥套的工作寿命。

3、将打泥量行程指示装置做了改进，结构简单，工作可靠，故障率低。

4、液压站统一采用手动阀台，具有工作可靠，操作方便等优点。

经济效益及市场分析
KD型液压矮泥炮已形成系列产品，可用于各种不同容积的高炉，用来堵塞高炉的出铁口。

目前已经在马鞍山、安阳、柳州、韶关、北台、济南、邢台、石家庄、张家港、长治等地的高炉上推广应用了五
十多台。

用户一致反映：KD型液压矮泥炮结构合理，性能良好，工作可靠，是理想的堵铁口设备。

是高炉大修时必不可少的产品。

可降低炉前消耗，改善工人操作环境。

具有明显的经济效益和和社会效益。

高炉炉前液压泥炮回转部分设计
苗勇
【期刊名称】《冶金设备管理与维修》
【年(卷),期】2011(029)004
【摘要】经过对高炉泥炮的多年研究，完成了使用寿命长、备件成本低和检修维护方便的泥炮回转部分的设计。

【总页数】3页(P61-63)
【作者】苗勇
【作者单位】本钢集团公司审计部,本溪117000
【正文语种】中文
【中图分类】TF321.5
【相关文献】
1.高炉炉前液压泥炮的常见故障分析 [J], 周曲珠;芮延年
2.济钢1750m3高炉炉前液压泥炮的改造及应用 [J], 王立波
3.攀钢钒高炉炉前液压泥炮开口机的遥控改造 [J], 唐炜;杜斯宏;林千谷;于天齐
4.高炉液压泥炮回转系统结构的改进 [J], 丁海法
5.高炉液压泥炮加装应急回转换向阀的改造 [J], 张志军;王维;魏波;罗亮
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高炉出铁场泥炮打泡设备液压系统设计高炉出铁是冶金工业中重要的生产环节，而泥炮打泡设备液压系统作为高炉出铁场的关键设备之一，其设计和性能直接影响到高炉生产的稳定性和效率。

本文将对高炉出铁场泥炮打泡设备液压系统的设计进行详细的介绍和分析。

一、液压系统的基本原理液压系统是一种利用液体传递能量的动力系统，其基本原理是利用液体在封闭管道中的压力传递力量。

液压系统由液压泵、执行元件、控制元件、液压储能装置和液压传动管路等组成。

在高炉出铁场泥炮打泡设备中，液压系统主要用于控制泥炮的升降、旋转和喷射等动作，以及控制打泡设备的开启和关闭等功能。

二、液压系统的设计要求1. 高可靠性和稳定性：高炉出铁场的工作环境复杂，对设备的可靠性和稳定性要求较高，因此液压系统的设计需要考虑到各种恶劣环境条件下的工作状态，确保系统能够稳定可靠地工作。

2. 高效率和节能：高炉出铁是一个能耗较大的生产过程，液压系统的设计需要考虑到节能和高效率的要求，尽可能减少能量损失，提高系统的工作效率。

3. 精准控制：高炉出铁场的生产对泥炮打泡设备的控制要求较高，液压系统需要具有精准的控制能力，能够实现对泥炮和打泡设备各项动作的精确控制。

4. 安全性和易维护性：液压系统的设计需要考虑到设备的安全性和易维护性，确保在设备发生故障时能够快速排除故障，保障设备和人员的安全。

三、液压系统的设计方案1. 液压泵的选择：在高炉出铁场泥炮打泡设备液压系统中，液压泵是系统的动力源，其选择需要考虑到系统的工作压力和流量要求。

一般情况下，可以选择柱塞泵或齿轮泵作为液压泵，根据实际情况确定泵的型号和参数。

2. 执行元件的选择：执行元件是液压系统的关键部件，其选择需要考虑到泥炮和打泡设备的工作要求，一般情况下，可以选择液压缸、液压马达等作为执行元件，根据实际情况确定元件的型号和参数。

3. 控制元件的选择：控制元件是液压系统的控制中枢，其选择需要考虑到系统的控制要求和精度，一般情况下，可以选择液压阀、液压传动管路等作为控制元件，根据实际情况确定元件的型号和参数。

KD300T液压泥炮、KD-IA开口机技术协议甲方：冶金有限公司乙方：液压气动股份有限公司设计方：集团工程设计研究院有限公司冶金有限公司转产技术改造1600m3初炼炉工程，该项目共计2座初炼炉，每座初炼炉设有2个出铁口。

每个出铁口设置一台液压泥炮和一台液压开铁口机，泥炮与开铁口机为同侧布置。

经冶金有限公司（以下简称买方）、集团工程设计研究院有限公司（以下简称设计方）、集团西安重机有限公司（以下简称买方）经过共同讨论与协商达成共识，并形成以下技术协议内容：一、设备性能参数及技术要求1、KD300T液压泥炮4套（左3套、右1套）KD300型全液压泥炮结构紧凑，动作简练，液压缸及管路系统等附件都安排在机体上。

1.1、KD300型液压泥炮组成——焊接钢结构的斜底座——回转机构——吊挂机构——回转液压缸——用于液压的旋转接头——控制连杆——缓冲器——打泥机构（含打泥油缸）——机体的管路系统（机上配管）1.3、设备要求1.3.1打泥推力大、工作可靠、故障率低，结构紧凑、轮廓尺寸小。

1.3.2液压缸缸体采用特优级高强度合金钢，经专用深孔加工机床加工泥缸和泥塞的表面经过辉光离子氮化处理，缸体、活塞杆精加工后全部采用镀硬铬，珩磨处理。

寿命在一年以上。

1.3.3液压泥炮密封件采用进口件，保证使用寿命在8个月以上，液压缸、旋转接头全部采用进口密封件（弗洛伊登贝格·麦克）。

1.3.4所有铰链点铜套均采用先进的自润滑铜套，保证使用6～8个月。

1.3.5机上配管采用中心旋转接头，工作安全可靠、外形美观。

1.3.6打泥量指示装置用重锤式结构，工作可靠指示准确。

1.3.7设备采用平面四连杆机构原理，压炮时炮嘴不会左右摆动，直线度好，提高泥缸的寿命，可靠地防止炮嘴处漏泥。

2、KD-IA型全液压开铁口机 4套（左3套、右1套）KD-IA型开铁口机与KD300型液压泥炮同侧布置。

2.1、KD-IA型液压开铁口机设备组成——焊接钢结构基座——内装旋转油缸的旋臂机构——调整机构，钻机进给装置，倾斜装置——旋转活接头2.2、KD－IA型液压开铁口机要求2.2.1采用全液压传动，凿岩机为液压凿岩机，，钻孔速度快，每次钻孔时间不超过1分钟，减少钻杆的损耗。

102研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2021.02 (下)1 炉前泥炮的发展概况炉前泥炮设备是伴随着高炉炼铁技术的高速发展而不断变迁的。

其发展大致可以分为三个阶段：第一阶段是应用在小型高炉上的气动泥炮，由于其活塞推力小、打泥压力不稳定而迅速被淘汰；第二阶段为电动泥炮，其结构较复杂、打泥压力小、泥炮高度大及不能适应恶劣的工况环境等；第三个阶段为液压泥炮，随着高炉容积的不断扩大、炉顶压力及风温的不断提高，冶炼强度不断加强，因此，被性能更好的液压泥炮所取代，且长期以来被国内外各钢铁公司广泛应用。

2 几种液压泥炮的综合分析目前，国内外典型的矮式液压泥炮主要有MHG 型、BG 型、PW 型、DDS 型等。

BG 型是早期由北科大联合西冶、嘉冶等制造厂共同研发制造的一种液压矮身泥炮，其典型特点是带有门型框架支撑压炮油缸的压炮机构，实际使用中，因两个压炮油缸不同步而带来很多操作不便。

在BG 型液压泥炮的基础上改进的KD 型，取消原有的压炮形式，改用斜底座使得压炮动作更为简单。

在此就MHG 型、PW 型、DDS 型进行简单介绍。

2.1 MHG 型泥炮MHG 型液压泥炮是由日本三菱重工神户造船所设计，于20世纪70年代末引进国内，用于宝钢1号4063m 3高炉。

由回转机构、锁紧机构、压炮机构、打泥机构等组成。

其优点在于炮嘴运动轨迹较直线特性较好，接触铁沟的时间较短，缺点是其压炮倾角固定，不能适应新炉与旧炉工艺的变化，且回转液压马达易泄漏，驱动装置繁琐，结构较复杂。

2.2 PW 型泥炮PW 型液压泥炮是由卢森堡保尔沃特（PW 公司）设计的，由打泥机构、吊挂机构、回转机构和斜底座组成。

其采用了独特的并带有倾角的固定斜底座，并为保证转炮系统的平稳，设有支撑装置，并将泥炮的回转、压炮和锁紧的功能集中于一体，由一个回转机构来替代，从而使机构变得更加简单。

回转机构为四连杆机构，采用外置的回转油缸驱动，便于日常检修、维护与更换。

2019.14科学技术创新-153-高炉泥炮液压系统改造余堰峰'马莲莲2(1、中冶华天工程技术有限公司，江苏南京2100192、安徽工业大学艺术与设计学院，安徽马鞍山243002)摘要：高炉炉前泥炮设备主要完成旋转和打泥两个动作，泥炮液压阀台有手动操作和电气控制操作两种形式。

本文结合泥炮液压阀台工作原理，分析了两种形式的泥炮操作优缺点，并根据实际使用情况，提出了泥炮液压系统改进方案，实际使用效果较好。

关键词：高炉；泥炮；液压系统；阀台中图分类号:TF573文献标识码：A文章编号:2096-4390(2019)14-0153-02高炉炼铁是现代炼铁的主要方法叫泥炮作为高炉炉前的核心设备，其正常工作与否,将直接关系着高炉整体的安全生产叫高炉出铁场一般布置两套或三套泥炮系统,其作用是能够在高炉正常风压下快速地将炮泥压入出铁口叫迅速完成封堵动作,使高炉快速进入下一周期的作业％炉前液压泥炮主要完成旋转和打泥两个动作。

液压系统由液压泵站、液压阀台、回转油缸、打泥油缸等部分组成。

液压阀台有手动操作和电气控制操作两种形式。

本文分析比较两者的优缺点,并结合实际使用情况，提出了改进方案。

1泥炮手动阀台液压系统泥炮手动液压阀台系统图如图1所示。

1.1泥炮旋转运动泥炮由待机位前进至工作位时，手动换向阀1切换至右位,压力油经单向节流阀3,液控单向阀5,进入旋转油缸无杆腔，推动旋转油缸向前运动，直至工作位，手动换向阀1切换至中位,保压。

1.2泥炮打泥运动图1泥炮手动液压阀台(转下页)执行自检操作,如果检验结果符合运行状态需要，可直接进行提升操作。

但如若出现安全警报提示，则需操作人员进行手动排查，在确定设备恢复正常后，再解除相应的制动控制，并闭合所有回路触点开关,按照相关技术管理流程,执行规范操作。

对于行程位置的控制分析，需借助提升机主轴上的光电编码器.在其产生的信号脉冲中,对应分析执行参数。

在获得具体计算数据后,代入到PLC程序的高速计数系统中，并自动的生成位置数据。

1绪论1．1高炉液压泥炮的发展随着世界各国炼铁高炉设备的不断更新换代，用于堵塞高炉出铁口的电动泥炮逐渐被液压泥炮所取代，这是由于液压泥炮具有打泥推力大，动作灵活，操作方便等优势。

我国从改革开放以来，在新建的一些高炉中也引进一批国外不同类型的液压泥炮。

但为了尽快改变我国高炉炉前设备落后状况，制造适合我国现有高炉条件能代替电动泥炮的液压泥炮，成为重要课题和紧迫任务。

在此形势下，北京钢铁学院（后改名为北京科技大学）等单位从一九八三年就开始调研和设计。

而为了推动液压泥炮的研制，并使其能迅速转入实际应用，在冶金部机动司和科研司的组织下，由北京钢铁学院、鞍山钢铁集团公司、西安冶金机械厂、北京冶金液压机械厂、攀枝花钢铁公司、包头钢铁公司等单位组成从科研设计、制造到使用的“一条龙''研制联合体。

联合体集中了主管部门、科研院校、制造厂家及使用单位的智慧，发挥了各方面的作用和积极性，使整个研制应用工作进展迅速。

设计定型的BG300型液压泥炮于一九八五年六月制成，于十一月十五日起在攀枝花钢铁公司二号高炉上投入使用。

使用效果达到预期的设计目的，又于一九八六年四月在攀钢现场通过了冶金部组织的技术鉴定，至此我国各大型冶金机械加工厂开始投入批量生产[1]。

1．2选题背景及意义液压泥炮是高炉出铁后，将炮泥压出堵住出铁口的设备，液压泥炮既要堵满很长的出铁孔通道，又要修补炉内前墙，同时炮嘴要有合理的运行轨迹。

随着高炉高压操作和高炉大型化的发展，无水炮泥的应用，泥炮从最早期的蒸汽泥炮发展到电动泥炮以及目前广泛使用的液压泥炮。

由于液压泥炮具备了很大的推力和容量，同时又便于炉前风口操作，运行安全可靠，因此液压泥炮得到了广泛的推广[2]。

液压泥炮的类型很多，为了获得炉前风口的完整性，液压泥炮的设计高度已经逐渐减小，国内外典型的矮式液压泥炮有Pw型、MHG型、IHI 型、BG型和DDS型。

设计主要针对产品为DDS型液压泥炮，由于铁厂特殊的生产环境，液压泥炮的质量及上线时间至关重要。