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炉前泥炮装泥改造樊明义（炼铁车间）摘要：通过高炉炉前泥炮液压系统改进，大大降低炉前工人劳动强度，消除安全隐患。
关键词：泥炮泥塞装泥进退炮膛炮泥单人操作双人操作机旁操作电动控制手动控制连锁安全隐患崇利制钢8#9#高炉出铁场使用DT1800泥炮、7#高炉使用KD100泥炮，投产以来，炉前泥炮装泥通常是：一人在液压站操作泥塞进退，一人在现场装泥，泥塞进退由装泥人用手势指挥液压站内部人员操作，有时由于泥块较大，不能一次全部进入炮膛，多余炮泥有可能掉入泥塞后面，堆积过多，会影响泥塞行程和装泥量，而且长期反复挤压，很难清理，需要人工用手或工具进行，按照操作规程需要清理炮膛时，必须将泥塞打到前方，切断动力源，才能动手清理，如此需要耗费很长时间，甚至影响到按时出铁。
有时为了贪图方便，在泥塞向前慢慢推进时，用手快速地把掉入后面泥块迅速拿出来，省时省力，但同时造成很大的安全隐患；有时由于视线较差、距离较远，尤其晚上更是失误更多：或误解手势、或操作人员分心、注意力不集中。
据统计，炉前人员多次造成挤手事件，最严重两次是：2010年4月15日一炉前工未及时指挥操作阀台人员停止泥炮活塞，致使运动中的活塞将该人右手中指和无名指挤伤；2013年5月6日另一炉前工同样未及时指挥操作人员停止泥炮活塞，导致左手被活塞挤住，造成左手断离，场面相当血腥和悲惨。
公司与车间对此高度重视，经过分析，修改操作规程，泥炮装泥和阀台操作由原来双人配合操作改为单人完成，但是液压站与泥炮相距较远，操作需要绕过整个高炉，装几块泥后再返到液压站进行泥塞换向，如此需要反复多次，尤其晚上工作，更是困难重重。
为彻底解决泥炮操作问题，我们对液压操作系统进行研究论证，与炉前工人沟通，与一些液压厂家联系，积极查阅有关资料，对液压系统进行大胆改进，经过不断修改完善，设计泥炮装泥机旁单人操作装臵，委托专业厂家制作，自行安装，首先在9#高炉试验成功。
现场操作时，液压站阀台换向阀动作无效，而液压站阀台操作，现场不能动作，液压站阀台与机旁操作相互制约，互相控制的连锁装臵。
FT3080泥炮液压控制系统优化改进高炉炉前泥炮设备是高炉冶炼的关键设备，因其液压系统控制元件为手动换向阀，在现场实际操作过程存在诸多不便，文章主要介绍为完成5#1050m3高炉炉前泥炮设备的自动控制，对炉前泥炮液压系统及控制回路进行一系列优化改进。
标签：泥炮；液压系统；控制回路1 改造前泥炮液压系统控制原理分析炼铁厂5#高炉炉前FT3080泥炮主要由转炮机构和打泥机构组成，泥炮主要工作原理为：打泥机构经转炮机构旋转至铁口处进行打泥堵口，其中转炮与打泥动作均依靠液压系统进行控制。
图1为改造前炉前泥炮液压系统控制原理，该系统由三台（两用一备）斜轴式手动变量柱塞泵供油，通过时溢流插装阀调节系统压力至22MPa，经方向插装阀和切换阀，将压力油液输送至泥炮阀台（共两组阀台，一组控制泥炮打泥机构、一组控制泥炮转炮机构），两组阀台均采用手动换向阀（型号：DMG-06-3C60-50）进行控制，与打泥机构的阀台工作原理（换向阀直接控制）不同，转炮机构的阀台控制原理主要是采用差动回路和保压回路来控制油缸动作。
2 泥炮液压系统具体改造2.1 换向阀的选择换向阀在液压系统中是一种控制调节元件。
其主要功用是通过改变油流方向进而控制执行元件的运动方向，是液压系统中必不可少的方向控制阀，因此在液压系统设计过程中应充分考虑各类换向阀的功能特点，合理加以选用，这是避免设计缺陷、保证液压系统正常工作的关键。
此次改造的目的主要是将原液压系统的手动换向阀更换成电液换向阀，便于电气进行远程遥控操作泥炮。
该电液换向阀的选择具体如下：（1）因泵站不变，即提供油液的压力与流量不变，且因手动换向阀DMG-06系列与DSHG-06系列换向阀压降特性曲线相同，故选取DSHG-06-3C60系列电液换向阀；（2）由于主油路块及其余各液压阀块利旧，为不影响系统正常工作，电液换向阀需采用内控外泄式；（3）为防止因电液换向阀故障，导致泥炮无法进行堵口作业，所选的电液换向阀需自带应急手柄，方便炉前操作人员在电气故障时，可手动应急操作泥炮；（4）电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀组成，其中电磁换向阀起先导作用，即用来改变液动换向阀控制压力油的方向。
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。
高炉液压泥炮的改进摘要：本文主要以中天钢铁6#高炉液压泥炮为例，详细介绍了液压泥炮系统的不足之处及使用过程中发生的故障、原因分析、改进措施。
通过改进降低了液压泥炮系统的故障率，保证了泥炮的可靠运行，提高生产效率。
关键词：液压泥炮液压系统改进1.引言液压泥炮是高炉生产中至关重要的设备之一，一旦出现故障就会造成高炉减风、休风，影响高炉正常生产。
随着炼铁技术的进步，高炉冶炼的不断强化，泥炮的装备水平直接影响炉前的生产管理和安全管理。
因此为了保证泥炮的长期可靠运行，我们必须对泥炮的不足之处加以改进，大幅降低泥炮故障率。
2. 液压泥炮打泥机构的故障、原因分析、改进打泥机构的结构简图如图1所示，液压缸活塞杆固定，液压缸筒推动泥缸的泥塞做往复运动。
泥炮在长期的使用过程中会出现故障。
打泥机构容易出现的故障有泥塞脱落、倒泥严重。
这两种故障直接决定泥炮的使用寿命。
2.1分析导致打泥机构出现泥塞脱落、倒泥严重故障的原因根据现场使用情况统计，泥塞脱落及因泥塞磨损后产生倒泥严重是泥炮使用中反映比较集中的故障点。
2.1.1分析泥塞脱落原因如图2所示，原设计泥塞往复运动是在泥缸中进行的，泥塞与泥缸筒配合是间隙配合。
泥塞与液压缸筒头部由8个均布的m24螺栓连接。
泥缸长期在高温区工作，并经常性的打水冷却，冷热交替会产生微小变形，有时也有卡铁现象。
而且随着泥炮的改进，现在大多数使用的炮泥均为无水炮泥，在受热状态下对泥塞的运动产生很大阻力。
同时泥塞后部还有未排净的倒泥，高温烧结后变硬。
泥塞退到头时存在反作用力。
当液压缸打泥前行时，虽有阻力但联接螺栓受压力作用还不能影响工作，但在后退状态下，连接螺栓受拉力作用，并且是几种阻力同时作用。
当这种合力大于螺栓所承受的拉力时，造成螺栓松动、变形、拉断，导致泥塞脱落，泥炮不能工作而酿成事故。
2.1.2分析倒泥严重的原因液压泥炮的泥塞与液压缸头部靠螺栓联接在一起，液压缸行程1180mm，一次打泥动作液压缸往复运动一次，泥塞也随着往复运动一次。
高炉出铁场泥炮打泡设备液压系统设计摘要目前由于高炉大型化和高压操作技术的实现以及炉前操作机械化的要求；再加上电动泥炮在实际使用中存在的问题，例如：外形尺寸大，特别是高度太大，妨碍出铁口附近的风口进行机械化更换工作；打泥活塞推力不足，尤其采用无水泥炮时；丝杠及螺母磨损快、更换困难等等原因；促使液压泥炮得到迅速发展。
液压泥炮打泥推力大，打泥致密，能适应高炉高压操作；压紧机构具有稳定的压紧力，使炮嘴与泥套始终压得很紧，不易漏泥；泥炮结构紧凑，高度矮小，便于操作；油压装置不装在泥炮本体上，从而简化了泥炮的结构。
鉴于液压泥炮的优点和电动泥炮的缺点，国内外都在研制液压泥炮，从而使液压泥炮技术得到了迅速的发展。
液压泥炮主要由五个部分组成：打泥机构、压紧机构、回转机构、锁紧机构和液压控制系统。
关键词：液压传动、泥炮、炼铁The Design of the Hydraulic System of the Clay Gun onSmelting PlantAbstractAt present, because of the blast furnace in front of large-scale and the high-pressured operation technology realization, as well as the request of the stove operation mechamized, In addition the question which exists in the actual use, of the electrical clay gun. For example: The big external dimension, specially, it is too high. Hindering the gusty which nearby the area of the taphole to carry on the mechanized replacement working. The putty piston’s thrusting force of hitting the clay is to be insufficient, especially, it is too high. Hindering the gusty which nearby the area of the taphole to carry on the mechanized replacement working. The putty piston’s thrusting force of hitting the clay is to be insufficient, especially using the anhydrous clay gun. The guide screw and the nut will be wearing quickly, difficulty replacing and so on. All of these urge the hydraulic pressure clay gin to obtain the rapid development. The hydraulic pressure clay gun has the big thrust force. It hits the clay to be pact. It can adapt to the high pressure operation. The contract organization has stably contracts strength. It causes the artillery mouth and the putty set to be very tightly. The clay gin’s structure is pact, highly diminutive, is advantageous for the operation. The oil pressure installment dies not install in the clay gun main body. These simplified the clay gun structure. In view of the fact that the hydraulic pressure clay gun’s merit and the electrical clay gun’s shorting, domestic and foreign are all begin to develop the hydraulic pressure clay gin. These enable the hydraulic pressure clay gin technology to obtain the rapid development. The hydraulic pressure clay gun mainly is posed by five parts: Hitting mechanism, Contracts mechanism, Rotary mechanism, Lock mechanism and the Hydraulic control system.Key word: Hydraulic transmission, Clay gin, Iron-smelting目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (II)1 绪论 (1)1.1高炉泥炮及其工作过程简介 (1)1.2泥炮结构常见故障及对策 (1)1.3高炉泥炮类型及优缺点比较 (1)1.3.1泥炮的类型及优缺点 (2)1.3.2液压泥炮优点 (2)1.3.3液压泥炮结构 (2)1.4高炉泥炮在国内外发展历程 (3)1.4.1泥炮国内外发展31.4.2液压泥炮主要类型 (3)1.5高炉液压泥炮课题研究意义以及设计方法 (3)2 泥炮简介 (4)2.1高炉对泥炮的要求 (4)2.2 泥炮基本参数的确定 (5)2.2.1 作用在活塞上的压力 (5)2.2.2 泥缸容积 (6)2.2.3 炮嘴吐泥速度 (6)2.2.4设计参数 (6)3 计算部分 (6)3.1 打泥机构的计算 (6)3.1.1 泥缸直径和油缸直径的计算 (7)3.1.2 油缸有效行程的计算 (8)3.1.3 实际最大炮泥单位压力的计算 (9)3.1.4 打泥推力打的计算 (9)3.1.5 泥塞移动速度的计算 (9)3.2 压炮装置的计算 (10)3.2.1 压炮力的计算 (10)3.2.2 压炮油缸直径的计算 (11)3.2.3 实际压炮力的计算 (11)3.3 旋转装置的计算 (11)3.3.1 旋转装置活塞杆的受力分析 (11)3.3.2 旋转油缸直径的计算 (13)3.4 锁紧装置的计算 (14)3.5 液压系统的计算 (14)3.5.1 泥炮各油缸所需流量的计算 (14)3.5.2 液压泵计算 (15)3.5.3 液压泵用电动机的计算 (16)3.6 液压辅件的确定 (17)3.6.1油箱有效容积的确定 (17)3.6.2油箱散热功率的计算 (17)3.6.3 油管尺寸的确定 (18)3.7 液压泥炮的组合图 (19)3.8 液压系统的工作原理及流程 (19)3.8.1 工作原理 (19)3.8.2 油的流程 (20)4 元件的选取 (22)4.1 液压泵及电机的选取 (22)4.2 液压缸的选取 (22)4.2.1 打泥油缸的选取 (22)4.2.2 压炮油缸的选取 (22)4.2.3 旋转油缸的选取 (22)4.2.4 锁紧油缸的选取 (23)4.3 控制阀的选取 (23)4.3.1 电磁溢流阀 (23)4.3.2 减压阀 (23)4.3.3 单向阀 (23)4.3.4 双单向节流阀 (23)4.3.5 手动换向阀 (24)4.3.6液压锁 (24)4.4 压力表及压力表开关的选取 (24)4.4.1 压力表 (24)4.4.2 压力表开关 (24)4.5 滤油器的选择 (25)4.6 蓄能器的选择 (25)4.7 液压油的选择 (27)5 液压系统性能验算 (29)5.1 打泥系统的压力损失计算 (29)5.1.1 管路的沿程压力损失计算 (29)5.1.2 管路的局部压力损失计算 (32)5.1.3 阀类元件的局部压力损失计算 (32)5.1.4 系统校核 (33)5.2 液压系统的发热温升计算 (33)5.2.1液压系统的发热功率计算 (33)6液压系统油路块的设计 (35)7 液压站的设计 (36)8 液压系统的使用与维护 (37)8.1污染的途径 (37)8.2污染的危害 (37)8.3油液污染的控制及管理 (37)9 环保性分析 (38)9.1噪声污染 (38)9.2水污染 (38)9.3能源的浪费 (38)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1 绪论1.1高炉泥炮及其工作过程简介泥炮属于炉前设备，高炉在炼铁时需要定时出铁，出完铁后要立即将高炉铁口堵住。
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。
当这一位置数据传送到显示器系统中后，可以使工作人员清晰的掌握设备实时的位置信息。
同时PLC程序中，在深度指示器的设备上，还带有过卷状态开关，一旦发生过卷事件,需立即进行断开处理，以此完成紧急制动控制，保证系统的安全性。
在提升机工作速率的自动控制系统中，测速电机所输出的电压条件与主电机的速率表现出正比例关系。
PLC自动控制系统中，可以通过测速电机中的电压信号，满足设备提升速率的控制要求。
同时,在设备上升的过程中，会在接近顶点位置后，由深度控制器发出指令，控制系统自动执行减速操作,使设备的运行速度控制在2m/s以内，以此保证运行中的安全性。
4结论
综上，对于矿井提升机电控系统的优化升级，可在接入PLC 技术的同时，在硬件结构、软件程序、控制过程这三个层面进行系统性优化，以此保证技术处理的有效性，并使其设备的应用价值得到显著提升。
而这一应用方案,不仅是PLC技术的拓展开发，也保证了矿井提升机设备的技术优化，使生产过程中的技术水平，与时代技术始终维持在同步发展状态,为我国的煤矿企业的生产自动化，提供了基础保障。
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-154-科学技术创新2019.14
打泥油缸前进打泥时，手动换向阀2切换至右位，压力油经单向节流阀4,液控单向阀7,进入打泥油缸无杆腔，推动打泥油缸向前运动，直至铁口封堵完成，手动换向阀2切换至中位，保压。
1.3泥炮手动液压阀台分析
优点：泥炮液压手动阀台原理简单明确.使用方便，所使用的普通液压阀组性价比高，备件更换方便；油液洁净度等级要求不高;无需电气控制，受炉前高温高湿恶劣环境影响较小。
缺点:炉前操作空间有限，泥炮液压手动阀台不易布置;炉前操作环境恶劣，在阀台进行操作时，视线不好;泥炮旋转和打泥油缸的运动速度不可随时调整。
2泥炮电控阀台液压系统
泥炮电控液压阀台系统图如图2所示。
图2泥炮电控液压阀台
2.1泥炮旋转运动
泥炮由待机位前进至工作位时,先导阀9先得电，比例换向阀10通控制电流信号(12~20mA),压力油经液控单向阀11,进入旋转油缸无杆腔，推动旋转油缸向前运动，直至工作位，先导阀9和比例换向阀10断电,保压。
2.2泥炮打泥运动
打泥油缸前进打泥时，先导阀14先得电，比例换向阀15通控制电流信号(12~20mA),压力油经液控单向阀16,进入打泥油缸无杆腔，推动打泥油缸向前运动，直至铁口封堵完成，先导阀14和比例换向阀15断电,保压。
2.3泥炮电控液压阀台分析
优点:泥炮电控液压阀台实现了电气操作，无需将阀台设置在炉前位置;液压阀组选用比例换向阀，旋转和打泥油缸的动作速度可平稳调节。
缺点：比例换向阀对油液洁净度等级要求较高，更容易岀现堵阀现象，液压系统维护和保养成本增加；因炉前环境恶劣,电气操作的控制信号容易出现故障，一旦电气系统出现故障，无法完成打泥封堵铁口，极易发生重大安全生产事故。
3改进方案
泥炮手动和电控液压阀台在实际使用中各有利弊，为了满足安全生产需要,对泥炮液压阀台进行改造。
要求实际操作时，无需切换阀台，手动和电控阀台都可操作泥炮.实现两套阀台一用一备的使用方法。
改造后的液压系统图如图3所示。
庞牒斛丘紳诚
图3改造后泥炮液压阀台
为了实现泥炮手动和电控阀台同时可操作，对阀台液压原理进行了改造，在手动阀台打泥液圧回路和电控阀台旋转液压回路分别增加液控单向阀18和12o
泥炮液压系统改造后，在使用电控阀台操作时，无需关闭手动阀台进出口截止阀，可实现泥炮旋转油缸和打泥油缸的动作，通过调节比例换向阀的输入电流调节油缸动作的速度。
当电气系统出现故障时，可及时使用手动阀台完成泥炮旋转和打泥封堵铁口的动作，以防安全事故的发生。
改造后的泥炮液压系统，既拥有电控阀台的操作使用优点，同时又保留了使用安全稳定的手动阀台作为备份，增加了泥炮液圧系统的安全可靠性。
结束语
高炉泥炮液压系统改造后，系统运行平稳,实现了泥炮手动阀台和电控阀台无需切换可同时操作，尤其是能够在电气故障或停电等突发情况下完成打泥封堵铁口动作，极大地降低了因泥炮液压系统故障导致安全事故的概率,实际使用效果较好，
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