邯钢3200m3高炉泥炮打泥系统流量计的改进与完善

【摘要】设计院在高炉的开口机泥炮液压控制系统设计时，泥炮的打泥控制回路中设计了流量计（如简图1所示），厂家为德国hydrotechnik涡轮流量。当高炉铁口需要堵口时，换向阀c端电磁铁得电，...

摘 要：为了精确控制泥炮的打泥量，泥炮打泥系统安装涡轮流量计，由于安装位置与涡轮流量计的特性相矛盾，重新设计涡轮流量计的安装位置，解决了涡轮流量计频繁损坏的问题，随之出现测量数据的冲突问题的解决。

关键词：涡轮流量计；损坏；流向；数据

中图分类号：TF068.23 文献标识码：A

1 概述

随着钢铁企业的不断发展，针对高炉的冶炼提出了更高的要求，现在的冶炼都在向精细化的管理方向发展，高炉每次开口出完铁后，泥炮堵口时沿铁水通道打进去的炮泥量多少，影响到高炉铁口深浅。

设计院在高炉的开口机泥炮液压控制系统设计时，泥炮的打泥控制回路中设计了流量计（如简图1所示），厂家为德国hydrotechnik涡轮流量。当高炉铁口需要堵口时，换向阀c端电磁铁得电，压力油通过涡轮流量计b口流向a口进而流向A腔，涡轮流量计测出流向A强的压力油总流量，活塞在压力的推动下向右侧移动，与活塞杆相连接的泥塞同时向右移动，将C腔的炮泥通过炮嘴D口推进高炉铁口里将铁口堵住。通过A腔压力油的流量计计算出油缸活塞以及泥塞的行程，进而计算出有多少炮泥进入铁口。通过悬挂在出铁场的操作室外墙上的显示屏，显示出精准的数据。此方法比之以前的机械标尺测量法更加准确。

2 流量计频繁出现损坏问题及解决

我厂两个高炉炉前液压系统共计安装使用了8台流量计，但是经过2个多月的使用后，8台流量计轮流频繁的损坏，经过对损坏的流量计的拆解发现，涡轮叶片损坏严重，导致读数波动较大。

经过对德国hydrotechnik涡轮流量计的资料查阅，发现设计院对该部位的流量计的选型没有问题，该流量计完全适应本系统的运行条件（包括介质、压力、流量等）。但是涡轮流量计的使用只能是单方向使用，当系统中的油液逆向流动时，导致涡轮流量计的进出口压差增大，涡轮转动受阻，叶片承受的压差增大，长时间使用后导致涡轮叶片损坏。

分析出涡轮流量计的损坏原因后，针对涡轮流量计不能逆向使用的特性，必须将涡轮流量计的安装位置重新设计。根据泥炮打泥的原理图，涡轮流量计的最佳位置是安装在换向阀之前的回油管道上（如简图2所示），这样避免了流量计的逆向使用。

3 流量计位置改进后导致的新问题

3.1 问题一

根据简图一所示，当铁口出完铁后需要堵口时，压力油进入A腔，由于油缸活塞1与泥塞3直径相同，所以流量计4所测出的流量与C腔进入铁口的炮泥相同，能真实的反映出进入铁口内的炮泥量，进而反映出铁口的深度。

流量计安装位置经改进后如简图二所示，当铁口出完铁后需要堵口时，压力油进入A腔，而流量计所测出的数据是B腔的回油流量。由于B腔有活塞杆，A腔无活塞杆，相同的行程导致进入A腔的液压油与B腔流出的液压油不相等。所以此时流量计测出的数据与进入铁口的炮泥量不相同，不能真实的反映出进入铁口的炮泥。

3.2 问题二

由于现场阀组设计的原因，泥炮回转油缸与打泥油缸油路的控制阀组安装在一个集成阀块上。根据现场的实际情况，炉前作业时有可能需要零时动一下泥炮回转机构，则需回转油缸动作，为了将炮泥装紧或者清理泥缸时，需要打泥油缸动作，流量计4也会有数据显示，导致显示屏上的数据混乱，影响对铁口深度的判断。

4 流量计位置改进后导致新问题的解决

4.1 问题一的解决

假设A腔的有效面积为A（S），B腔的有效面积为B（S），流量计测出的数据为f，A腔的流量为F，则有：

F=f×A（S）/B（S）

A腔的有效面积为A（S）以及B腔的有效面积为B（S）均为常数，则：

a=A（S）/B（S）为常数

当铁口堵口时，进入铁口的炮泥量也就是A腔的液压油的流量，等于在流量计的测量数据的基础上放大a倍。通过自动化人员改写程序，将流量计测出的数据放大a倍后放大到现场的显示屏上。这样显示屏上的数据就是真实的进入铁口的炮泥量。

4.2 问题二的解决

当泥炮回转机构及打泥机构需要各种动作时，必须满足以下条件：泥炮回转机构将打泥机构送至铁口就位，需要回转油缸活塞杆伸出，则必须满足A条件：电脑程序给泥炮回转机构前进指令。泥炮回转机构将打泥机构送至待机位置，需要回转油缸活塞杆退回，则必须满足B条件：电脑程序给泥炮回转机构后退指令。打泥机构打泥时，需要打泥油缸活塞杆伸出带动泥塞将炮泥打入铁口，则必须满足C条件：电脑程序给打泥机构打泥指令。打泥机构装泥时，需要打泥油缸活塞杆退回带动泥塞退到待机位置，则必须满足D条件：电脑程序给打泥机构装泥指令时。在以上四种条件下，任何动作都会导致显示屏显示一定的数据，究竟哪种数据为打泥数据。为了使显示屏上只显示打泥数据，则必须设置一定的条件将其它情况下数据过滤掉，使之不显示在显示屏上。

根据现场操作的实际情况，当铁口堵口时，泥炮回转机构将打泥机构送至铁口就位的时间为20秒左右，当A条件完成后必须是C条件执行，才能是铁口堵口打泥动作，只有在这种情况下显示在屏幕上的数据为打入铁口的炮泥量。

自动化程序员设计程序，只有满足A条件执行大于18秒后紧接着执行C条件的情况下，流量计的输出数据可以转换到显示屏上，其它任何条件下的动作导致的流量计输出的数据，不转换到显示屏幕上。这样就可以将其它没用的数据过滤掉，不会导致现场显示屏上的数据读数混乱。

结语

随着高炉冶炼系统的精细化要求，高炉炉前泥炮的打泥量的精准度越来越高，打泥系统的流量计的使用是一个必然的方向。但是，要根据流量计的特性正确安装使用。不然就会导致影响高炉泥炮打泥量的准确掌握，同时也增加了生产备件费用。

参考文献

[1]高炉煤粉喷吹总管流量计[J].东北大学，2004.

[2]刘月琴.高炉蒸汽加湿调节系统的改进[J].云南冶金，2011.