140 t/h干熄焦装入装置国产化改造

李东风 王志民 董莆 赵士东 徐银付 高书琴

(安阳钢铁股份有限公司)

140 t/h干熄焦装入装置国产化改造

李东风 王志民 董莆 赵士东 徐银付 高书琴

(安阳钢铁股份有限公司)

介绍了安钢焦化厂140 t/h干熄焦装入装置的进口设备——驱动装置电动缸进行国产化改造。根据设计参数确定电液推杆的型号，同时对电控系统进行改造，在满足了生产需求的前提下，降低了成本，方便了维修、维护，取得了良好效果。

电动缸 电液推杆

0 前言

随着市场竞争日益激烈，成本控制对于企业发展显得愈加重要，140 t/h干熄焦装置电动缸采用的是德国进口的成套设备，采购及维修成本很高，为提高市场竞争力，降低生产运行成本，同时保证设备的正常运行，对其进行了分析并实施了全面国产化改造。

1 问题的提出

装入装置是干熄焦的重要设备。主要是与提升机配合将焦罐中的红焦装入干熄炉，它的驱动装置用一个电动缸来完成提起、落下炉盖，平移料斗、炉盖台车和提起、落下水封罩等动作。该驱动要求尽可能的减少动力源，最大限度地降低因高温和粉尘引起的故障。140 t/h干熄焦装入装置的驱动原设计采用的是德国全进口的电动缸设备，由于进口设备采购周期长、成本高，且其限位和控制装置都设置在机器内部，拆卸比较困难，不便于设备的检查及维修，为了更好的保障生产顺行，降低成本，决定对其进行国产化改造。

2 改造方案及实施

国产电液推杆以电动机为动力源，通过电动机正反向旋转，使液压油通过双向齿轮泵输出压力油，经油路集成块送至工作油缸，实现活塞杆的往复运动。该装置设有压力自锁机构，电机停止后，活塞杆立即停留在一定的位置，压力油处于保压状态，实现准确定位。国产电液推杆完全可以满足现场使用要求。

2.1 机械设备

机械设备的改造除了要求其与装入装置的连接部位相匹配外，主要工作是依据原设计的电动缸参数对电液推杆进行选型:

原电动缸设计参数:电机功率7.5 kW;推力60 kN;速度90 mm/s;行程为1700 mm;工作行程为1521 mm;电动缸单程动作时间≤24 s。其中关键的参数是推力、行程和单程动作时间，其中单程动作时间主要指炉盖打开的时间，它要与提升机的平移时间相适应。根据以上参数，考虑到实际运行过程中的一些因素会造成负荷增加以及电液推杆的推力和拉力不同(推的时候用的是电液推杆的无杆腔，拉的时候为有杆腔。故在齿轮泵输出压力一定的情况下其推力大于拉力)，为保证拉力不小于60 kN，必须对推力进行相应的增加。经过参考各电液推杆的参数，最终选择的电液推杆的型号为DYTP20000－1700/60，同时电机功率增加为15 kW，可满足生产需要。改造具体实施如下:

1)开始更换时缓慢打开水封盖，使连杆基本处于垂直位置，以方便连接销轴的拆装。

2)拆除连杆和电动缸的连接销轴、电动缸地脚螺栓，将其吊至地面指定位置。

3)吊起电液推杆就位，安装地脚螺栓，安装连杆销轴(连接销轴时，可以用电液推杆上的手动泵及手动换向阀来调整电液推杆上的叉头与摇杆连接孔的同心度)。

2.2 电气设备

改为电液推杆后，电动机功率增大到15 kW，需对原配电柜内的变频器及输出电抗器进行改造。基于考虑电动机的参数及我厂现使用设备的型号规格，变频器型号选择 ATV71HD22N4，电抗器选择VW3A5103，并对原设备的PLC进行更换(型号更换为FX2N－64MR)，以实现改造后的备件统一，降低库存备件和占用资金。

改成电液推杆后，现场的控制元件没有增加，所以，控制电缆不需要更换，变频电机增大到15 kW后，由于原动力电缆规格为4×6 mm2，考虑到线路较长，加入输出电抗器后满足新电机要求;变频电机的冷却风扇电源线，由原电动缸上的抱闸制动器电源线代替(原制动器电源线为3芯电缆，而电液推杆采用的是液压控制，不需要制动器)。改造具体实施如下:

1)选定电液推杆的型号后，在备件到位之前，对电器改造进行前期的准备工作:根据设备容量及工艺要求，对PLC、变频器及相关电器元件进行选型，设计电器控制原理图，并且对配电柜进行装配。由于配电柜至现场设备较远，所以应在变频器的输出线路中加装输出电抗器。

2)电液推杆安装就位后电工安装、连接电液推杆负荷线、限位及相关电器元件和线路。对电液推杆进行各位置点调试(人工操作电液推杆的起、停)。由于生产工艺要求装入装置的动作时间在24 s之内，应适当的调整电动机的工作频率(即电液推杆的高低速)及减速限位的位置(即减速距离)以满足该要求。

3)调试结束后试运行，提升机操作室和电液推杆现场操作箱各安排一个人监护，通知电机车按下“送满罐”信号，使提升机和装入装置在“自动运行”状态下运行一个周期。以检查电液推杆的动作时间与提升机的平移速度是否相匹配;同时，中控室安排一人监视电液推杆动作信号传输是否正常。

3 改造效果

1)实现该工艺设备进口转国产化，降低了设备的采购成本。

2)由于对该套设备的性能比较了解，便于对设备进行点检、维护;限位装置由原来的设备内部检测改到现场检测，方便了设备定位的调整，更方便实现其对位精度;由于采用的是液压控制，其液压油的粘度受环境温度影响，影响其动作精度，可以在设计、调试时将液压系统的工作压力调大，并且在换季时更换不同牌号润滑油来消除。

3)由于采用液压传动控制，具有可靠的过载自动保护性能，即使超负荷也不会损坏或烧毁其它机械及电气设备。电液推杆采用的是全液压传动，动作灵敏，运行平稳，能有效的减缓停车及其它外来的冲击力。由于采用液压控制，且现场设备停止时有重负荷，虽然该设备设计有自锁机构，但还是有轻微泄压，在两个小时内泄漏行程不大于5 mm，不影响生产的正常运行。为了避免设备泄漏量增加影响生产，在PLC内部进行程序改造:当没有开关指令的情况下，设备离开了定位位置，电液推杆先执行报警5 s再低速自动关动作，并将报警信号传至中控室，以便操作人员通知维修人员进行维修。

4 结束语

通过对140 t/h干熄焦装入装置电动缸电液推杆的国产化改造，既满足了生产要求，又降低了成本，方便了检修和调整。此后对75 t/h干熄焦装入装置的驱动电动缸也进行了改造，运行至今效果良好。此次改造为国内其他干熄焦相同部位设备的改造提供了经验。

［1］ 潘立慧.魏松波主编.干熄焦技术.北京:冶金工业出版社，2005:39.

NATIONALIZATION RENOVATION ON CHARGING DEVICE OF 140 t/h DRY QUENCHED COKE

Li Dongfeng Wang Zhimin Dong Pu Zhao Shidong Xu Yinfu Gao Shuqin

(Anyang Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

It introduces the nationalization renovation of imported electric cylinder of 140 t/h dry quenched coke in Anyang Steel.The electro － hydraulic push rod is determined according to the design parameters and electronic control system renovated，which reducing cost，simplifying maintenance and achieving good results under the precondition of meeting production requirements.

electric cylinder electro－hydraulic push rod

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2011—6—9