馬如事

自行式熱噴補機水路系統(tǒng)逆流分析與解決方案

馬如事

（安徽馬鋼汽車運輸服務(wù)有限公司，安徽馬鞍山243000）

為了解決目前使用的自行式熱噴補機的水路系統(tǒng)隱患，設(shè)計出用氣路控制水路及時自動通斷的控制電路，并增設(shè)一個應(yīng)急備用旁通水路。經(jīng)過長時間的運行，成功防止了氣路意外斷開或不當操作導(dǎo)致水逆流入料管與噴射室造成的堵料故障及噴補料報廢損失。

自行式熱噴補機；水路系統(tǒng)；逆流；控制電路；旁通水路

1 引言

自行式熱噴補機是鋼鐵廠轉(zhuǎn)爐維護作業(yè)關(guān)鍵設(shè)備之一,它能夠完成整機行走、轉(zhuǎn)向、制動、上車回轉(zhuǎn)、噴射管的定位以及噴補料的饋送等動作，能在1200℃高溫下對轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯的熔損區(qū)進行快速維護修補作業(yè)，是對轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯局部修補的一種高效工具。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大，馬鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐用的自行式熱噴補機也在增多，其使用頻率也同時在加大。噴補機機身上沒氣源，使用時須用軟管把工廠的氣源連接到該機上，由于操作工的操作疏忽或者供氣氣路意外斷開，導(dǎo)致水逆流入噴補料料管以及噴補料料罐中，造成料管堵料以及噴補料報廢，嚴重影響生產(chǎn)，增大成本負擔，造成不必要的浪費。因此，分析并解決水路系統(tǒng)逆流問題，并提出有效的解決方案，對工廠經(jīng)濟效益重大。本文在深入分析水路系統(tǒng)逆流的原因后，提出防止水路逆流方案并在實踐中加以完善，以提高噴補機完好率，降低成本。

2 自行式熱噴補機簡介

自行式熱噴補機是對煉鋼轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯局部修補的一種高效工具，它以柴油發(fā)動機作為整車的動力源，帶動液壓主泵工作，給整個液壓系統(tǒng)提供壓力油，液壓馬達驅(qū)動減速機實現(xiàn)行走；采用兩只液壓馬達驅(qū)動噴嘴旋轉(zhuǎn)；由液壓馬達驅(qū)動回轉(zhuǎn)支承實現(xiàn)上車左右回轉(zhuǎn)，上車的回轉(zhuǎn)可使噴射管左右擺動±110°；噴射管分為大、小管道，其伸縮行程共計約12 m，分別由大管道給進器、小管道給進器來實現(xiàn)，另外通過噴射管道的回轉(zhuǎn)導(dǎo)架，實現(xiàn)噴射管±170°回轉(zhuǎn)；噴射管舉升油缸可使噴射管向上12°、向下20°傾斜。這樣的一個系統(tǒng)構(gòu)成，實現(xiàn)了整個熱噴補機行走、轉(zhuǎn)向、制動、上車回轉(zhuǎn)、噴射管的驅(qū)動、噴補料的饋送、噴射管的定位等動作，自行式熱噴補機集料罐、水罐于一身，再輔以相關(guān)管道、接頭、若干閘閥、壓力表等氣、液元件組成一個有機整體，接通外部壓縮空氣，將噴補料、水混合送至噴嘴，從而使其能在1200℃高溫下對轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯的熔損區(qū)進行快速維護修補作業(yè)。

3 水路系統(tǒng)逆流分析

廠家出廠的自行式熱噴補機水路系統(tǒng)如圖1所示，其水路通斷是由操作人員通過轉(zhuǎn)動控制箱上的旋轉(zhuǎn)開關(guān)來控制的，正確的操作順序是：噴補作業(yè)開始前先動手把工廠配套的氣源連接到噴補機的氣路接入口，打開工廠供氣閥門，完成噴補機材料罐、水罐、料管通氣后，再手動打開水路，這樣水管中的水在密閉水罐中的氣體壓力下前行，噴補料從材料罐中被送料器送至料管前端，噴補料在料管前端受氣體推動前行，在水管與料管的結(jié)合處，水與噴補料混合，并在氣體推動下被噴射出來，進行噴補作業(yè)；噴補作業(yè)后，水路與氣路的正確操作順序是先手動關(guān)閉水路，再手動斷開氣路。總之，系統(tǒng)中無氣體接通，水路一定要處于斷開狀態(tài)。然而現(xiàn)實操作中，時常會發(fā)生操作順序不正確（例如：換了新員工偶爾操作失誤——先手動打開水路再接通氣路）、忘記關(guān)閉水路，或氣路意外斷開。這些情況發(fā)生后，料管中無氣體通過，水就會從水管與料管的結(jié)合處逆流進入料管與料管中的噴補料混合導(dǎo)致堵料，有時水還會經(jīng)過料管進入材料罐中導(dǎo)致其中的噴補料報廢。為了清理廢料，耗時又費力，嚴重影響煉鋼生產(chǎn)，增大工廠成本與設(shè)備維護人員的負擔，造成不必要的浪費。

圖1 噴補機水路系統(tǒng)上的裝配簡圖

4 技術(shù)方案設(shè)計

4.1 技術(shù)方案原理

經(jīng)過上述逆流原因分析可知，解決問題的關(guān)鍵就在當操作失誤或系統(tǒng)意外斷氣情況下，能做到“系統(tǒng)中一斷開氣就立即切斷水路”這一點，那么問題就能解決。為此，技術(shù)方案中，用系統(tǒng)中氣壓信號來監(jiān)測系統(tǒng)中氣路通斷，同時用該信號控制水路通斷，由此得出設(shè)計原理（如圖2所示）：在氣路上一個氣壓傳感器，在水路系統(tǒng)上加裝一個常閉電磁閥，再將二者與車上的電源用導(dǎo)線連接成控制電路，實現(xiàn)氣壓信號轉(zhuǎn)換成電路通斷信號，進而控制水路上的電磁閥通斷。噴補作業(yè)開始前，當氣路接通工作氣體，即噴補機噴補系統(tǒng)氣路中形成工作氣壓后，加裝在氣路上的氣壓傳感器檢測到氣路中的有氣體進入信號后，該傳感器立即接通（相當于電路中的開關(guān)閉合），那么與之相連接的水路電磁閥電路接通，于是電磁閥打開，這樣水路就在氣路接通后才打開；噴補作業(yè)結(jié)束后，或者氣路意外斷開，只要氣路一斷開，氣壓傳感器就立即斷開，水路電磁閥失電閉合切斷水路，二者之間信號傳遞導(dǎo)線小于1 m，而且選用的電磁閥響應(yīng)迅速，這樣水路就幾乎與氣路同時斷開，經(jīng)過實踐檢驗，滿足使用要求，可以有效杜絕水逆流入料管、材料罐。

圖2 技術(shù)方案電控原理圖

4.2 技術(shù)方案完善

考慮到水路常閉電磁閥在噴補機作業(yè)中可能會突發(fā)故障，從而意外切斷水路造成現(xiàn)場作業(yè)中斷，為此，在技術(shù)原理方案的基礎(chǔ)上，進一步完善：增設(shè)旁通水路，可以在電磁閥意外切斷水路時，手動打開旁通水路應(yīng)急，使本次噴補作業(yè)得以繼續(xù)，本次噴補作業(yè)完成后，再進行維護，從而使得該方案更為成熟完善，由此確定最終總體技術(shù)方案如圖3所示。

圖3 技術(shù)方案總體示意圖

4.3 技術(shù)方案具體實施方式

圖4給出了本方案所用的氣壓傳感器（圖中序號1）在氣路系統(tǒng)中的安裝位置與方式。

圖5給出了本方案所用的電磁閥（圖中序號6）在水路系統(tǒng)中的安裝位置與方式。

本方案是這樣實施：在圖2中，蓄電池（1）、氣壓傳感器（2）與電磁閥（3）用導(dǎo)線串聯(lián)成一個電路，氣壓傳感器（2）加裝在噴補機噴補料輸送裝置的氣路系統(tǒng)前部（具體位置如圖4中序號1所示），及時把氣壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐吠〝嘈盘?，控制電磁閥（3）通斷，電磁閥（3）裝在噴補機噴補料輸送裝置的原水路的手動開關(guān)（如圖5中序號6所示）前方，及時響應(yīng)氣壓傳感器（2）傳來的控制電信號產(chǎn)生通斷動作，控制水路通斷。

5 結(jié)束語

這種解決方案以較低的成本，比較方便地實現(xiàn)對了對水路系統(tǒng)通斷的及時自動控制，消除了因工人疏忽以及氣路意外斷開而產(chǎn)生的堵料故障及噴補料報廢損失，提高了設(shè)備完好率，減輕了噴補機維護人員的負擔，降低了使用成本。

圖4 氣壓傳感器在噴補機氣路系統(tǒng)上的裝配圖

圖5 在噴補機水路系統(tǒng)上增設(shè)電磁閥與旁通水路裝配簡圖

[1]麻友良.汽車電器與電子控制系統(tǒng)［M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[2]秦曾煌.電工學(xué)［M].北京：高等教育出版社，2004.

[3]門宏.電工元器件選用與檢測圖解［M].北京：電子工業(yè)出版社，2014.

表3 傳統(tǒng)工藝和雙渣法工藝冶煉指標

4 結(jié)論

（1）在轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷階段，控制熔渣堿度在1.5～2.0，渣中ω(FeO)含量在10%～15%，一倒溫度在1400～1450℃，可以獲得較好的脫磷效果。

（2）在脫碳階段，脫磷率隨堿度的增加而提高，終渣堿度控制在3.8～4.2，ω(FeO)含量控制在20%～25%，出鋼溫度控制在1650℃以內(nèi)，脫磷率可達90%以上。

（3）雙渣法工藝可以滿足轉(zhuǎn)爐脫磷要求，同時吹煉過程平穩(wěn)，轉(zhuǎn)爐噴濺率和金屬料損失降低，轉(zhuǎn)爐石灰用量減少約20 kg/t鋼，鋼鐵料消耗下降4～6 kg/t，由此帶來的經(jīng)濟和環(huán)境效益顯著。

[參考文獻]

[1]朱娟，章立單，王士本.磷對中碳Cr-Mn-Si鋼力學(xué)性能的影響[J].鋼鐵，1991，26(1)：42.

[2]劉建華，包燕平，孫維，等.H型鋼表面裂紋成因分析[J].鋼鐵，2006，41(8)：37-40.

[3]佟新，李蓉.板坯中間裂紋產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施[J].鞍鋼技術(shù)，2005，3：41-43.

[4]郭宏海，宋波，毛王景紅，等.，冷卻速率對耐候鋼中磷元素宏觀偏析的影響[J].，鋼鐵，2010，26(4)：55.

[5]許文杰，李安東，劉國勇.復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉X65管線鋼脫磷工藝研究[J].上海金屬，2009，31(4)：21.

[6]楊文遠，鄭叢杰，楊立紅，等.大型轉(zhuǎn)爐煉鋼脫磷的研究[J].鋼鐵，2002，18(1)：30.

[7]M.Swinnerton，Be(Hons).The Influence of Slag Evolution on BOF Dephosphorisation[D].Master dissertation，University of Wollongong，2005.

[8]黃希祜.鋼鐵冶金原理[M].第3版.北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

收稿日期：2014－05－26

作者簡介：王步更（1957－），男，畢業(yè)于華東冶金學(xué)院冶金工程專業(yè)，高級工程師，現(xiàn)從事煉鋼工藝研究工作。

Analysis of Reverse-flow in the Water Piping System of Self-propelled Hot Gunning Machine

MA Rushi
(The Truck Transportation Company of Maanshan Iron and Steel Group,Maanshan,Anhui 243000,China)

To solve the potential risks in the water piping system of self-propelled hot gunning machine under use at Masteel,a control circuit pneumatically controlling water channel with timely automatic on-off function was designed and an emergency bypass water pipe was added.Long-term operation has showed that the new design has successfully prevented accidental pneumatic cut-off or improper operating to cause water counter flowing into material pipe and gunning chamber leading to blocking and material loss.

self-propelled hot gunning machine;water piping system;reverse flow; control circuit;bypass water pipe

TH237

B

1006-6764(2014)10-0087-04

2014－07－25

馬如事（1985－），男，2008年畢業(yè)于機械設(shè)計及其自動化專業(yè)，本科學(xué)歷，助理工程師，現(xiàn)從事生產(chǎn)技術(shù)工作。