CDQ装入装置驱动形式的优劣分析

CDQ (干法熄焦) 是国内外普遍使用的节能环保技术, 2010年国内大中型钢铁企业焦炭生产干熄焦率已达82.6%左右, 国内已形成90t/h、125t/h、140t/h、200t/h、250t/h的干熄焦设备系列, 是世界上干熄焦装置最多的国家。

CDQ工艺系统由红焦输送装置、干熄炉、供气装置、装入装置、排出装置和气体循环等系统组成。装入装置在红焦输送装置和干熄炉起着关键的连接作用, 如果装入装置工作不正常将直接导致CDQ停止生产[1]。在装入装置的组成部分中, 最有可能出现故障的就是驱动装置, 因此本文对CDQ装入装置可能采用的驱动方式进行优劣分析, 以便今后对采用何种驱动方式起到指导作用。

1 现状分析

CDQ装入装置安装在干熄炉炉顶的操作平台上, 是由炉盖、装入料斗、台车、传动机构、轨道框架、焦罐支座和导向模板等组成。传动机构包括驱动装置、摇杆、转动轴及扇形轮。驱动装置和摇杆固定在炉顶平台上, 转动轴和扇形轮固定在台车上。装焦时装入装置能自动打开干熄炉水封盖, 同时移动带布料器的装入料斗至干熄炉炉口, 配合起重机将红焦装入干熄炉内, 装完焦后复位。

考虑到装入装置驱动的重要性, 在绝大多数CDQ装入装置都已经国产化的情况下, 基于进口电动缸具有推力大、调整方便、线接触、负荷大、高速、运转阻力小的优点, 驱动部分大多数仍是采用进口电动推杆, 但是也有采用国产电液推杆代替进口电动推杆的成功实绩。下面就分别对电动推杆和电液推杆进行分析。

2 电动推杆驱动形式

电动推杆由驱动电机, 减速齿轮、丝杆、蜗轮、蜗杆, 铜锣母导套、推杆、滑座、弹簧、外壳、连接头、行程开关及内调行程开关所组成, 结构紧凑, 动作灵敏, 安装方便。某些型号推杆机体内设有过载保护装置, 当推杆行程到极限位置或超过额定推力一定数值时, 推杆自动停机, 达到过载保护作用, 使电机及构件不致损坏[2]。

2.1 电动推杆工作原理

电动机通过一对齿轮减速后, 带动一对丝杆螺母, 把电机的旋转运动变为直线运动, 利用电动机正反转完成推拉动作。推力和拉力相等。通过各种杠杆、摇杆或连杆等结构, 可完成转动摇动等复杂运动。通过改变杠杆力臂长度, 可以增长行程。

2.2 电动推杆自动保护功能

电动推杆机体内设有过载自动保护装置, 当推杆行程到极限位置或超过额定推力一定数值时, 推杆自动停机, 达到过载保护作用, 使电机及构件不致损坏, 但不得以此做正常运行时的终端开关使用, 因此, 要求在本机的机体上装置外接行程开关装置, 以控制推杆正常起停。

3 电液推杆驱动形式

电液推杆适用于往复推拉直线 (或往复旋转一定角度) 运动, 可用于上升, 下降或夹紧工作物的场所, 也可用于远距离及高空危险地区, 并可和计算机联网进行集中 (程序) 控制[3]。

3.1 电液推杆工作原理

电液推杆以电动机为动力源, 通过电动机正 (反) 向选装, 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。

3.2 电液推杆自动保护功能

电液推杆工作时, 如活塞杆所受外力超过额定的输出力或活塞已行至终点, 电机仍在转动, 这时油路中油压增高到调定的压力, 溢流阀迅速而准确地溢流, 从而实现过载自动保护, 电机虽在转动, 但不会烧毁。

3.3 电液推杆自锁功能

电液推杆的油路集成块中设计了压力自锁机构, 电机停止转动, 活塞杆立即停留在一定的位置, 压力油处于保压状态。

4 优劣对比

在过载自动保护功能、自锁功能、带负荷启动、不烧毁电机、额定范围内输出力的无级调节、额定范围内速度的无级调节、额定范围内行程的无级调节、输出力、投资、节能效果、机械效率、控制方法、维护量、故障率、冲击力、噪音和体积等方面, 把电动推杆和电液推杆做了优劣对比[4], 如表1所示。

5 结论与展望

进口电动推杆价格昂贵、维修成本大、备件购买繁琐。就目前看, 国产电动推杆生产水平还满足不了CDQ工艺系统的要求。但是, 近几年国产电液推杆得到长足的发展, 可靠性和稳定性得到了很大的提高, 使采用国产电液推杆代替进口电动推杆成为可能, 并且在理论分析上电液推杆是优于电动推杆的。

通过本文的CDQ装入装置驱动形式的优劣分析, 在满足工艺生产要求的前提下, 选择可靠、成熟的国产品牌电液缸完全可以代替进口的电动缸, 这样可以大大的节省工程建设投资, 促进国产设备的进步和发展。

摘要：CDQ是炼铁炼焦工序最重要的生产工艺流程, 也是最重要的节能环保技术之一。装入装置是CDQ的关键设备, 装入装置的驱动又是关键中的关键, 因此有必要对可能使用的CDQ装入装置驱动形式进行优劣分析, 以找到最合适、经济的驱动形式。

关键词：CDQ,装入装置,电液缸,电动缸

参考文献

[1] 王守栋, 等.干熄焦装入装置故障分析与改进[J].设备管理与维修, 2009 (2) .

[2] 电动推杆产品说明书.

[3] 电液推杆产品说明书.

[4] 牟卫国, 等.干熄焦装入装置电气控制要点与国产化[J].燃料与化工, 2010, 41 (2) .