Преимущества гидравлического управления в машинах для открывания железодобывающих печей

В настоящее время в Китае в производстве чугуна в доменных печах машины для открывания железодобывающих печей обычно оснащаются гидравлическим управлением, а не электрическим. Этот выбор не случаен, а основан на жестких требованиях к рабочей среде доменных печей, особых требованиях к функциональности оборудования, а также на непревзойденных преимуществах гидравлического управления. Ниже мы подробно расскажем о причинах этого выбора, а также о преимуществах гидравлического управления по сравнению с электрическим.

I. Суровые требования рабочей среды высокопечного производства к способу управления

Выплавка чугуна в доменных печах — это сложный производственный процесс, который сопровождается высокими температурами, большими нагрузками, высокой запыленностью и сложными, изменчивыми условиями эксплуатации. Во время работы машина для открытия железодобывающего отверстия подвергается воздействию расплавленного железа с температурой 1400–1600 °C, выдерживает ударную нагрузку в сотни тонн и постоянные вибрации в процессе открытия железодобывающего отверстия, а также должна стабильно работать в условиях, где концентрация пыли часто превышает 50 мг/м³. В таких суровых условиях система управления оборудованием должна обладать высокой мощностью, стабильностью и надежностью, чтобы обеспечить бесперебойную работу машины для открытия железодобывающего отверстия и избежать производственных аварий или повреждения оборудования из-за сбоев в системе управления.

II. Всесторонний сравнительный анализ гидравлического и электрического управления

(I) Мощность: явное преимущество гидравлической системы

Гидравлическое управление преобразует механическую энергию электродвигателя в гидравлическую энергию с помощью гидравлического насоса, а затем гидравлический цилиндр или гидравлический двигатель преобразует гидравлическую энергию в механическую энергию, обеспечивая мощную тягу 300-800 тонн, которая может гибко регулироваться, время отклика мощности ≤0,1 секунды, что позволяет достичь мгновенного всплеска мощности.

В отличие от этого, электрическое управление в основном зависит от электродвигателя, обеспечивающего мощность. Несмотря на постоянный прогресс в области электротехники, при одинаковых размерах и мощности крутящий момент и тяга электродвигателя обычно составляют всего 50–150 тонн, пиковая мощность ограничена, время отклика ≥0,5 секунды, и он сильно зависит от инерции электродвигателя. Некоторое электрическое оборудование для открывания железодобывающих рудников требует 5 минут для открывания рудника, а успешность составляет всего 70%, что не позволяет удовлетворить потребность в мгновенном мощном ускорении при открывании рудника.

(2) Стабильность и надежность: стабильность гидравлической системы

Гидравлическая система обладает превосходными амортизирующими и вибропоглощающими свойствами. В процессе открытия железолитейной печи, при изменении внутренней структуры печи или внезапном увеличении сопротивления, сжимаемость гидравлического масла и регулирующая функция гидравлического клапана позволяют автоматически регулировать выходную мощность, поглощая более 60% энергии удара, что обеспечивает плавную работу оборудования и эффективно предотвращает его повреждение или сбой управления из-за слишком сильного удара. В то же время, гидравлические компоненты соединены полностью закрытыми трубопроводами, которые соответствуют степени защиты IP68, что позволяет эффективно изолировать пыль, металлическую стружку и другие загрязнения, и даже в суровых условиях высокопечного производства интервал между поломками превышает 8000

часов.

Электронные компоненты в электрическом оборудовании управления чрезвычайно чувствительны к окружающей среде. В условиях высокой температуры в доменной печи, при температуре выше 80 °C, частота отказов модулей ПЛК увеличивается в 3 раза; в условиях высокой запыленности пыль попадает внутрь двигателя, что снижает эффективность его охлаждения на 40 % и влияет на нормальную работу; высокотемпературное магнитное поле также может привести к погрешности сигнала энкодера более 10 %, что вызывает нестабильность передачи сигнала. Все эти факторы значительно снижают надежность электроустройств управления, увеличивают затраты на техническое обслуживание и время простоя.

(3) Точность и гибкость управления: точность и гибкость гидравлики

Гидравлическое управление позволяет с помощью различных гидравлических клапанов точно регулировать расход, давление и направление, достигая высокой точности регулирования давления на уровне 0,5% и поддерживая управление скоростью по кривой «S». В начале открытия железоуборочного отверстия можно регулировать давление гидравлической системы, чтобы медленно пробуривать с меньшим усилием и защитить оборудование железоуборочного отверстия; при приближении к железоуборочному каналу давление увеличивается для быстрого открытия железоуборочного отверстия. Например, после внедрения гидравлического управления на заводе Lian Steel вертикальность железоуборочного отверстия повысилась до 98,7%, что значительно улучшило качество и эффективность открытия железоуборочного отверстия и продлило срок его службы.

Хотя электрическое управление теоретически имеет более высокую точность, в практическом применении при запуске, остановке и регулировке скорости электродвигателя наблюдается инерция, медленная скорость отклика, что затрудняет быструю адаптацию к сложным и изменчивым условиям работы при открытии железолитейного отверстия. Кроме того, диапазон регулировки скорости электрического оборудования составляет всего 1:100, что не позволяет, как в случае гидравлического управления, обеспечивать широкий диапазон регулировки мощности в соответствии с различными потребностями.

(4) Техническое обслуживание и затраты: экономические преимущества гидравлики

Техническое обслуживание гидравлической системы относительно простое и сводится в основном к замене гидравлического масла и проверке герметичности гидравлических компонентов. При регулярной замене гидравлического масла надлежащего качества и поддержании чистоты и герметичности системы срок службы гидравлических компонентов будет достаточно длительным. Кроме того, гидравлические компоненты имеют высокую степень стандартизации, запасные части легко доступны на рынке, ремонт удобен и быстр, а среднегодовые затраты на техническое обслуживание, рассчитанные на 5-летний период, относительно невысоки.

В случае повреждения электронных компонентов электроуправляемого оборудования ремонт затруднен и требует привлечения специалистов и диагностического оборудования для диагностики и устранения неисправностей. Некоторые высокотехнологичные электронные компоненты стоят дорого, а их замена обходится дорого. Кроме того, в суровых условиях высокопечного производства они часто выходят из строя, что увеличивает частоту технического обслуживания, в результате чего общие затраты на техническое обслуживание значительно выше, чем у гидравлического оборудования.

(5) Фактическое применение на мировом рынке: широкое признание гидравлики

На внутреннем рынке крупные и средние доменные печи, такие как Baosteel, Shougang и Wuhan Iron and Steel, широко используют полностью гидравлические машины для открывания железодобывающих отверстий.

На международном рынке основные поставщики оборудования для доменных печей в Европе, Азии и Северной Америке используют гидравлическое управление в качестве основной технологии. Гидравлические машины для открывания железодобывающих отверстий занимают 75% рынка в Европе, а доля полностью гидравлического оборудования в Южной Корее достигает 92%.

III. Заключение

Исходя из вышесказанного, как на китайском, так и на международном рынке, использование гидравлического управления в машинах для открывания железодобывающих печей является оптимальным выбором, учитывающим особенности рабочей среды высокопечных печей и функциональные требования к оборудованию. Гидравлическое управление имеет явные преимущества перед электрическим управлением в таких аспектах, как мощность, стабильность и надежность, точность и гибкость управления, а также стоимость обслуживания. Оно лучше адаптируется к сложным и неблагоприятным условиям производства в доменной печи, обеспечивает эффективную и стабильную работу машины для открытия железодобывающего отверстия, значительно повышает безопасность и экономическую эффективность производства в доменной печи.

Надеемся, что вышеизложенное поможет вам лучше понять причины использования гидравлического управления в машинах для открытия железодобывающего отверстия в доменных печах. Если у вас есть другие вопросы или вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, свяжитесь с нами!

Email：yuanxinmba@163.com