步进式加热炉液压控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种步进式加热炉液压控制系统，包括液压油箱、至少一组执行组件、储能器组及补油泵组，所述执行组件包括泵组单元、阀控单元及液压缸组，所述液压油箱依次与泵组单元、阀控单元、液压缸组及储能器组连通形成液压油箱的主流通路，所述补油泵组连通于所述液压油箱与阀控单元之间。解决了步进式加热炉液压系统整体效率较低、能量浪费严重等问题，此外在液压系统整体节能的基础上，还兼顾了多个液压缸的同步控制需求，具有节能效果好、投入与运行成本低、控制与结构简单等特点，是一项步进式加热炉液压系统整体最优的节能技术，非常适合应用于对包括步进式加热炉升降机构、步进式冷床等设备在内的控制。进式冷床等设备在内的控制。进式冷床等设备在内的控制。

【技术实现步骤摘要】
步进式加热炉液压控制系统


[0001]本专利技术涉及冶金设备
，具体涉及一种步进式加热炉液压控制系统。

技术介绍

[0002]常见的步进式加热炉一般由多个液压缸驱动与控制，这些液压缸主要是用于提升与运送钢坯等重物，实现步进式加热炉的工艺控制要求，其中有炉底机械的升降液压缸与平移液压缸、装钢机液压缸、出钢机液压缸、装料炉门液压缸、出料炉门液压缸等。这些液压缸要周而复始的提升与放下几十吨甚至上千吨的重量，被提升后的物体在下降过程中具有很大的重力势能。此外这些液压缸的控制都是基于阀控节流调试的控制原理，具有较大的节流损失。目前市面没有相关技术能对炉底机械、装出钢机、炉门升降等多个对象进行节能控制，只有很少量的技术对炉底机械升降液压缸的重力势能进行回收再利用，且不能综合考虑整个炉区的液压系统，造成多个系统并行，增加了成本与故障率；还有已有的节能技术采用蓄能器进行能量回收时都是采用单腔控制的技术，还需要考虑有杆腔的补油等问题，造成了蓄能器容积过大、成本与故障率增高；此外装钢机、出钢机及装出料炉门升降等液压缸都分别有两套，而且这两套在工作时是需要同步控制的，目前这类同步控制都是采用阀控节流调速控制，无法实现两套液压缸工作的同步控制。
[0003]因此，为解决以上问题，需要一种步进式加热炉液压控制系统，所有液压缸均采用泵控容积调速控制与蓄能器能量回收相结合的节能原理，解决步进式加热炉液压系统整体效率较低、能量浪费严重等问题，此外在液压系统整体节能的基础上，采用特殊的容积调速泵组单元还兼顾多个液压缸的同步控制需求。r/>
技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供步进式加热炉液压控制系统，所有液压缸均采用泵控容积调速控制与蓄能器能量回收相结合的节能原理，解决了步进式加热炉液压系统整体效率较低、能量浪费严重等问题，此外在液压系统整体节能的基础上，采用特殊的容积调速泵组单元还兼顾了多个液压缸的同步控制需求。该专利技术具有节能效果好、投入与运行成本低、控制与结构简单等特点，是一项步进式加热炉液压系统整体最优的节能技术，非常适合应用于对包括步进式加热炉升降机构、步进式冷床等设备在内的控制。
[0005]本专利技术的步进式加热炉液压控制系统，包括液压油箱、至少一组执行组件、储能器组及补油泵组，所述执行组件包括泵组单元、阀控单元及液压缸组，所述液压油箱依次与泵组单元、阀控单元、液压缸组及储能器组连通形成液压油箱的主流通路，所述补油泵组连通于所述液压油箱与阀控单元之间作为泵组单元的备用。
[0006]进一步，当执行组件为多组时，多组执行组件之间为并联关系，使得各组执行组件之间互不干涉。
[0007]进一步，所述泵组单元包括电机和至少两个串联的液压泵用于对步进式加热炉液
压控制系统进行泵控调试控制，所述阀控单元包括多个分别与泵组单元连通的液压阀，所述液压阀相互之间形成并联关系，所述液压缸组包括多个并联的液压缸，多个所述液压缸与多个所述液压阀一一对应进行串联；所述液压缸至少一腔间接或者直接与蓄能器组连通。
[0008]进一步，所述液压阀为插装式液压锁。
[0009]进一步，所述液压缸为炉底机械升降液压缸或炉底机械平移液压缸或装料炉门升降液压缸或装钢机升降液压缸或出料炉门升降液压缸或出钢机升降液压缸。
[0010]进一步，所述泵组单元中的液压泵具有两个压力口，一个压力口与液压缸组连通，另一个压力口与储能器组连通。
[0011]进一步，所述泵控调试控制的主要控制方式通过电机转速控制、液压泵的排量大小控制、电机转向及液压泵排量换向控制实现。
[0012]本专利技术/技术在投入工作时，首先根据需要连接好整个液压控制系统，包括各液压缸、泵组单元、蓄能器组、管路、控制线路以及相关的辅助装置，在确保单个液压升降机构都安装无误并处于受控状态的前提下，再通过电机驱动液压泵与液压阀选择对应的液压缸实现需要的动作。首先，保证蓄能器组中有合适的氮气并有合适体积的液压油，此外做好系统中的排气等工作，在此基础上开始加热炉液压系统的控制。假设当前的工艺动作顺序是：装料炉门升
①‑
装钢机升
②‑
装钢机降
③‑
装料炉门降
④‑
炉底机械升
⑤‑
炉底机械前进
⑥‑
炉底机械降
⑦‑
炉底机械退
⑧‑
出料炉门升
⑨‑
出钢机升
⑩‑
出钢机降
‑
出料炉门降这样一个工艺动作，当然这个典型的工艺动作可以根据实际工况进行顺序的调整。装料炉门提升
①
的动作是通过对应的容积调试动力单元与液压阀的选择选择方向及速度控制，动力单元根据速度要求调整转速、液压泵的排量，让蓄能器组的液压油通过容积调速动力单元后进入装料炉门液压缸有杆腔，液压缸回缩从而实现炉门的提升动作，此时装料炉门液压缸无杆腔只需要保证小的正压就可以；当装钢机需要上升动作时
②
，对应的容积调速动力单元及阀台会动作，让蓄能器组中的液压油经过容积调速动力单元进入装钢机液压缸无杆腔实现装钢机的提升工作，此时装钢机液压缸有杆腔是连通的蓄能器组，液压油在上升时作为补充进入了蓄能器组内；同样，装钢机在下降时
③
，装钢机液压缸有杆腔在蓄能器组液压油以及重物的双重作用下，使得装钢机液压缸无杆腔会产生一个背压力，这个背压力又通过容积调速动力单元的控制回收到蓄能器组中；装料炉门下降过程
④
，主要是靠容积调速动力单元从装料炉门液压缸有杆腔中吸取液压油并回收至蓄能器组中，使得炉门在重力作用下液压油通过容积调速动力单元实现能量回收，回收的能量用于下一步动作，这个过程中装料炉门液压缸无杆腔只需要保证一个正压就可以，以上动作实现了装料炉门与装钢机的控制。装钢机及装料炉门一般由两个液压缸分别控制，由于一个容积调速单元的驱动电机串联了两台或者以上的液压泵，在同样的电机转速下，通过电机与液压泵组成的容积调速控制保持这两个液压泵的位置同步，特殊情况下需要单个炉门升降时，可以改变对应液压泵的排量，实现一个液压泵的运动控制。当炉底机械提升时
⑤
，由于炉底机械升降液压缸需求液压油流量较大，且这个时候装出钢机及炉门升降等都无动作要求，所以需要把1个或者多个容积调速单元的泵组进行并联控制，此时液压泵从蓄能器组中吸取液压油，再输送至炉底机械升降液压缸无杆腔内，炉底机械升降液压缸有杆腔的液压油被排入蓄能器管道中补充给泵组单元，实现对炉底机械的提升累差动的控制，当然通过泵组单元的容积
调速控制可以实现不同的运动速度，如低速接坯的控制要求等。炉底机械前进时
⑥
，由于炉底机械平移液压缸对液压油的流量需求不大，同样通过泵组单元中的一个液压泵来控制，这时其他液压泵处于零排量输出，既可以减少能量的输出也保证了液压控制的便捷，在这一个液压泵的容积调速控制下，实现炉底机械平移液压缸的运动控制。炉底机械下降时
⑦...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种步进式加热炉液压控制系统，其特征在于：包括液压油箱、至少一组执行组件、储能器组及补油泵组，所述执行组件包括泵组单元、阀控单元及液压缸组，所述液压油箱依次与泵组单元、阀控单元、液压缸组及储能器组连通形成液压油箱的主流通路，所述补油泵组连通于所述液压油箱与阀控单元之间。2.根据权利要求1所述的步进式加热炉液压控制系统，其特征在于：当执行组件为多组时，多组执行组件之间为并联关系。3.根据权利要求1所述的步进式加热炉液压控制系统，其特征在于：所述泵组单元包括电机和至少两个串联的液压泵用于对步进式加热炉液压控制系统进行泵控调试控制，所述阀控单元包括多个分别与泵组单元连通的液压阀，所述液压阀相互之间形成并联关系，所述液压缸组包括多个并联的液压缸，多个所述液压缸与多个所述液压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，柏峰，王海文，胡俊，沈大乔，向豪，崔明宇，陈德国，邓晓林，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：