CN106744497A - 步进式加热炉步进机械气压平衡方法 - Google Patents

步进式加热炉步进机械气压平衡方法 Download PDF

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王惠家
苗为人
陈迪安
刘学民
高星
刘燕燕
汪小龙
江波
蹇军强
陈国海
刘磊
王睿昊
沈鑫
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    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/70—Furnaces for ingots, i.e. soaking pits

Abstract

一种步进式加热炉步进机械气压平衡方法，属于工业炉技术领域。运行在步进式加热炉步进机械气压平衡装置上，当步进机械升降框架下降时，气缸无杆腔容积压缩通过胶管向气容储存气体动力能，气缸有杆腔容积扩大通过缸口的呼吸器向外界吸收空气至有杆腔。在步进机械升降框架在液压缸推动作用下上升时，气容通过胶管向气缸补充气体动力能，气缸把气容储存的气体动力能释放转换成动能，对液压缸起到助推作用。平衡了提升框架的部分自重，降低了液压缸的输出压力，减少了加热炉液压系统的系统输出总功率，节约了电能。实现气容既吸收设备自重产生的重力势能同时又能释放稳定的气体动力能用作平衡设备自重的功能。

Description

步进式加热炉步进机械气压平衡方法
技术领域
本发明属于工业炉技术领域，特别是提供了一种步进式加热炉步进机械气压平衡方法，主要功能是当步进式加热炉步进机械设备框架下降时对气容装置充气增压，将下降时的重力势能转换成气体动力能储存于气容中，当步进机械设备框架上升时作为液压系统的辅助能源，把气体动力能进行释放补充动力，从而降低了液压系统实际输出压力，降低系统输出功率，实现节能效果。
背景技术
现今轧钢车间中，步进式加热炉已得到广泛应用，钢坯在炉内完成步进梁的若干步进周期达到理论温度后再送至轧机进行轧制。在每个步进周期中步进机械设备框架均有一次上升与下降，在上升时由液压系统提供动力源托起钢坯及设备框架，步进梁托起钢坯时，液压升降缸需要克服步进机械设备框架及钢坯等全部重量做功，而下降时由于步进机械设备框架及钢坯等的重力作用液压升降缸承受负性负载，只对液压缸提供系统背压，步进梁即可平稳下降。这种工况使液压系统在每个步进周期中的输出功率不均衡，步进梁下降时的重力势能并没有充分利用同时通过对液压油路的节流形成系统背压，产生了系统发热，造成能源浪费。而本步进机械气压平衡装置，与原有液压系统各自独立，在步进梁上升时可平衡掉步进机械设备框架总重约20％-40％，步进梁下降时把重力势能转换成气体动力能储存于气容之中。避免了步进机械在工作状态下的重力势能浪费，在步进梁上升时把储存的气体动力能加以释放平衡设备自重，在新上工程中应用本装置，可以降低步进机械升降液压缸选型规格，从而也降低了液压系统中各元件的选型规格，减少了高压泵的设计数量，降低工程总投资，节约电能。在改造工程中应用本装置，可以降低了液压系统的输出功率，在一定程度上也节约了电能。因此研发加热炉步进机械气压平衡装置具有重大现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种步进式加热炉步进机械气压平衡方法，设备结构简单、实用，易于实现自动化控制，减少厂房用电成本。
本发明工作部分装置安装角度与步进机械升降液压缸安装角度一致，与升降液压缸随动，在不影响升降液压缸的稳定运行的前提下同时又给升降缸下降起到缓冲作用。
本发明基于重力势能转换成气体动力能的能量转换原理。
本发明运行在步进式加热炉步进机械气压平衡装置上，当步进机械升降框架13下降时，气缸9无杆腔容积压缩通过胶管8向气容6储存气体动力能，气缸9有杆腔容积扩大通过缸口的呼吸器11向外界吸收空气至有杆腔。在步进机械升降框架13在液压缸11推动作用下上升时，气容6通过胶管8向气缸9补充气体动力能，气缸9把气容6储存的气体动力能释放转换成动能，对液压缸11起到助推作用。平衡了提升框架13的部分自重，降低了液压缸11的输出压力，减少了加热炉液压系统12的系统输出总功率，节约了电能。
所述的步进式加热炉步进机械气压平衡装置包括，空气压缩机1、分水过滤器2、减压阀3、油雾器4、截止阀5、气容6、安全阀7、胶管8、气缸9、呼吸器10、液压缸11、加热炉液压系统12、步进机械提升框架13等。车间气网依次通过分水过滤器2、减压阀3、油雾器4、截止阀5与气容6相连；空气压缩机1提供的压缩空气通过减压阀3与气容相连；安全阀7安装在气容6的顶端用于给气容提供最高压力保护卸压；气容6通过胶管8与气缸9相连；呼吸器10安装在气缸9的有杆腔口，用于过滤外界气体杂质；液压缸11与气缸9平行同角度安装在步进机械提升框架下方，用于框架提升的主要动力源。
本发明气缸装置，当设备框架上升时气容通过气缸与其相通的管路把压缩空气补充至气缸，对步进机械设备框架起到助推作用。当设备框架下降时气缸通过缸口的与气容相通的管路把压缩空气补充至气容。在设备框架随步进周期运行过程中，气缸不断的随设备框架动作。此机构的设计，利用了能量相互转换的原理，具有结构简单、实用的特点。
本发明气容装置，只需一个接入车间气网的小规格气容，即可满足供气容量，节约了气容的安装空间。储存并释放设备自重产生的气体动力能，接入车间气网后在气缸运行过程中提供恒定的压力输出。
本发明减压阀装置，一个设置在车间气网与气容连接管路之间，当气容压力低于设定压力值时及时向气容补充气量，当气容压力高于设定压力值时补气自动结束，使气容压力稳定，提高了储存气压的能力，减少了能量的损耗。
本发明空气压缩机装置，与气容相连接，当气容车间气网供气压力低于设定压力值时，气容短时间内出现较大压力不足，及时向气容装置补充气量，稳定气容最低输出压力。实现气压平衡装置作为动力源的稳定性。
附图说明
图1为步进机械气压平衡装置原理图。其中包含：空气压缩机1、分水过滤器2、减压阀3、油雾器4、截止阀5、气容6、安全阀7、胶管8、气缸9、呼吸器10、液压缸11、加热炉液压系统12、步进机械提升框架13。
具体实施方式
下面就本发明的步进机械自充气方法结合附图描述如下：
本发明运行在步进式加热炉步进机械气压平衡装置上，当步进机械升降框架13下降时，气缸9无杆腔容积压缩通过胶管8向气容6储存气体动力能，气缸9有杆腔容积扩大通过缸口的呼吸器11向外界吸收空气至有杆腔。在步进机械升降框架13在液压缸11推动作用下上升时，气容6通过胶管8向气缸9补充气体动力能，气缸9把气容6储存的气体动力能释放转换成动能，对液压缸11起到助推作用。平衡了提升框架13的部分自重，降低了液压缸11的输出压力，减少了加热炉液压系统12的系统输出总功率，节约了电能。
步进式加热炉步进机械气压平衡装置包括空气压缩机1、分水过滤器2、减压阀3、油雾器4、截止阀5、气容6、安全阀7、胶管8、气缸9、呼吸器10、液压缸11、加热炉液压系统12、步进机械提升框架13等组成。气缸9通过销轴头部固定在步进机械提升框架13上，尾部与土建基础斜轨相连接，气缸9与液压缸11安装角度一致。当步进机械提升框架13下降时，通过设备自重把气缸9压缩，把气体动力能传递给气容6。当步进机械提升框架13上升时，通过气容6把储存的气体动力能释放供给气缸9用来平衡步进机械设备框架部分重量。当气容6压力低于减压阀3设定压力时由接入的车间气网通过分水过滤器2，减压阀3，油雾器4向气容充气，稳定气容压力。当气容6压力值高于减压阀3的设定压力时自动关闭车间气网对气容6的供气气路。当气容6压力低于减压阀3设定压力时由接入的空气压缩机1通过减压阀3向气容6补气，稳定气容6压力。当气容压力高于减压阀3设定压力时自动关闭空气压缩机1对气容6供气气路。从而实现气容6既吸收设备自重产生的重力势能同时又能释放稳定的气体动力能用作平衡设备自重的功能。
空气压缩机1：成品压缩机，用于及时补充气容内气体，稳定输出气体压力；
分水过滤器2：成品，用于排除压缩空气大颗粒杂质；
减压阀3：成品气动回路专用减压阀，安装在车间气网与气容连接管路上稳定气容充气压力；
油雾器4：成品，用于排除压缩空气中的杂质油；
截止阀5：成品阀门，安装在气容下端与气容供气管路上，用于排气检修及开闭供气管路；
气容6：安装在步进机械炉底基础侧壁附近，用作吸收设备重力势能释放气体动力能平衡设备自重的装置。
安全阀7：成品气动回路专用压力阀，安装在气容顶端用于控制气容充气压力；
胶管8：成品，作为气动管路附件用于连接气动管路，可吸收瞬间压力冲击；
气缸9：成品气缸，一端通过销轴将其头部与步进机械设备框架相连接，尾部与土建基础斜轨相连接；
呼吸器10：成品，安装于气缸有杆腔口，使气缸运行中有杆腔与大气联通，可过滤部分空气中大颗粒杂质；
液压缸11：成品液压缸，作为步进梁上升下降的执行机构；
加热炉液压系统12：加热炉液压系统的成套设备，给步进机械在炉长方向进行步进式移动提供主要动力源；
步进机械提升框架13：非标设备，用于带动水梁立柱及炉内的钢坯在炉内沿垂直方向上下移动的设备。

Claims (2)

1.一种步进式加热炉步进机械气压平衡方法，运行在步进式加热炉步进机械气压平衡装置上，其特征在于，当步进机械升降框架(13)下降时，气缸(9)无杆腔容积压缩通过胶管(8)向气容(6)储存气体动力能，气缸(9)有杆腔容积扩大通过缸口的呼吸器(11)向外界吸收空气至有杆腔；在步进机械升降框架(13)在液压缸(11)推动作用下上升时，气容(6)通过胶管(8)向气缸(9)补充气体动力能，气缸(9)把气容(6)储存的气体动力能释放转换成动能，对液压缸(11)起到助推作用；平衡了提升框架(13)的部分自重，降低了液压缸(11)的输出压力，减少了加热炉液压系统(12)的系统输出总功率，节约了电能；所述的步进式加热炉步进机械气压平衡装置工作部分安装角度与液压缸(11)安装角度一致，与升降液压缸随动，并不影响液压缸(11)的稳定运行。
2.根据权利要求1所述的步进式加热炉步进机械气压平衡方法，其特征在于：所述的步进式加热炉步进机械气压平衡装置包括，空气压缩机(1)、分水过滤器(2)、减压阀(3)、油雾器(4)、截止阀(5)、气容(6)、安全阀(7)、胶管(8)、气缸(9)、呼吸器(10)、液压缸(11)、加热炉液压系统(12)、步进机械提升框架(13)；车间气网依次通过分水过滤器(2)、减压阀(3)、油雾器(4)、截止阀(5)与气容(6)相连；空气压缩机(1)提供的压缩空气通过减压阀(3(与气容相连；安全阀(7)安装在气容(6)的顶端；气容(6)通过胶管(8)与气缸(9)相连；呼吸器(10)安装在气缸(9)的有杆腔口；液压缸(11)与气缸(9)平行同角度安装在步进机械提升框架下方。
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