科技新进展：高炉出铁场一键式移盖装置的研究与应用

一、研究的背景与问题

目前，高炉出铁场移盖装置广泛采用两个液压缸完成提升和平移动作，提升液压缸采用软管连接。现场热辐射高温导致液压软管整体寿命较短；铁水沟溅渣时，液压软管表层极易被烧蚀破坏；软管接头在高温工况中极易损坏，存在液压油喷燃的安全隐患。且操作动作分三步：a提盖、b平移、c扣盖。因现场烟尘飞扬、铁水喷溅，导致操作视线受阻，难度较大，对操作人员的职业健康也造成很大影响。

本成果从设计原理、结构形式、制造工艺等多维度开展了创新研究，研制的移盖装置适应现有轨道式移盖装置的改造需求，兼容出铁口结构环境。研发的全机械复合联动机构，通过轨迹规划实现了单液压缸驱动完成移盖扣盖动作，消除了原移盖装置存在的安全隐患。通过设备的自动化水平提升。对推动钢铁行业智能化、无人化发展具有重要意义。

二、解决问题的思路与技术方案

本项目的研究技术路线如图1所示。 

图1 项目研究路线图

通过对国内外现有移盖装置进行调研、分析，梳理，移盖装置在高温、浓烟、粉尘工况下存在的软管易损坏安全隐患问题、设备损害、多次操作不便等问题亟待解决。提出采用全机械复合传动实现一键式移盖的目的，满足移盖装置远程无人化操作需求的技术方案。通过分析移盖机动作及特点确定动作需求，采用单液压缸为动力源，适用于适应重载工况的机械复合联动机构传动系统，适用于移盖装置的恶劣工况环境。执行装备包括移动小车、旋转杠杆、滑块机构、外摆臂、曲面轨道等构成全机械复合联动机构，组合实现单液压缸驱动的全机械复合联动，基于单液压缸驱动原理的核心移盖装置由以下部分组成：

1．采用单液压缸驱动，即实现A盖的竖直升降和平移两个动作；

2．通过外摆臂结构与曲面轨道的全机械复合联动，自动实现移动小车限位与解除限位；

3．通过滑块结构与曲面轨道的全机械复合联动，自动实现移动小车限位A盖的竖直升降和平移两个动作；

4．通过滑块结构与曲面轨道的耦合，自动实现升降和平移两个动作的平滑过渡；

5．通过滑块机构的全机械复合联动，保持平移液压缸的水平工作状态。

辅以远程、遥控操作模式，可实现远程一键式操作。通过计算机图解法设计、三维虚拟建模及动作模拟、整机台架验证等技术措施，结合整机的全硬管供油及防护系统，形成移盖装置关键技术研究成果，解决了现有移盖装置的安全隐患问题，实现了移盖装置的立项研发目标与创新设计。表1所列为改造项目的移盖装置主要技术指标，对标原设计需求。

表1 移盖装置主要技术指标

三、主要创新性成果

针对轨道式移盖机装置的特点，本项目研发主要内容及特点如下：

1.研发了单液压缸驱动一键式操控移盖装置，实现移盖迅速准确就位，操作安全可靠、设备简单、成本低。

2.研发的全机械复合联动机构，实现移盖扣盖定位准确，动作迅速。

3.研发了水平固定式液压缸及油管循环冷却保护系统，消除了高温辐射带来的安全风险，提高了装置的安全性。

本项目成果技术与国内外同类先进技术对比（表2），主要技术指标相当，全机械复合联动机构及液压缸及油管循环冷却保护系统，具有移盖扣盖定位准确，动作迅速；机构承载力大，可靠性高的特点。全硬管供油，消除了软管损坏的安全隐患、可实现现场无人一键式操作。

表2 与国内外同类技术对比

四、应用情况与效果

本成果成功运用于梅钢5号高炉出铁场炉前1#出铁口，该设备一次按键操作即可实现A盖的竖直升降和平移两个动作，简化了操作程序，缩短了揭盖及扣盖操作时间，实现了设备设计功能要求；液压缸通过全硬管供油措施，消除了安装液压软管带来的安全风险。

图2 梅钢5^#高炉应用现场

本成果提供一种新型移盖装置，消除了安装液压软管带来的安全风险，简化了操作流程，移盖装置动作迅速准确。可为现有高炉配备的悬挂平移式移盖机形式的改造、选型提供完整技术方案。该技术改造替换实施操作性强，具有很好的推广价值。

信息来源：北京中冶设备研究设计总院有限公司