1加热炉的性能

    步进式加热炉是钢铁企业热轧生产的关键设备之一，其性能直接影响产品质量、钢坯的成材率、轧机设备的寿命以及整个主轧线的有效作业率。随着现代轧制向连续、大型、高速、高精度和多品种方向发展，对步进炉的性能要求越来越高，对其研究也越来越广泛和深入。在步进式加热炉内，钢坯的移动是通过步进梁和固定梁进行的。运动轨迹为矩形，由升降机构的垂直运动和平移机构的水平运动组合而成。步进梁相对于固定梁作上升、前进、下降、后退四个动作。这四个动作组成步进梁的一个运动周期，每完成一个运动周期钢坯就从装料端向出料端前进一个行程。选用比例方向阀已成为步进式加热炉炉底机械的常规配置。电液比例方向阀可对输出的压力和流量进行连续控制，并可满足步进炉的工况要求。

　　2比例方向阀的选型

　　根据步进梁的自重和加热钢坯的重量，确定步进梁的载荷条件和选择工作油缸的额定压力和结构尺寸。步进梁的工况要求和运动周期经计算可绘制出步进梁的速度曲线，从而确定升降、平移油缸的最大速度和流量。额定流量的确定可同时考虑比例方向阀的输入信号范围和阀压降的大小两个因素。一般情况下，先确定阀的压降的合理范围，再按控制特性曲线选定流量合适的比例方向阀。比例方向阀压降过大，在比例阀口上引起的能量损失会太大；阀的压降太低，通过阀口的流量容易受到压力波动的影响，表现为执行油缸的速度和刚度较差。 当阀的压差确定后，比例方向阀合理的额定流量可根据阀的特性曲线按下述原则确定：（1）实际通过比例方向阀的最大流量应接近额定输入信号的90，以充分发挥比例方向阀的通流能力。（2）实际通过比例阀的最小流量对应的输入信号应超过比例方向阀的死区。这样做既可提高流量的分辨率，又可避免工作油缸出现爬行。

　　例如设计某钢厂步进炉液压系统压力13MPa，升降油缸所需最大流量804L/min，升降缸推举时压力为10MPa.有了这些数据，就可选取比例方向阀的规格。若直接选取50mm通径、1000L/min的比例方向阀是不合适的。而应该按计算流量和压差进行转化后再选型。

　　比例阀的额定流量是当压差为1MPa时确定的。即：qV=qL（Δp/ΔpL）1/2（1）式中qV―――比例阀选型流量，L/min；qL―――工作油缸的最大流量，L/min；Δp―――比例阀基准压降为1MPa；ΔpL―――比例阀前后压差，MPa.

　　计得qV=804（113-10）1/2=464（L/min）应用选型流量应大于计算流量，即所选比例方向阀应有一定的安全裕度。该系统升降油缸控制元件选取通径32mm、额定流量520L/min的比例方向阀。同理计算出水平移动油缸最大流量为406L/min，比例阀前后压差：ΔpL=13MPa-6MPa=7MPa，可选取通径25mm、额定流量220L/min的比例方向阀。

　　3压力补偿器的选型

　　比例方向阀在控制工作油缸运动速度的过程中，供油压力或负载压力的变化会造成阀压降的变化和对阀口流量的影响。该影响会使执行元件运动速度偏离调定值。对步进梁正常工作产生不利影响。为了解决阀口受Δp干扰的问题，尤其是要消除负载效应的影响，必须通过适当手段进行校正。其目的就是保证Δp为近似定值，不随负载压力的波动而改变，从而保证通过比例阀的流量与输入的电信号成正比例的变化。比例方向阀有两个节流口。一般将两个节流口的压降之和作为总压降。当需要压力补偿时，压力补偿器与比例方向阀串联以保持比例阀的压降恒定。B时实现压力补偿。这时工作油缸的流量控制始终是进口节流，即工作油缸的进口压力始终高于出口压力。若出口压力超过进口压力而出现负向负载时，压力补偿器阀芯趋向于全开位置，压力补偿器的功能就会丧失。步进梁平移缸和升降缸上升时油路中均可选用此阀。其中Rexroth公司的ZDC系列和Vickers公司的KDGMH系列最为常用。

　　出口压力补偿器应用在油缸运动方向和负载方向一致的工况。比例方向阀切换到图示位置时，压力油经P―A进入补偿器左端进油A1，推开主阀芯a1流向出口A2，进入油缸的有杆腔。同时压力油还将流量稳定器阀芯c1推向右侧，从固定节流孔R1经可变节流孔Y1进入控制腔C.R1和Y1构成的B型半桥式流量稳定器，使进入C腔的流量为恒定值，C腔的压力由限压阀Y调定为Pc.由于流量稳定器的作用，通过限压阀Y的流量为定值。Pc的大小与限压阀的流量―压力特性无关，是一个由限压阀Y控制的恒定值。限压阀的回油与比例阀的T口相通。

　　进入C腔的压力油除了作用在Y的锥面上，还作用在另一个流量稳定器阀芯c2的左端面上，推动c2右移顶住控制阀芯b2.由于b2的右端面积小，c2的左端面积大，故在Pc的作用下，b2右移。b2的右移一方面切断负向负载在油缸无杆腔形成的高压油到主阀芯a2右腔的通道，另一方面打开b2控制的阀口，使主阀芯a2右腔的压力油与比例阀的B腔相通，实现主阀芯a2控制腔卸压。随着卸压过程的进行，a2右腔压力下降，当右腔油压力和主阀芯控制弹簧力对a2形成的作用力低于Pc在c2左端形成的作用力时，主阀芯a2右移，打开主锥阀口，液压缸无杆腔压力油流到比例阀B腔。由于主锥阀口不全打开，对无杆腔回油有节流作用，该节流作用形成的背压用于平衡负向负载。

　　出口压力补偿器采用锥阀结构，密封效果好，具有液控单向阀的功能，特别适用于负向负载工况、且油液需要两个方向流动的场合。步进梁升降缸下降时油路可选用此阀。其中Rexroth公司的SCA系列最为常用。系统设计中可以将进口和出口压力补偿器组合使用，如步进梁升降油缸上升时是正向负载，进口压力补偿起作用，下降时是负向负载，出口压力补偿器起作用。

　　4结束语
    合理设计、步进梁液压系统主要控制元件选型正确，是提高液压系统品质的主要环节。除比例阀和压力补偿器外，还应选择比例放大器及比例放大器的极数，一般比例放大器与比例阀是配套供应的。 放大器中设置斜坡信号发生器可控制升压、降压时间或运动加速度及减速度，还设置有函数发生器以便补偿比例阀较大的死区等。

　　文章来源：中国煤气发生炉网