浅谈轧钢厂液压系统的节能减排

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1、２０１４年１１月第４２卷第２２期机床与液压ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＮｏｖ２０１４Ｖｏｌ４２Ｎｏ２２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－３８８１２０１４２２０５９浅谈轧钢厂液压系统的节能减排王磊１，毛召芝２（１宝钢股份厚板部，上海２０１９０１；２中冶京诚工程技术有限公司轧钢工程技术所，北京１００１７６）摘要：近期我国大部分地区特别是京津冀地区出现了持续的雾霾天气，严重影响了人们的工作和生活，而钢铁行业作 为“三高”行业，迫切需要提高节能减排的意识。从轧钢厂的液压设备的设计和生产维护出发，详细分析了轧钢液压设备 节能方向

2、，为轧钢厂和工程技术公司从事液压设备维护和设计研发的人员提供参考。 关键词：节能；轧钢厂；液压设备中图分类号：ＴＨ１３７　　文献标识码：Ｂ　　文章编号：１００１－３８８１（２０１４）２２－１８２－２　　钢铁工业是国民经济建设的基础产业，同时也是高耗能产业，其能耗占全国总能耗的１５％左右。然而，随着我国国民经济的高速发展，资源、能源的约束日益增强，国家下达的ＧＤＰ能耗约束指标日益受到各级政府的重视。在一些钢铁大省，钢铁行业一直是节能工作的重点和难点［１］。具体到轧钢生产工序，除了优化轧制工艺外，轧制设备的优化设计和轧制液压系统效率的提高也可以为企业的节能减排起到关键

3、的作用。下面将通过对液压系统的控制元件、执行元件、工作介质和辅助装置等进行改进，以提高系统的能量利用率或提高系统的效率，从而达到液压系统节能的目的［２］。１　液压系统动力装置１１　液压主泵的应用轧钢生产线的液压系统动力装置主要是指液压泵组，该装置类似于人体的心脏，是整个系统的动力来源处，同时也是系统的最关键的设备之一。目前轧钢液压系统用做动力源的主泵主要有柱塞泵和叶片泵，为动力源，这样既保证了系统的稳定性和高效率，又能达到节能的目的。但是大部分民营企业在新建项目的时候出于建设投资资金的考虑，会尽量采用国产柱塞泵组和叶片泵，这样节约了第一次的建设投资，但是会在影响

4、机组作业率的同时增加运营成本，节能的效果相对较差。１２　蓄能器的应用蓄能器是将压力液体的液压能转换为势能储存起来，当系统需要时再由势能转化为液压能而做功的容器。当蓄能器作为辅助动力源时，在液压系统工作时能补充油量，减少液压主泵供油，降低电机功率，减少液压系统尺寸及质量，节约投资［３］。例如某钢厂酸轧机组的液压ＡＧＣ系统在正常轧制时，由于轧制压下量相对ＡＧＣ缸行程较小，但是频响高，所以在伺服系统上设置了蓄能器以实现高频响轧制液压油的快速进出；同时在进行辊缝的快速开闭时，如果设计的其主要区别是效率的高低，采用进口柱塞泵的效率可高达９５％左右，国产柱塞泵的效率可达９０

5、％左右，采用叶片泵的效率则只有８５％左右。例如：某厚板轧机ＡＧＣ高压液压系统主泵组的传动电机的功率高达１０×１３２ｋＷ；某热连轧轧机ＡＧＣ高压液压系统主泵组的传动电机的功率高达７×１６０ｋＷ；某酸轧机组的轧机低压液压系统主泵组的传动电机的功率高达６×１１０ｋＷ。显而易见，采用不同的泵组输送功率的差距可达近百千瓦。根据调研统计，目前国内大多数国有大中型企业在轧钢生产线上为主要设备（例如轧机、剪机、矫直机等）的输送液压动力源的系统采用进口的柱塞泵，其他辅助设备采用国产柱塞泵作液压站系统不考虑蓄能器将使泵的数量或者能力增加，从而使总的电机功率大幅增加３０％～５０％；所以

6、综合考虑，为系统设置６×６０Ｌ的皮囊式蓄能器，通过合理匹配蓄能器参数和液压泵参数，在保证系统各项功能要求的情况下，大幅减小液压泵及原动机的容量，使系统能量得以合理应用，减少系统发热和温升，提高系统效率。目前，蓄能器作为辅助动力源已在各类液压设备中得到了广泛应用，成为实现液压系统节能的重要技术手段之一［２］。２　关键液压阀的选用液压阀的能耗表现在工作时，会引起阀及其连接部位产生泄漏、内摩擦及发热等，如溢流阀的溢流损失，以及设在液压缸或马达的回油路上的背压阀的压力损失等。收稿日期：２０１３－１２－２４作者简介：王磊（１９７２—），男，学士，高级工程师，现从事轧钢设备专

7、业工作。Ｅ－ｍａｉｌ：０４６７４１＠ｂａｏｓｔｅｅｌｃｏｍ。第２２期王磊等：浅谈轧钢厂液压系统的节能减排　　　·１８３·２１　带记忆功能的电磁换向阀的应用在轧钢生产线的一般场合，液压缸或者液压马达的动作主要是双向，所以电磁换向阀几乎是应用最广泛的液压元件之一。尽管单个电磁换向阀的功耗较低（约３０Ｗ）但是其数量之多，也不容小视。例如在酸轧机组的轧机工作辊、中间辊以及支撑辊的锁紧装置等的液压控制回路上采用带定位器的电磁换向阀（俗称带“记忆”功能，即只需瞬间通电即完成换向开关动作后，阀芯位置无需一直长时间得电来保持），从而保证线圈寿命长，在高低温、防爆等场合有较高的

8、安全性。２