案例分享 | REXA電液執(zhí)行器在鋼鐵行業(yè)熱風溫度控制中的應用

鋼鐵作為工業(yè)發(fā)展的基石，對于建筑、機械制造、汽車、船舶及運輸?shù)刃袠I(yè)至關重要。為了滿足全球高需求，鋼鐵生產(chǎn)不僅需要高效，還需確保質(zhì)量。特別是在經(jīng)濟增長期間，對高質(zhì)量鋼鐵的需求尤為顯著。

在綜合鋼廠中，高爐是核心設施之一，負責通過化學還原過程將氧化鐵轉化為生鐵——一種含有碳和硫等雜質(zhì)的鐵。此過程產(chǎn)生的生鐵隨后會經(jīng)歷進一步的加工，以制備成各種商業(yè)用途的鋼鐵產(chǎn)品。

在印度尼西亞，一家主要的鋼鐵制造商在其高爐操作中采用了 REXA執(zhí)行器 ，用于 精確定位冷風混合閥 。該閥門的作用是將冷風與主風流中的熱風混合，從而維持進料空氣溫度的穩(wěn)定。這種 恒定的溫度和空氣流量 對于保證高爐內(nèi)的化學反應按照預期進行至關重要，進而確保了生鐵生產(chǎn)的穩(wěn)定性與可靠性。圖 1 為簡化的流程圖。

為了達到大約 1200°C (2190°F)的預熱溫度 ，通常會使用兩到三個預熱爐。這些預熱爐是圓柱形結構，內(nèi)部覆蓋有隔熱材料，并裝填了格子磚以儲存熱量。通過鼓風機 輸送的200°C (392°F)空 氣 ，在預熱爐中被加熱至更高溫度后，再與冷風混合。

預熱爐在預熱空氣和再次加熱的模式間交替工作，確保了持續(xù)穩(wěn)定的高溫空氣供應。圖 2 顯示了三個爐子的復雜順序，即切換模式。 執(zhí)行器需要毫不延遲地定位混合閥，以便混合空氣具有恒定的溫度。

圖2

過去七年里，該煉鐵 工廠 依賴于氣動執(zhí)行器來控制混合閥。盡管這類氣動執(zhí)行器成本較低且能提供1%～2%的控制范圍，但在準確性和可靠性方面存在明顯不足。常見問題包括 活塞卡滯、精度不足以及響應遲緩 等。

鑒于這些限制，操作團隊最終選擇了 REXA Electraulic™執(zhí)行器 。這款執(zhí)行器以其精確的位置精度和可靠性著稱，能夠有效支持高爐的穩(wěn)定運行和高質(zhì)量生鐵的生產(chǎn)。

圖3

見圖 3 所示的 REXA 執(zhí)行器和控制面板安裝在冷風混合閥上，安裝于36英寸蝶閥上的REXA執(zhí)行器，展現(xiàn)了其70毫秒死區(qū)時間和小于0.15%的定位精度，確保了混合閥的精確控制，實現(xiàn)了風溫的一致性。

圖4

圖 4 的圖表顯示了使用氣動執(zhí)行器和REXA執(zhí)行器的氣體流量差異。

與傳統(tǒng)的氣動執(zhí)行器相比，REXA執(zhí)行器不僅反應更快、更精準，而且不會超出設定的控制范圍。這一技術進步極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，得到了工廠運營團隊的高度評價。

什么是 Electraulic™ 執(zhí)行器？

Electraulic™ 執(zhí)行器是 KOSO集團旗下REXA公司開發(fā)的一種獨特的電動液壓執(zhí)行器 。它巧妙地融合了電動操作的簡便性、液壓系統(tǒng)的強大驅(qū)動力、固態(tài)電子的高可靠性以及用戶自定義控制的靈活性。

Electraulic™ 執(zhí)行器主要由兩大部分構成：機械子系統(tǒng)和電氣子系統(tǒng)。這兩部分共同作用，集成了氣動、電動和液壓執(zhí)行器的優(yōu)勢，同時克服了各自技術的局限性。

Electraulic™ 核心技術

Electraulic™ 執(zhí)行器的核心技術在于其專利的液壓回路設計——流量匹配閥（Flow Matching Valve, FMV）系統(tǒng)。這一系統(tǒng)與雙向齒輪泵相結合，通過直流步進電機或交流伺服電機的驅(qū)動，能夠高效地將液壓油從雙作用缸的一邊移動到另一邊。這種設計不僅提高了能源利用效率，還增強了系統(tǒng)的響應速度和精度。

Electraulic™ 工作原理

目標位置確定 ：在初始校準過程中設定的行程和信號范圍內(nèi)，中央處理單元（CPU）接收來自控制器的輸入信號，并將其轉換為執(zhí)行器的目標位置。

位置反饋 ：一個直接安裝在氣缸輸出軸末端的活動反饋傳感器實時監(jiān)測執(zhí)行器的實際位置。

誤差檢測與修正 ：CPU比較目標位置與實際位置，計算出兩者之間的差異（即誤差或偏差）。如果這個誤差超過了用戶預設的死區(qū)范圍，CPU將激活電機，開始執(zhí)行修正動作。

壓力生成 ：電機驅(qū)動的雙向齒輪泵產(chǎn)生必要的壓力，以克服工藝過程中的阻力。系統(tǒng)油液通過一系列先導式單向閥（即流量匹配閥FMV）流動。

油液轉移 ：FMV負責管理油液從氣缸一側向另一側的轉移，推動執(zhí)行器向目標位置移動。一旦到達目標位置，電機和泵會停止運行，F(xiàn)MV關閉，形成密封狀態(tài)，將執(zhí)行器鎖定在目標位置。

靜態(tài)保持 ：在沒有外部控制信號變化的情況下，執(zhí)行器的位置由液壓鎖緊機制保持不變，無需電機持續(xù)運作。

REXA提供的Electraulic™ 執(zhí)行器不僅適用于直行程運動，也支持角行程和阻尼器驅(qū)動應用，廣泛應用于需要高精度、快速響應和高可靠性的工業(yè)場合。