李 亙 張 寧

(山東萊鋼板帶廠 山東萊蕪 271104)

萊鋼620mm熱軋窄帶線液壓系統(tǒng)全部采用插裝閥控制形式，插裝閥以其通流量大、抗污染強(qiáng)、集成化高、體積小為主要特點(diǎn)，是近年來發(fā)展起來的一種新型液壓元件，主要由插件、閥塊、先導(dǎo)控制部分組成，但是帶鋼車間軋線插裝閥液壓系統(tǒng)多年的軋線竄油問題仍然存在，即操作一個(gè)換輥缸時(shí)另一個(gè)換輥缸動作，或者上輥平衡瞬時(shí)往下落后再上升。通過對設(shè)備現(xiàn)狀的認(rèn)真分析和系統(tǒng)原理論證，筆者對軋線插裝閥液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，避免此類問題的發(fā)生，減低事故發(fā)生率，減少換輥時(shí)間，保障安生生產(chǎn)。

1 軋線液壓系統(tǒng)改造技術(shù)條件

1.1 軋線液壓系統(tǒng)主要設(shè)備

1.1.1 動力元件 齒輪泵兩臺，一臺在機(jī)，一臺備用。型號:CBG－3125;泵的排量:125mL/r;電機(jī)轉(zhuǎn)速:1470r/min;泵壓力范圍:0－25Mpa;系統(tǒng)工作壓力:6Mpa;換輥壓力:10Mpa。

1.1.2 控制裝置 疊加式插裝控制閥，二位四通電磁閥。

1.1.3 主要執(zhí)行元件 液壓缸分別為:粗扎換輥缸120/90×2650，4件;精扎換輥缸120/90×2800，7件;粗軋柱塞缸170/140×205，4件;精軋柱塞缸170/140×160，7件。

1.2 運(yùn)行情況

粗、精軋換輥閥座都為疊加式插裝閥控制系統(tǒng)，即每個(gè)疊加閥既起到控制元件的功能，又起到連接塊和通道的作用，具有復(fù)合的控制功能。

疊加式插裝控制閥，二位四通電磁閥組成控制系統(tǒng)，通過操作臺的操作，控制閥座電磁閥的得電斷電以控制先導(dǎo)油路的通斷，達(dá)到控制主油路的通斷使液壓缸動作滿足工況使用要求。

閥座控制順序動作情況如圖1所示。粗、精軋換輥閥座電磁閥1DT得電換輥缸前進(jìn)——缸頭與軋輥連接，閥座控制打零位——電磁閥2DT得電換輥缸后退軋輥拉出。

圖1 未改造前的原理圖

1.3 插裝閥竄油問題的原因分析

1.3.1 操作一個(gè)換輥缸時(shí)另一個(gè)換輥缸動作的主要原因 由于粗、精軋換輥閥座為疊加式插裝閥控制系統(tǒng)，每個(gè)疊加閥既起到控制元件的功能，又起到連接塊和通道的作用，原設(shè)計(jì)存在缺陷，粗軋換輥閥座在電磁閥零位時(shí)上圖插裝閥1，2經(jīng)控制壓力油封閉，插裝閥3，4僅靠彈簧封閉閥芯，疊加在一起的另一控制塊運(yùn)行時(shí)，疊加式插裝閥通道里的回油壓力大于彈簧力，回油頂開閥芯4通油到無桿腔，液壓缸杠桿推出。回油壓力太大，閥座結(jié)構(gòu)不合理這就是粗，精軋換輥缸串油，動一個(gè)液壓缸另一個(gè)也動的原因。

1.3.2 操作一個(gè)換輥缸時(shí)上輥平衡瞬時(shí)往下落后再上升的主要原因 操作一個(gè)換輥缸時(shí)上輥平衡瞬時(shí)往下落后再上升的主要原因是瞬間流量不夠造成，當(dāng)軋線多個(gè)換輥缸動作時(shí)，泵站壓力變化范圍很大，齒輪泵輸出流量瞬時(shí)不夠多個(gè)換輥缸的需求流量，系統(tǒng)又是同一壓力管路，上輥平衡電磁閥在上升位時(shí)，多個(gè)換輥缸動作，系統(tǒng)流量瞬間趨向于換輥缸，換輥時(shí)流量不足造成上輥平衡瞬間下落后再上升。

2 熱軋帶鋼軋線插裝閥控制液壓系統(tǒng)的改造與應(yīng)用的主要內(nèi)容

2.1 改造閥座

經(jīng)過科學(xué)分析對閥座、功能塊進(jìn)行認(rèn)真研究，改變電磁閥的結(jié)構(gòu)形式從而改變控制系統(tǒng)，用三位四通、中位為P型機(jī)能的電磁閥代替原二位四通電磁閥，閥座、功能塊不變可以從控制系統(tǒng)上解決以上串油，改造后原理圖如圖2所示。

圖2 改造后的原理圖

粗、精軋換輥閥座其中一個(gè)在兩電磁閥打零位時(shí)插裝閥1，2，3，4經(jīng)控制壓力油全部封閉，沒有油液進(jìn)入液壓缸，液壓缸不動作。疊加在一起的另一控制塊運(yùn)行時(shí)對此控制塊沒有影響。

運(yùn)行情況:三位四通電磁閥3DT、6DT同時(shí)得電換輥缸前進(jìn)——缸頭與軋輥連接，閥座控制打零位——電磁閥4DT、5 DT得電換輥缸后退軋輥拉出。

前期對R1前送料輥閥座進(jìn)行了改造，R1前送料輥閥座改造與粗、精軋換輥閥座液壓原理相同，電磁閥零位時(shí)上圖插裝閥1，2，3，4經(jīng)控制壓力油封閉。三位四通電磁閥3DT、6 DT得電液壓缸上升——4DT、5 DT得電液壓缸下降——調(diào)節(jié)送料輥壓下的高度到工藝要求的高度打零位，對液壓缸保壓。解決了以前因R1前送料輥?zhàn)灾叵侣?，電磁閥1DT一直得電，閥芯2，3打開液壓缸無桿腔一直通壓力油，使液壓缸活塞、密封一直承受壓力，造成液壓缸活塞密封損壞缸內(nèi)泄，端蓋密封損壞漏油更換頻繁等情況。根據(jù)對R1前送料輥閥座改造的成功，對粗、精軋換輥閥座的竄油攻關(guān)積累了經(jīng)驗(yàn)。

2.2 解決回油阻力過大問題

回油阻力過大也是竄油的一主要原因，在原因分析中已說明，解決回油阻力過大的主要措施:(1)原泵站溢流回油與主回油管連接在一起，現(xiàn)將溢流回油與主回油管分開，直接接回油箱。(2)去除回油過濾，減少回油阻力，增設(shè)獨(dú)立過濾系統(tǒng)。(3)將粗精軋的回油管分開，分別接回油箱。

2.3 解決換輥時(shí)流量不足造成上輥平衡瞬間下落后再上升，換輥時(shí)同時(shí)開兩臺泵補(bǔ)充流量不足

每臺泵的理論流量為:Q=qn=125mL/r×1470r/min=183750mL/min=183.75L/min，考慮流量損失，(按10%損耗)，則泵實(shí)際流量:Q=183.75/1.1=166.5L/min。

計(jì)算換輥缸前進(jìn)時(shí)所需流量最大。

精軋換輥缸前進(jìn)時(shí)最大速度:V1=140mm/s。

粗軋換輥缸前進(jìn)時(shí)最大速度:V2=132mm/s。

單個(gè)精軋換輥缸前進(jìn)所需最大流量:

Q1=V1A1=140mm/s×3.14×120mm×120mm ×60÷4=94.9L/min。

單個(gè)粗軋換輥缸前進(jìn)所需最大流量:

Q2=V1A1=132mm/s×3.14×120mm×120mm ×60÷4=89.5L/min。

當(dāng)一粗軋換輥缸和一精軋換輥缸同時(shí)動作時(shí)，瞬間所需流量為Q1+Q2=184.4 L/min＞泵實(shí)際流量Q=166.5L/min。

當(dāng)兩個(gè)精軋換輥缸同時(shí)動作時(shí)，瞬間所需流量為2Q1=189.8＞泵實(shí)際流量Q=166.5L/min。

當(dāng)兩個(gè)粗軋換輥缸同時(shí)動作時(shí)，瞬間所需流量為2Q2=179＞泵實(shí)際流量Q=166.5L/min。

由以上計(jì)算可知換輥時(shí)開一臺泵無法保證軋線需求流量。

當(dāng)換輥時(shí)開兩臺泵，系統(tǒng)提供實(shí)際流量為2Q=333 L/min，可保證同時(shí)精軋3臺換輥缸動作，或兩臺精軋換輥缸加一臺粗軋換輥缸動作，實(shí)際情況換輥時(shí)最多同時(shí)動作的缸如上。所以即使在上輥平衡的上輥平衡電磁閥在上升位時(shí)，也能保證換輥缸的流量供給，不會出現(xiàn)換輥時(shí)流量不足造成上輥平衡瞬間下落后再上升的情況。

2.4 規(guī)范操作

當(dāng)換輥缸、上輥平衡缸完成一個(gè)動作或不用時(shí)，操作手柄應(yīng)打零位，電磁閥不得電，油路斷開避免閥座改造后竄油可能性。

3 驗(yàn)證試驗(yàn)及結(jié)果

自軋線液壓系統(tǒng)改造及應(yīng)用以來有效地解決了困擾帶鋼車間軋線液壓系統(tǒng)多年的軋線竄油問題，解除因竄油帶來的安全隱患。降低事故發(fā)生率，減少換輥時(shí)間，保障安生生產(chǎn)。保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行則保證了生產(chǎn)的順行，解決了生產(chǎn)中的問題。

4 總體技術(shù)比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

對于疊加式插裝閥控制系統(tǒng)，它具有集成性高，通流大的特點(diǎn)，每個(gè)疊加閥既起到控制元件的功能，又起到連接塊和通道的作用，對于其特點(diǎn)，在設(shè)備運(yùn)行中，會出現(xiàn)竄油現(xiàn)象的發(fā)生，此次改造針對插裝閥芯由控制壓力油控制啟閉的特點(diǎn)，利用原有設(shè)備進(jìn)行巧妙的改造和通過緩解回油壓力過高及增大系統(tǒng)流量的改造，有效地解決了軋線閥組竄油引起的液壓設(shè)備聯(lián)動的危險(xiǎn)。