（河北宣化鋼盛建筑安裝有限責(zé)任公司，河北 宣化，075100）

高爐液壓系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新及簡(jiǎn)易維修閥的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

馬躍強(qiáng)

（河北宣化鋼盛建筑安裝有限責(zé)任公司，河北 宣化，075100）

宣鋼煉鐵廠現(xiàn)有兩座2500m3和一座2000m3高爐，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高度集中控制，所以整個(gè)高爐的主要部件都采用液壓或氣動(dòng)的傳動(dòng)方式去實(shí)現(xiàn)高爐的自動(dòng)控制。液壓系統(tǒng)具有單位功率的質(zhì)量輕、布局靈活方便、調(diào)速范圍大、工作平穩(wěn)快速、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與機(jī)電液一體化等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是傳動(dòng)比不準(zhǔn)確、傳動(dòng)效率偏低、閥件加工精度高，檢查和排除液壓故障非常困難。河鋼宣鋼三座高爐均暴露出設(shè)計(jì)不合理、性能不穩(wěn)定等弊端。為提高幾座高爐的生產(chǎn)率，實(shí)施高爐液壓系統(tǒng)及設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新和新型閥件的再設(shè)計(jì)應(yīng)用很必要。

高爐；液壓系統(tǒng)；壓力；流量；維修閥

1 概述

為保證高爐各部設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，維修人員積極配合煉鐵廠機(jī)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)高爐主體設(shè)備的液壓系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤，不斷探索，試用更加適合高爐生產(chǎn)的液壓傳動(dòng)方式，通過(guò)一系列技術(shù)創(chuàng)新和改造項(xiàng)目的陸續(xù)完成，使煉鐵廠高爐液壓系統(tǒng)設(shè)備在惡劣環(huán)境中保證了穩(wěn)定運(yùn)行，滿足高爐各項(xiàng)精度要求。主要進(jìn)行了罐口機(jī)液壓設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)、簡(jiǎn)易維修閥的設(shè)計(jì)、制作與安裝、高爐本體液壓設(shè)備等的改造和創(chuàng)新。

2 不足與缺陷

第一，現(xiàn)在的高爐設(shè)計(jì)都將液壓站安放到爐基的空地，由于距離操作現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)，操作工對(duì)液壓站的點(diǎn)檢稍有疏忽就可能造成故障。如高爐液壓站的輸油管老化破裂造成油泵在缺油的情況下長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)而損壞，進(jìn)而導(dǎo)致爐前設(shè)備的癱瘓。第二，高爐泥炮回轉(zhuǎn)系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障，使用效果不佳，從而造成液炮發(fā)生擠泥、翻泥的弊端。第三，由于高爐爐前主油泵的排量小，使得液炮的速度不能滿足使用要求，經(jīng)常發(fā)生擠泥，造成高爐淺鐵口，給高爐的生產(chǎn)帶來(lái)隱患。第四，某高爐開口機(jī)液壓系統(tǒng)的主油泵設(shè)計(jì)為兩臺(tái)泵，且都在線運(yùn)行，沒(méi)有備用油泵，一旦一臺(tái)泵發(fā)生故障，將嚴(yán)重影響高爐的有序生產(chǎn)，或給高爐帶來(lái)隱患。第五，針對(duì)各高爐液壓系統(tǒng)檢修過(guò)程中當(dāng)一組閥中的某一個(gè)閥件發(fā)生故障，必須關(guān)閉主油路的情況，設(shè)計(jì)制作一種簡(jiǎn)易維修閥。

3 改造方法與措施

（1）針對(duì)高爐爐前液壓站距離操作現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)，易造成液壓站溢油致使設(shè)備癱瘓的弊端，采取了利用熱電偶，將油液的熱能轉(zhuǎn)化為聲光信號(hào)的方法，在三個(gè)液壓操作間分別安裝聲光報(bào)警裝置的措施，同時(shí)在液壓操作間內(nèi)的三個(gè)油箱上安裝熱電偶及儀表，然后，將溫度、液位參數(shù)設(shè)定到一個(gè)數(shù)值，當(dāng)溫度、液位超出設(shè)定數(shù)值時(shí)，聲光報(bào)警儀就會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，以提醒值班人員及時(shí)去處理故障。通過(guò)改造，徹底杜絕了三個(gè)液壓站內(nèi)因?yàn)橛拖涞娜庇投鴮?dǎo)致的油泵缺損壞現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）對(duì)泥炮回轉(zhuǎn)系統(tǒng)保壓效果差、造成液炮發(fā)生擠泥、翻泥的弊端，通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，造成上述不足的原因?yàn)槟嗯谝簤合到y(tǒng)的部分閥件內(nèi)泄。后通過(guò)重新設(shè)計(jì)液炮的系統(tǒng)液壓結(jié)構(gòu)，去掉一些非關(guān)鍵閥件，既減少泄漏點(diǎn)，又對(duì)系統(tǒng)保壓、故障判斷都起到了很好的作用。更大的益處就是使系統(tǒng)保壓效果極佳，擠泥、翻泥的次數(shù)減少，穩(wěn)定了鐵口，為高爐的穩(wěn)產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

（3）針對(duì)泥炮回轉(zhuǎn)速度慢，造成液炮堵口時(shí)出現(xiàn)漏泥的不足，通過(guò)分析是由于回轉(zhuǎn)油缸的管路直徑小造成的流量不足所致。需要對(duì)操作閥臺(tái)、液壓閥、液壓油管加粗通徑以增加流量，使泥炮回轉(zhuǎn)速度提高得以滿足高爐的生產(chǎn)模式。

（4）針對(duì)于開口機(jī)液壓系統(tǒng)沒(méi)有備用油泵的缺陷，通過(guò)利用液炮主油泵，同時(shí)并接油泵的方式，以滿足生產(chǎn)需要。

（5）針對(duì)各高爐液壓系統(tǒng)的檢修，當(dāng)一組閥中的某一個(gè)閥件發(fā)生故障時(shí)必須關(guān)閉主油路的情況，設(shè)計(jì)制作一種簡(jiǎn)易維修閥。當(dāng)油路故障時(shí)，由維修人員及時(shí)去處理該系統(tǒng)的液壓故障，而同時(shí)集成塊上的其它液壓系統(tǒng)可以正常生產(chǎn)。

簡(jiǎn)易維修閥的設(shè)計(jì)原理。按照閥體必須控制油液流向和關(guān)閉油路的理念進(jìn)行研究，綜合現(xiàn)場(chǎng)情況，將常見的單向閥和截止閥進(jìn)行科學(xué)組合即可實(shí)現(xiàn)新設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易維修閥件圖1。

該簡(jiǎn)易維修閥主要包括單向閥、維修閥塊體、過(guò)渡塊體和截止閥等。其中，截止閥和單向閥均標(biāo)準(zhǔn)備件。閥塊體2為一長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，其面積稍大于換向閥的底面積。塊體底主進(jìn)油口與右側(cè)截止閥的主進(jìn)油口溝通，截止閥的出口與塊體的上表面的P口連通。塊體上主回油口與塊體左側(cè)單向閥進(jìn)油口連通，單向閥出油口與塊體底回油口連通。所有控制油口均與換向閥的控制油口相對(duì)應(yīng)。

圖1 簡(jiǎn)易維修閥

簡(jiǎn)易液壓維修閥過(guò)渡塊體為：既和維修閥塊體連接又和換向閥連接塊體。過(guò)渡塊體上的油路通道必須和換向閥的油路通道一一對(duì)應(yīng)（圖2）。

圖2

工作原理。主壓力油進(jìn)入閥塊體底部的進(jìn)油孔，然后進(jìn)入截止閥的進(jìn)油孔道，接著流向截止閥的出油孔道、進(jìn)入維修閥塊體、進(jìn)入到過(guò)渡塊的壓力油孔道、進(jìn)入到電磁換向閥的進(jìn)油孔道，最后壓力油體現(xiàn)在操作系統(tǒng)。

（6）高爐爐頂DN800放散閥液壓系統(tǒng)的改造。原高爐爐頂DN800放散液壓系統(tǒng)安裝有兩個(gè)單向節(jié)流閥、一個(gè)兩位電磁換向閥。該系統(tǒng)所控制的油缸為：打開是通過(guò)液壓系統(tǒng)控制，而關(guān)閉通過(guò)配重的重力來(lái)將放散閥關(guān)閉。通過(guò)一段時(shí)間的使用后，發(fā)現(xiàn)該套液壓系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生自動(dòng)控制系統(tǒng)打不開放散閥的現(xiàn)象，需要通過(guò)機(jī)旁操作的方式才能打開，給檢修工作帶來(lái)諸多不利，找到故障點(diǎn)后，就可以借著高爐定修的機(jī)會(huì)將其進(jìn)行改造。改造前后的液壓原理如圖3所示。

圖3 改造前后原理圖

4 改造效果

通過(guò)優(yōu)化和改造，杜絕了溢油現(xiàn)象；防止了內(nèi)泄，系統(tǒng)保壓得到滿足；提高了液炮回轉(zhuǎn)速度。液炮回轉(zhuǎn)速度由原來(lái)的13.9s提高到10.4s，滿足了高爐的使用，徹底解決了長(zhǎng)時(shí)間存在的因設(shè)備原因造成的影響鐵口深度現(xiàn)象的發(fā)生。通過(guò)給開口機(jī)主油路并連安裝小流量液壓油泵，使得開口機(jī)也有了備用泵的，達(dá)到了設(shè)備穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。液壓舊系統(tǒng)現(xiàn)在多數(shù)閥間間距小于標(biāo)準(zhǔn)維修閥的寬度，假使閥間距滿足條件，安裝標(biāo)準(zhǔn)的維修閥需要重新制作集成塊或在舊的集成塊上重新鉆孔、套扣等工作，工作時(shí)間長(zhǎng)，受生產(chǎn)組織時(shí)間的約束無(wú)法實(shí)現(xiàn)。經(jīng)多次技術(shù)研討、實(shí)驗(yàn)研制出這種簡(jiǎn)易維修閥，解決了液壓舊系同故障處理設(shè)備停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、制作成本高的難題。另外，爐頂放散閥液壓系統(tǒng)改造，使放散閥的開啟平穩(wěn)、無(wú)卡阻。

[1]王文斌，林忠欽，李奇等.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)新版第四卷[M].工業(yè)出版社，2004.8:295～30.

[2]張利平.液壓傳動(dòng)與控制[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社，2005，8.

[3]李軍.冶金機(jī)械設(shè)備管理初探[J].裝備制造技術(shù)，2010(6).

[4]郭楠.高爐機(jī)械設(shè)備管理過(guò)程中存在的問(wèn)題與解決措施[J].科技致富向?qū)В?2013(29).

[5]靳高峰,何玉章,牟義波.高爐設(shè)備點(diǎn)檢管理的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].設(shè)備管理與維修，2012(10).

[6]任利民.高爐設(shè)備系統(tǒng)的完善[J].鑄造設(shè)備與工藝，2012(3).

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