蔣祖信

（四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 攀枝花 617000）

泥炮是高爐爐前最重要的兩件設(shè)備之一，泥炮的作用就是在高爐出鐵后堵住出鐵口。所以高爐能否正常工作，與泥炮的可靠運行有著直接的關(guān)系?，F(xiàn)在高爐泥炮都是使用液壓泥炮，雖然不同高爐使用泥炮的型號有所不同，但其原理相同，主要由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、壓緊機(jī)構(gòu)和打泥機(jī)構(gòu)等組成。若高爐泥炮出現(xiàn)故障會產(chǎn)生高爐慢風(fēng)、休風(fēng)現(xiàn)象，影響高爐連續(xù)生產(chǎn)，甚至造成安全事故。泥炮出現(xiàn)的故障原因很多，本文針對泥炮液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)方案。

1 泥炮液壓系統(tǒng)工作循環(huán)分析

典型泥炮液壓系統(tǒng)如圖1所示：

圖1 典型泥炮液壓系統(tǒng)

回轉(zhuǎn)缸快速前行頂住出鐵口→保壓延時→打泥缸前進(jìn)→保壓延時→打泥缸退回→回轉(zhuǎn)缸退回，完成一次工作循環(huán)。

1.1 回轉(zhuǎn)缸運動

快速進(jìn)炮，啟動液壓泵，5YA通電吸合，向蓄能器15充壓；2YA通電吸合，換向閥1切換至右位，壓力油經(jīng)單向節(jié)流閥5到平衡閥2左位，進(jìn)入回轉(zhuǎn)缸7無桿腔，回轉(zhuǎn)缸向前運動；回轉(zhuǎn)缸7有桿腔壓力達(dá)到順序閥3調(diào)定壓力時，實現(xiàn)差動連接，回轉(zhuǎn)缸快速進(jìn)炮。

保壓延時，回轉(zhuǎn)缸運行至出鐵口時，無桿腔壓力升高達(dá)到順序閥4調(diào)定壓力時，無桿腔液壓油回油箱；2YA失電，換向閥1回到中位，5YA失電，蓄能器與回轉(zhuǎn)缸7無桿腔接通，實現(xiàn)保壓。

快速退回，待打泥完成后，1YA通電吸合，換向閥1切換至左位，壓力油經(jīng)單向閥節(jié)流閥6、單向順序閥4進(jìn)入回轉(zhuǎn)缸有桿腔，實現(xiàn)快退；同時，5YA得電，蓄能器與回轉(zhuǎn)缸無桿腔斷開。

1.2 打泥缸運動

打泥缸前進(jìn)，在回轉(zhuǎn)油缸保壓時，4YA得電吸合，換向閥8切換至右位，壓力油經(jīng)單向節(jié)流閥9、液控單向閥11進(jìn)入缸12無桿腔，打泥缸前進(jìn)，單向節(jié)流閥10調(diào)節(jié)前進(jìn)速度。

保壓，堵好口后，4YA失電，換向閥8回到中位，液控單向11實現(xiàn)保壓。

打泥缸退回，保壓完成后，3YA得電，換向閥切換至左位，壓力油經(jīng)單向節(jié)流閥10進(jìn)入打泥缸有桿腔，實現(xiàn)退回。

1.3 電磁鐵動作順序表（見表1）

2 液壓泥炮使用中的常見故障及原因分析

2.1 液壓泥炮在使用中的常見故障

系統(tǒng)壓力建立不起來，主要表現(xiàn)為系統(tǒng)在保壓工況時，系統(tǒng)壓力下降達(dá)不到保壓要求。

系統(tǒng)運動速度達(dá)不到設(shè)計要求，主要表現(xiàn)在回轉(zhuǎn)缸快速運動時，速度沒達(dá)到設(shè)計要求，退回不到位。

表1

系統(tǒng)在工作過程中伴隨有震動和沖擊的現(xiàn)象。

2.2 故障原因分析

2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計缺陷產(chǎn)生的故障

高爐泥炮液壓系統(tǒng)屬于高壓系統(tǒng)，設(shè)計時采用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速和順序閥3、平衡閥2來控制回轉(zhuǎn)缸的運動速度和運動平穩(wěn)性，未考慮對系統(tǒng)回油的控制和泥炮自重的作用，若節(jié)流閥流量調(diào)節(jié)過大，則回轉(zhuǎn)缸運動過快，若節(jié)流閥流量調(diào)節(jié)過小，則在慣性和自重作用下滑，通過節(jié)流閥的流量不能滿足回轉(zhuǎn)缸的運動速度要求，就會導(dǎo)致爬行現(xiàn)象。

回轉(zhuǎn)缸在保壓完成后，液壓油通過換向閥1的左位進(jìn)入有桿腔，無桿腔的高壓油通過平衡閥2的右位直接回油箱，設(shè)計時沒有考慮高壓油能量的釋放過程，而是直接回油箱，液壓能突然釋放，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生震動和沖擊。

2.2.2 系統(tǒng)原件失效和泄漏產(chǎn)生的故障

回轉(zhuǎn)缸是用蓄能器15進(jìn)行保壓，如果換向閥16出現(xiàn)泄漏，就會導(dǎo)致保壓時間不長；回轉(zhuǎn)缸是采用差動連接快速運動回路來實現(xiàn)快速運動，如果單向順序閥4卡住不能復(fù)位，有桿腔液壓油通過閥4回油箱，不能實現(xiàn)差動連接，回轉(zhuǎn)缸就不能快速前進(jìn)；打泥缸使用液控單向閥進(jìn)行保壓，如安全閥13失效或泄漏，就導(dǎo)致保壓失效。另外，液壓缸的泄漏，也會導(dǎo)致運動速度下降和保壓時間不長。

3 系統(tǒng)故障解決方案

通過對系統(tǒng)的故障分析，采用以下措施對系統(tǒng)進(jìn)行完善和改進(jìn)。

回轉(zhuǎn)缸進(jìn)油節(jié)流調(diào)速改為回油節(jié)流調(diào)速。采用回油節(jié)流調(diào)速，由于有背壓力的存在，可以起到阻力作用，從而有效避免爬行現(xiàn)象，增加系統(tǒng)運動的平穩(wěn)性；在平衡閥2的控制油路上增加單向節(jié)流閥，調(diào)節(jié)節(jié)流閥可以控制平衡閥2的換向速度，減少震動和沖擊。

采用限壓式變量泵保壓，壓力達(dá)到調(diào)定值時，泵的流量只需補(bǔ)充缸或閥的泄漏，因而，系統(tǒng)的功率損失較小，且能隨泄漏量的變化而自動調(diào)整輸出流量，因而其效率也較高。

在閥4、3之間增加1個兩位三通電磁換向閥，當(dāng)回轉(zhuǎn)缸運行至出鐵口時，無桿腔壓力升高，換向閥換向與閥4接通，避免因閥4失效導(dǎo)致差動連接失效。

系統(tǒng)泄漏不可避免。對于液壓缸和液壓閥的內(nèi)泄漏取決于密封、閥的結(jié)構(gòu)形式、制造精度和配合精度，所以選用耐高溫、密封性能好的密封件，選擇經(jīng)濟(jì)實用的元件。

改造后的液壓系統(tǒng)圖如圖2所示。

圖2 改造后的液壓系統(tǒng)圖

4 結(jié)語

高爐泥炮液壓系統(tǒng)通過以上改進(jìn)后，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，回轉(zhuǎn)缸、打泥缸保壓穩(wěn)定，能滿足工況要求。

[1]雷天覺. 新編液壓工程手冊[M].北京：北京理工大學(xué)出版社,1998.

[2]呂忠偉等. 高爐泥炮液壓系統(tǒng)的改進(jìn)[J].液壓與氣動，2010.8

[3]馬曉芳等. 大型高爐泥炮液壓系統(tǒng)的故障分析及對策[J]. 梅山科技，2015.5