高爐泥炮液壓系統(tǒng)故障及優(yōu)化措施分析

胡春暉

（寶武集團(tuán)廣東韶關(guān)鋼鐵有限公司，廣東 韶關(guān) 512123）

在高爐的爐前有兩件最為重要的設(shè)備，其中之一便是泥炮。當(dāng)高爐進(jìn)行出鐵流程時(shí)，它則要在出鐵結(jié)束后將高爐的出鐵口堵住。因此，泥炮能否正常進(jìn)行運(yùn)作，會(huì)對(duì)高爐的正常工作直接產(chǎn)生較大影響。與傳統(tǒng)不同的是，新型高爐泥炮全部采用液壓泥炮，另外不同高爐設(shè)備應(yīng)用的液壓泥炮的型號(hào)也有所差異，但此設(shè)備的工作原理是相同的。高爐泥炮包括三個(gè)重要組成部分即：壓緊結(jié)構(gòu)、打泥結(jié)構(gòu)和回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。若設(shè)備發(fā)生故障，高爐內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)休風(fēng)、慢風(fēng)狀況，對(duì)高爐設(shè)備持續(xù)作業(yè)造成影響，一些設(shè)備故障會(huì)引起生產(chǎn)事故。由于液壓泥炮出現(xiàn)故障的原因較多，因此本文將對(duì)泥炮液壓系統(tǒng)中所出現(xiàn)的故障盡心分析，并通過(guò)這些問(wèn)題提出相應(yīng)解決對(duì)策。

1 分析泥炮液壓系統(tǒng)的工作循環(huán)方式

典型的泥炮液壓系統(tǒng)工作循環(huán)方式是：回轉(zhuǎn)缸快速前行頂住出鐵口→保壓延時(shí)→打泥缸前進(jìn)→保壓延時(shí)→打泥缸退回→回轉(zhuǎn)缸退回，完成一次工作循環(huán)。詳見(jiàn)圖1。

圖1 典型泥炮液壓系統(tǒng)

1.1 回轉(zhuǎn)缸運(yùn)作方式

迅速進(jìn)入泥炮，將液壓泵進(jìn)行啟動(dòng)，使用5YA進(jìn)行通電吸合，向蓄能器15充壓；使用2YA進(jìn)行通電吸合，換向閥1切換至右側(cè)，壓力油通過(guò)單向節(jié)流閥5到平衡閥2左側(cè)，進(jìn)入回轉(zhuǎn)缸7無(wú)桿腔，使回轉(zhuǎn)缸向前運(yùn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)缸7有桿腔壓力達(dá)到順序閥3調(diào)定壓力時(shí)，進(jìn)行差動(dòng)連接，使回轉(zhuǎn)缸快速進(jìn)炮。保壓出現(xiàn)延遲：高爐回轉(zhuǎn)缸運(yùn)行到出鐵口，未出現(xiàn)無(wú)桿腔壓力升高情況下，將換向閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，油箱會(huì)充滿(mǎn)液壓油；將2YA設(shè)置為斷電狀態(tài)，將換向閥歸位；將5YA設(shè)置為斷電狀態(tài)，蓄能器連接到回轉(zhuǎn)缸7，泥炮液壓系統(tǒng)完成保壓。

1.2 打泥缸運(yùn)作方式

打泥缸運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)回轉(zhuǎn)油缸進(jìn)行保壓，4YA進(jìn)行吸合，換向閥8移動(dòng)到最右位，壓力油通過(guò)節(jié)流閥9、液控單向閥11最后流入無(wú)桿腔，打泥缸進(jìn)行運(yùn)作，單向節(jié)流閥10可用于控制打泥缸的運(yùn)行速度。打泥缸退回，保壓完畢，3YA得電，換向閥回歸到左側(cè)位置，壓力油流向單向節(jié)流閥10進(jìn)入打泥缸有桿腔，完成整個(gè)退回過(guò)程。

1.3 電磁鐵動(dòng)作順序表

表1 打泥缸在不同狀態(tài)下的運(yùn)行順序

2 分析液壓泥炮系統(tǒng)出現(xiàn)的常見(jiàn)故障

2.1 液壓泥炮系統(tǒng)的常見(jiàn)故障

在高爐泥炮的液壓系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些常見(jiàn)類(lèi)型的故障問(wèn)題，比如：①無(wú)法建立系統(tǒng)壓力，該故障表現(xiàn)為在進(jìn)行保壓工況時(shí)，泥炮液壓系統(tǒng)的下降壓力達(dá)不到保壓工況的標(biāo)準(zhǔn)；②設(shè)計(jì)要求與實(shí)際泥炮液壓系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的速度不相符，該故障表現(xiàn)在回缸快速運(yùn)行環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的運(yùn)行速度達(dá)不到設(shè)計(jì)上的要求，導(dǎo)致不能完全退回；③在泥炮液壓系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，有震動(dòng)及沖擊的現(xiàn)象伴隨。

2.2 常見(jiàn)故障發(fā)生的原因

（1）泥炮液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在缺陷問(wèn)題。由于高爐的泥炮液壓系統(tǒng)實(shí)際上是高壓系統(tǒng)的一部分，因此對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)回轉(zhuǎn)缸的運(yùn)轉(zhuǎn)速度及平穩(wěn)性的控制是使用進(jìn)油節(jié)流調(diào)速及順序閥3、平衡閥2，但并沒(méi)有將對(duì)控制回油系統(tǒng)及泥炮自身重量的作用沒(méi)有納入考慮范圍；當(dāng)節(jié)流閥的流量被調(diào)節(jié)到過(guò)大范圍時(shí)，會(huì)導(dǎo)致回轉(zhuǎn)缸的運(yùn)行速度過(guò)快；但節(jié)流閥的流量被調(diào)節(jié)到過(guò)小范圍時(shí)，會(huì)使其在慣性和自重的共同作用下發(fā)生下滑現(xiàn)象，當(dāng)回轉(zhuǎn)缸的運(yùn)行速度不能被節(jié)流閥的流量所滿(mǎn)足時(shí)，會(huì)出現(xiàn)爬行的現(xiàn)象。當(dāng)高爐的保壓工作完成時(shí)，液壓油進(jìn)入有桿腔要先經(jīng)過(guò)換向閥1的左側(cè)，無(wú)桿腔的高壓油經(jīng)過(guò)平衡閥2的右側(cè)位置回流到油箱，設(shè)備研發(fā)階段未將高壓油的能量輸出考慮進(jìn)去，導(dǎo)致高壓油直接回油箱，能量一起釋放對(duì)泥炮液壓系統(tǒng)造成不良沖擊。

（2）系統(tǒng)原件的失效和泄漏?；剞D(zhuǎn)缸在采取保壓過(guò)程是使用蓄能器15，一旦換向閥存在泄漏問(wèn)題，保壓時(shí)間會(huì)受到影響，保壓時(shí)間大大縮短；回轉(zhuǎn)缸是使用差動(dòng)連接回路的高速運(yùn)轉(zhuǎn)推動(dòng)設(shè)備運(yùn)行，若單向順序閥4無(wú)法復(fù)位，有桿腔液壓油經(jīng)過(guò)閥4回到油箱，系統(tǒng)的差動(dòng)連接會(huì)失敗，回轉(zhuǎn)缸前進(jìn)緩慢，打泥缸的保壓是使用液控單向閥，若安全閥13不能正常工作或發(fā)生泄漏，保壓過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。

3 系統(tǒng)故障的應(yīng)對(duì)策略

對(duì)上述液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，可以實(shí)施以下對(duì)策進(jìn)行故障的應(yīng)對(duì)及系統(tǒng)的改進(jìn)：①將原有的回轉(zhuǎn)缸進(jìn)油節(jié)流調(diào)速改進(jìn)為回油節(jié)流調(diào)速，進(jìn)行這一改進(jìn)之后可以將爬行現(xiàn)象出現(xiàn)的情況進(jìn)行避免，讓系統(tǒng)平穩(wěn)的運(yùn)行；②使用限壓式變量泵進(jìn)行保壓操作，降低系統(tǒng)的功率損失，讓其能夠?qū)⑤敵隽髁侩S這泄漏量的變化而自動(dòng)調(diào)整，提升工作效率；③可以在閥4、3之間加設(shè)一個(gè)兩位三通電磁換向閥；④由于系統(tǒng)的泄露是不可避免的，因此密封件要使用密封性好且耐高溫的；元件要選用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。

圖2 改造后的液壓系統(tǒng)

4 總結(jié)

綜上所述，本文對(duì)高爐泥炮液壓系統(tǒng)中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析并簡(jiǎn)述，通過(guò)這些故障問(wèn)題擬提出了相關(guān)的應(yīng)對(duì)策略及實(shí)施方法。在對(duì)高爐泥炮液壓系統(tǒng)實(shí)施以上改進(jìn)對(duì)策后，液壓系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)，回轉(zhuǎn)缸與打泥崗保壓穩(wěn)定，能夠滿(mǎn)足企業(yè)的工況要求。