爐前液壓控制系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)

羅南金

（福建三鋼閩光股份有限公司煉鐵廠 365000）

1 概述

隨著電動泥炮和氣動開口機(jī)逐步被液壓泥炮和液壓開口機(jī)取代，煉鐵廠5#高爐爐前目前采用YYZ3020T 液壓開口機(jī)和FT3080 液壓泥炮設(shè)備，兩種設(shè)備共用一套液壓控制系統(tǒng)（詳見圖1）進(jìn)行控制，通過手動換向閥既可以完成泥炮的打泥和回轉(zhuǎn)動作，也可完成開口機(jī)的振打、旋轉(zhuǎn)、進(jìn)給及回轉(zhuǎn)動作。

2 改造前爐前液壓控制系統(tǒng)存在問題

圖1 為改造前爐前液壓控制系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)由三臺（兩用一備）斜軸式手動變量柱塞泵供油，通過溢流插裝閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，經(jīng)方向插裝閥流至開口機(jī)泥炮切換閥。通過開口機(jī)泥炮切換閥將壓力油液送至泥炮閥臺或開口機(jī)閥臺，完成泥炮和開口機(jī)各項動作。改造前開口機(jī)、泥炮及液壓動力站使用過程中存在以下問題：

開口機(jī)液壓控制系統(tǒng)存在的問題：因開口機(jī)液壓系統(tǒng)中開口機(jī)的振打、小車后退及開口機(jī)后退壓力無法根據(jù)現(xiàn)場實際使用情況單獨可調(diào)，時常造成①開口機(jī)開完鐵口后無法及時退出，導(dǎo)致開口機(jī)前掛板燒損嚴(yán)重；②小車后退時，對開口機(jī)機(jī)架上的后緩沖裝置沖擊較大，時常造成開口機(jī)后緩沖裝置被撞壞等問題。

泥炮液壓控制系統(tǒng)存在的問題：①泥缸填裝炮泥過程、鐵口校對修復(fù)過程及堵鐵口作業(yè)時需兩人或兩人以上協(xié)同配合完成操作，存在操作不便及安全隱患等問題；②泥炮安全閥設(shè)置于打泥回路之后，當(dāng)打泥壓力過高（超安全閥壓力）時，安全閥無法起到卸荷保護(hù)作用，易引起油管或閥門爆裂等安全隱患。

液壓動力站存在的問題：當(dāng)開口機(jī)泥炮切換閥處在“開口機(jī)工作位”時，如啟動油泵會造成主油泵帶載啟泵，大大縮短了主油泵使用壽命。

3 爐前液壓控制系統(tǒng)優(yōu)化改造

本次爐前液壓控制系統(tǒng)改造根據(jù)爐前泥炮自動控制要求，對泥炮打泥和轉(zhuǎn)炮的換向閥進(jìn)行重新選型和控制回路進(jìn)行改進(jìn)；另對動力站溢流插裝閥、開口機(jī)液壓控制閥臺等進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，具體改造內(nèi)容如下：

3.1 泥炮打泥和轉(zhuǎn)炮的換向閥改型實現(xiàn)遙控功能

原泥炮轉(zhuǎn)炮的手動換向閥（型號DMG-06-3C60-50）的中位機(jī)能為M 型，泥炮堵口保壓效果差。將原泥炮操作閥臺液壓控制系統(tǒng)的手動換向閥更換成電液動手動換向閥（原理圖見圖2），實現(xiàn)遙控和手動操作（備用）泥炮。該電液動手動換向閥的選型具體如下：①保持原泵站不變，即提供油液的壓力與流量不變，選取與原DMG-06 系列手動換向閥壓降特性曲線相同的換向閥，且其閥體上部預(yù)留有先導(dǎo)控制油路，可供加裝電磁換向閥完善先導(dǎo)控制油路，完成電液控和手動操作換向，經(jīng)查閱資料進(jìn)行選型對比，選擇H-4WMM25 系列手動換向閥滿足選型要求；②所選H-4WMM25 系列手動換向閥控制和泄漏方式為內(nèi)控外排式，先導(dǎo)控制油路的壓力控制油由P 口提供，即手動換向閥處中位狀態(tài)時P 口有壓力；③為保證泥炮堵口時的保壓效果，泥炮液壓系統(tǒng)的進(jìn)炮油路上設(shè)置了液控單向閥，要求手動換向閥處中位狀態(tài)時AB 口與T 口相連，達(dá)到卸荷作用。

綜上所述，選取由電磁換向閥（型號：4WE6J61B/CG24N9Z5L）和手動換向閥（型號：H-4WMM25J50B）組合而成的電液動手動換向閥替代原手動換向閥（型號：DMG-06-3C60-50），既可以完成手動操作，也可完成電液控操作；同時改善了泥炮堵口時的保壓效果。

3.2 爐前液壓控制系統(tǒng)回路改進(jìn)

3.2.1 爐前泥炮閥臺控制油路改進(jìn)

3.2.1.1 改造前（見圖1）泥炮的打泥與轉(zhuǎn)炮手動換向閥的中位機(jī)能均為M 型，打泥與轉(zhuǎn)炮之間采用串聯(lián)型式回路。改造后（見圖2）泥炮的打泥與轉(zhuǎn)炮手動換向閥選擇中位機(jī)能均為Y 型，打泥與轉(zhuǎn)炮動作只能采用并聯(lián)型式回路，保證打泥與轉(zhuǎn)炮的正常動作。

3.2.1.2 因泥炮堵口時需保壓堵住鐵口約20 分鐘（即要求在此期間打泥和轉(zhuǎn)炮液壓控制回路能保住壓力），因改造后的手動換向閥中位機(jī)能為Y 型，原打泥動作的液壓控制回路無法滿足保壓要求，需在打泥液壓控制回路上增設(shè)液控單向閥；根據(jù)液控單向閥的壓力流量曲線，通徑30 的液控單向閥滿足爐前液壓控制系統(tǒng)最大流量要求，選取型號為SV30PA1-30B 的液控單向閥。中位機(jī)能為Y 型的手動換向閥搭配液控單向閥組合而成的保壓回路，較中位機(jī)能為M 型的手動換向閥保壓效果更好。

3.2.1.3 為防止泥炮長時間進(jìn)行遙控操作（即爐前液壓系統(tǒng)長時間溢流）而造成油溫過高，將原泥炮液壓系統(tǒng)的安全閥（即先導(dǎo)式溢流閥，型號：DB30-2-50B/315）改成先導(dǎo)式電磁溢流閥（型號：DBW32A-3-50B/315Y/6BG24N），選用先導(dǎo)式電磁溢流閥后，有效地解決因長時間操作液壓泥炮導(dǎo)致油溫過高的問題。將該安全閥移位至泥炮液壓控制系統(tǒng)的主油路上（見圖2），使打泥和轉(zhuǎn)炮動作時，安全閥均能起到卸荷保護(hù)作用。

3.2.2 爐前開口機(jī)閥臺控制油路改進(jìn)

為實現(xiàn)開口機(jī)振打、進(jìn)給及回轉(zhuǎn)壓力均可單獨根據(jù)使用情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，在開口機(jī)振打、進(jìn)給及回轉(zhuǎn)液壓控制油路上分別增設(shè)了疊加式減壓閥，詳見圖2。

3.2.3 爐前動力站液壓控制系統(tǒng)改進(jìn)

為防止主油泵帶載啟泵，將主油泵出口處的溢流插裝閥（見圖1）改成先導(dǎo)式電磁溢流插裝閥（見圖2）。即啟泵時，先導(dǎo)式電磁溢流插裝閥得電卸荷，主油泵空載啟動，3S 后，先導(dǎo)式電磁溢流插裝閥失電，系統(tǒng)升壓。

3.3 改造后爐前液壓控制系統(tǒng)要點

結(jié)合以上改進(jìn)措施，改造后的爐前液壓控制系統(tǒng)原理見圖2，啟泵時先導(dǎo)式電磁溢流插裝閥得電卸荷，主油泵空載啟動，3S 后，先導(dǎo)式電磁溢流插裝閥失電，系統(tǒng)升壓至系統(tǒng)壓力后，通過開口機(jī)泥炮切換閥控制開口機(jī)或泥炮進(jìn)行動作。

開口機(jī)泥炮切換閥切換至泥炮工作位，機(jī)旁控制面板上的“遙控/手動”按鈕切換至遙控工作位，泥炮安全閥（先導(dǎo)式電磁溢流閥）得電卸荷；使用遙控器遠(yuǎn)程遙控電磁換向閥對泥炮進(jìn)行進(jìn)炮、打泥、退炮或退泥操作時，安全閥失電系統(tǒng)升壓，設(shè)備動作。機(jī)旁控制面板上的“遙控/手動”按鈕切換至手動工作位時（如遇到遙控器損壞、電磁線圈燒損或電氣系統(tǒng)等電氣故障），泥炮安全閥失電系統(tǒng)升壓，通過閥臺上的手動換向閥可進(jìn)行手動操作，以保證設(shè)備正常運行。

當(dāng)開口機(jī)泥炮切換閥切換至開口機(jī)工作位，開口機(jī)控制系統(tǒng)的溢流閥將系統(tǒng)壓力降至開口機(jī)系統(tǒng)所需壓力（新開口機(jī)液壓控制系統(tǒng)調(diào)壓至15MPa），調(diào)節(jié)開口

機(jī)振打、進(jìn)給、回轉(zhuǎn)壓力，并通過開口機(jī)各動作的手動換向閥完成開口機(jī)所需各項動作。

4 結(jié)束語

5#高爐爐前液壓控制系統(tǒng)經(jīng)過本次優(yōu)化改進(jìn)，并配套電氣自動控制系統(tǒng)投入使用后，操作人員既可在現(xiàn)場攜帶遠(yuǎn)程遙控器對爐前泥炮進(jìn)行操作控制，有效的減少爐前操作人員的工作量，提高工作效率，也可通過泥炮液壓閥臺上的手動換向閥進(jìn)行手動操作。同時對開口機(jī)及動力站的液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了部分優(yōu)化改進(jìn)，提高主油泵及開口機(jī)設(shè)備的使用壽命。