高爐液壓泥炮漏泥問題分析及處理措施

丁立軒

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司煉鐵作業(yè)部，河北唐山 063200）

0 引言

液壓泥炮是煉鐵高爐爐前負(fù)責(zé)堵鐵口的重要設(shè)備，液壓泥炮由打泥機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)、恒溫柜設(shè)備、操作系統(tǒng)等組成，在大型高爐中應(yīng)用廣泛。首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司煉鐵作業(yè)部曾多次發(fā)生泥炮在堵口過程中炮頭與爐門間漏泥，或者有炮泥少量擠出的現(xiàn)象。炮泥擠出會造成爐門內(nèi)炮泥量過少而不能有效堵口，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐膳陬^燒毀[1]。

1 爐前液壓泥炮工作原理及特點(diǎn)

1.1 液壓泥炮工作原理

泥炮是高爐出鐵完成后堵鐵口的專用機(jī)械，收到堵口命令后，泥炮按照預(yù)設(shè)泥量和噴射速度完成出鐵口封閉過程。泥炮要在全風(fēng)壓下把炮泥壓入鐵口，所以其壓力應(yīng)大于爐缸內(nèi)壓力，其打泥活塞總推力，打泥壓和力度等能有效堵塞出鐵口通道和修補(bǔ)爐缸前墻，使前墻厚度達(dá)到所要求的出鐵口深度，泥炮應(yīng)有足夠的推力，以克服較密實(shí)的堵鐵口泥的最大運(yùn)動阻力，并將堵鐵口泥分布在爐缸內(nèi)壁上，泥炮應(yīng)工作可靠，能適應(yīng)高爐爐前高溫、粉塵的惡劣環(huán)境。

1.2 泥炮液壓原理

液壓泥炮在油缸帶動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和打泥動作。如圖1 所示，動力站輸出30 MPa 壓力油通過P 管進(jìn)入系統(tǒng)，壓力油通過旋轉(zhuǎn)比例換向閥，此時(shí)比例換向閥右側(cè)得電，旋轉(zhuǎn)平衡閥得電狀態(tài)，壓力油通過平衡閥節(jié)流側(cè)進(jìn)入油缸的無桿腔，此時(shí)泥炮向前旋轉(zhuǎn)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)比例換向閥左側(cè)得電，壓力油通過旋轉(zhuǎn)順序閥進(jìn)入油缸的有桿腔，這時(shí)泥炮向后旋轉(zhuǎn)；當(dāng)旋轉(zhuǎn)比例換向閥處于中位時(shí)，壓力油通過差動溢流閥形成有桿腔與無桿腔的差動連接，旋轉(zhuǎn)順序閥起到壓力再生的作用，其中旋轉(zhuǎn)溢流閥組起到超壓安全泄荷（35 MPa泄荷）作用。

液壓泥炮的打泥動作通過打泥比例換向閥控制，壓力油通過打泥比例換向閥、打泥平衡閥順序閥，到油缸的有桿腔或者無桿腔實(shí)現(xiàn)油缸的伸縮從而控制泥炮打泥機(jī)構(gòu)的動作，其中油缸有桿腔與無桿腔油管分別配有一組溢流閥，起到超壓泄荷（35 MPa 泄荷）作用，油缸有桿腔油管配有流量計(jì)用于測量打泥速度和流量。

2 液壓泥炮漏泥分析及處理

2.1 液壓泥炮漏泥情況

液壓泥炮與開口機(jī)、移蓋機(jī)配合使用，是高爐爐前出鐵生產(chǎn)中的重要設(shè)備，泥炮使用中炮頭與爐門間漏泥是制約生產(chǎn)順穩(wěn)的一個(gè)因素。根據(jù)投產(chǎn)運(yùn)行以來經(jīng)常發(fā)生的泥炮漏泥情況，重點(diǎn)分析液壓系統(tǒng)存在的問題與泥炮漏泥現(xiàn)象的關(guān)聯(lián)性，其中，將溢流閥調(diào)至最大使其無安全泄荷；泥炮漏泥即為炮頭與爐門產(chǎn)生縫隙，在打泥過程炮泥溢出的情況，為泥炮旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)發(fā)生問題；在液壓系統(tǒng)中，壓力丟失或者內(nèi)泄問題均可在第一時(shí)間判斷某單向閥不嚴(yán)的情況，逐一排查即可。

（1）泥炮在爐門位置發(fā)生漏泥現(xiàn)象后將炮身向后旋轉(zhuǎn)，炮身到中間位置停止動作則有炮身緩慢向爐門方向爬行，再對照圖1 液壓原理，泥炮處于停止位置時(shí)比例換向閥是在中位，而泥炮仍向前溜車則為有桿腔壓力有丟失現(xiàn)象，則可根據(jù)有桿腔連接的油路系統(tǒng)判斷旋轉(zhuǎn)溢流閥組或者順序閥有內(nèi)泄情況，再繼續(xù)關(guān)閉溢流閥試車仍有此現(xiàn)象，即可以判斷為順序閥內(nèi)單向閥內(nèi)泄所致。

（2）泥炮在爐門位置發(fā)生漏泥現(xiàn)象后將炮身向后旋轉(zhuǎn)，炮身到中間位置停止動作則有炮身緩慢向原始位置方向爬行，對照圖1 液壓原理，可認(rèn)為泥炮無桿腔壓力有丟失現(xiàn)象，則可根據(jù)無桿腔連接油路系統(tǒng)進(jìn)行判斷旋轉(zhuǎn)溢流閥組或者平衡閥有內(nèi)泄情況，再繼續(xù)關(guān)閉溢流閥試車仍有此現(xiàn)象，則可以判斷為平衡閥內(nèi)單向閥內(nèi)泄所致。

圖1 泥炮液壓原理

（3）泥炮在爐門位置發(fā)生漏泥。此種漏泥現(xiàn)象為當(dāng)泥炮在打泥過程中壓力超過20 MPa 時(shí)發(fā)生，現(xiàn)象為有少量炮泥擠出，但炮頭與爐門接觸仍良好，將泥炮打泥壓力設(shè)定在20 MPa 以下時(shí)仍可以使用并不漏泥。

將炮身旋轉(zhuǎn)到中間位置進(jìn)行觀察并無溜車和緩慢爬行的現(xiàn)象。參考圖1 液壓原理進(jìn)行分析，當(dāng)打泥壓力稍高時(shí)，泥炮旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)承受壓力變大，系統(tǒng)內(nèi)壓力少量丟失，炮身停在中間位置無異常，可判斷非平衡閥和順序閥問題，將旋轉(zhuǎn)安全溢流閥關(guān)閉后再運(yùn)行觀察，該現(xiàn)象并無消失，則可判斷為溢流閥組內(nèi)單向閥彈簧松動造成隨負(fù)載的增大引起的壓力泄出。

2.2 液壓泥炮漏泥處理措施

泥炮漏泥現(xiàn)象在液壓方面即可以判斷為平衡閥、順序閥、溢流閥組的內(nèi)泄所致，此3 種閥均內(nèi)含單向閥，處理措施是將閥體用洗油進(jìn)行沖洗即可。單向閥彈簧松動問題可通過更換單向閥解決。單向閥的失效大多為異物卡阻所致，因此在液壓設(shè)備日常維護(hù)中，無論是保養(yǎng)中的更換濾芯或者在施工中的標(biāo)準(zhǔn)化操作，保持系統(tǒng)油液清潔度至關(guān)重要。

3 結(jié)語

通過對液壓泥炮漏泥現(xiàn)象進(jìn)行分析，結(jié)合液壓原理對故障點(diǎn)位進(jìn)行判斷和處理，本文并未對導(dǎo)致泥炮漏泥的其他因素進(jìn)行分析，如編碼器故障、泥炮連桿故障、油缸密封損壞串油故障、操作不當(dāng)?shù)?，僅通過液壓原理有針對性地研究液壓系統(tǒng)方面的問題，繼而對液壓設(shè)備日常維護(hù)中清潔度的重要性做了強(qiáng)調(diào)，以說明清潔度達(dá)標(biāo)是液壓系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。