7 m頂裝焦爐機械液壓系統改進設計★

梅曉慶

（太原重工股份有限公司技術中心，山西太原 030024）

7 m頂裝焦爐機械液壓系統改進設計★

梅曉慶

（太原重工股份有限公司技術中心，山西太原 030024）

歸納分析了之前設計并投產的7 m煉焦機械設備液壓系統出現的主要問題，并針對問題提出了改進設計方案。實踐證明，對7 m頂裝焦爐機械液壓系統裝煤車搓蓋回路、推焦車提門回路、液壓油冷卻控制回路等進行改進設計，在改進后的焦爐投產后各大車液壓系統完全滿足煉焦工藝要求且運行穩定。

焦爐機械 改進設計 液壓系統 液壓油

7m焦爐機械設備是目前國內先進的頂裝煉焦機械設備，主要由裝煤車、推焦機、除塵攔焦機、電機車（干濕兩用）、焦罐運載車、爐門服務車、液壓交換機等組成。[1]但是，在山東某鋼廠使用過程中，發現該設備存在設計方面的不足，于是對該設備及時進行了改進，取得了良好效果。

1 存在的問題

1.1 液壓回路問題

1.1.1 裝煤車搓蓋問題

如圖1所示，在裝煤車揭爐蓋過程中，揭蓋電磁鐵吸合爐蓋后，搓蓋油缸動作，通過搖桿帶動爐蓋搓動。揭蓋動作完成后，揭蓋裝置后退，需要保持爐蓋在一定的位置，而在實際工作中搓蓋后爐蓋一直自由擺動，不能完全固定。

1.1.2 推焦車提門問題

如圖2所示，推焦車提門動作由2個Y型機能電磁換向閥控制，提門動作電磁鐵閉合情況如表1所示。按照工藝要求，1次提門動作受電電磁鐵為Y3b，（2+3）次提門動作受電電磁鐵為Y4b。實際工作反映，（2+3）次提門動作時僅僅Y4b受電時不能提起爐門，將電控改成Y4b、Y3b同時受電后能夠提起爐門。

圖2 提門動作液壓控制回路

表1 提門動作電磁鐵閉合表

1.2 液壓油清潔度與溫度控制問題

1.2.1 油液清潔度問題

在原大車液壓回路中配置了高壓管路過濾器、旁路過濾器，考慮到降低回油背壓問題，在回油管路上沒有配置回油過濾器。實際運行結果反映，油液清潔度難以保證，導致柱塞泵吸入較臟的油液，使得柱塞泵壽命大打折扣。后來在回油管路上補裝了回油過濾器，油液清潔度才基本得到控制。

1.2.2 油溫控制問題

原液壓回路采用風冷卻器，獨立冷卻回路，冷卻器單元自帶油泵。實際運行反映，冷卻器離油箱太遠，超過5 m的距離。夏季高溫季節，特別是環境溫度在30℃以上時，液壓油溫一直保持在50℃以上，居高不下。

2 設計改進的措施

針對以上問題進行分析，并且采取了相應的改進設計措施。

2.1 液壓回路改進設計

2.1.1 裝煤車搓蓋回路的改進

原設計裝煤車搓蓋油缸液回路如圖3-1所示，搓蓋動作由O型機能電磁換向閥控制。該回路利用電磁換向閥的中位O型機能鎖閉搓蓋油缸的兩腔，由于該換向閥為滑閥結構，滑閥的環形間隙較大，難免造成油液泄漏，因此中位的鎖緊功能不是很好[2-3]。這種鎖緊回路結構簡單，一般只用于鎖緊要求不太高或只需短暫鎖緊的場合[4]。

經過分析認為，采用Y型機能電磁換向閥加雙向液控單向閥的鎖緊回路比較好。改進后的搓蓋油缸液壓回路如圖3-2所示，雙向液控單向閥的閥芯密封面為錐面結構，有良好的密封性，鎖閉效果較好[3]。這種鎖緊回路被廣泛應用于工程機械、起重運輸機械等有較高鎖緊要求的場合[4-5]。

圖3 搓蓋動作液壓控制回路

2.1.2 推焦車提門回路的改進

原設計推焦車提門油缸液回路如上頁圖2-1所示，分析液壓回路圖可以看出：當電磁鐵Y3b受電時，1次提門動作能夠完成；當Y4b受電時，高壓液壓油會走捷徑，通過單向減壓閥、Y型機能電磁換向閥進入回油管，從而流回油箱，而不再流向阻力約為8 MPa液壓壓力的提門油缸。因此，（2+3）次提門只有在Y4b受電的同時，Y3b也受電，才能阻止高壓油走捷徑。這樣Y型機能電磁換向閥1和2共同給油，推動提門油缸動作。

改進后的提門油缸液壓回路如上頁圖2-2所示，在1次提門減壓閥3后再加上一個單向液壓鎖8。這樣在（2+3）次提門動作時，Y4b受電，由于單向液壓鎖8的阻礙，高壓液壓油經過電磁換向閥2、液控單向閥、單向節流閥后推動提門油缸動作，滿足了提門動作的控制要求。

2.2 液壓油清潔度及溫度控制措施

2.2.1 油液清潔度控制措施

鑒于以往7 m煉焦機械液壓油液清潔度控制不好帶來的后果，山東某鋼廠各大車設計時采取了相應的措施。在油泵吸油口裝有吸油過濾器，其額定流量為油泵最大流量的2.5倍，過濾精度為100μm。在油泵壓力油口至閥臺間裝有高壓過濾器，其額定流量為油泵最大流量的3倍，過濾精度為10μm。在油箱回油口裝有回油過濾器，其額定流量為油泵最大流量的3倍，過濾精度為10μm。在液壓回路上配置的所有過濾器均帶有單向閥和電子報警發訊器。另外，為了更好地防止液壓站工作環境中的水分及粉塵對液壓油造成污染，采用帶除濕功能的油箱空濾器[6]。

2.2.2 油溫控制措施

鑒于以往7 m煉焦機械液壓系統采用風冷卻器而液壓油冷卻效果不佳的實際情況，山東某鋼廠各大車液壓回路采用高溫油冷機獨立冷卻循環回路，并且將油冷機盡量接近液壓油箱布局，給油冷機配置單獨的供油泵。獨立油溫控制回路如圖4所示，主要組成部分有液壓泵、油泵電機、冷卻器、低壓球閥。

圖4 液壓油冷卻控制回路

2.3 其他細節設計

1）之前的2個主油泵壓力控制閥組為各自獨立的閥組單元，在油箱上處于同一水平線，距離很近，兩者之間的連接采用硬管連接，密封問題很難解決。本次設計改進了結構，直接把2個主油泵的壓力控制閥組合二為一，配管難題得到了解決。

2）液壓主油泵之前采用支架安裝方式，現場安裝時對同軸度誤差、油泵支座垂直度誤差的檢查困難，導致主油泵和電動機的同軸度難以保證，油泵運行時噪音過大。為了避免此類問題，對于液壓油泵采用法蘭安裝，對于液壓泵與電動機的連接，采用鐘形罩連接，保證同心度。鐘形罩和聯軸器由專業廠家制作，液壓站在出廠前已經在廠內安裝調試完畢，這樣保證了液壓泵和電動機的同心度。

3 結論

最新設計的7 m煉焦機械設備已經投產使用，實踐證明，各大車液壓系統完全滿足煉焦工藝要求，運行穩定。這說明7 m焦爐機械液壓系統的改進設計取得了良好的效果，同時為用戶帶來了較好的經濟效益。

[1]于振東，鄭文華.現代焦化生產技術手冊[M].北京：冶金工業出版社，2010.

[2]雷天覺.新編液壓工程手冊[M].北京：北京理工大學出版社，1998.

[3]張利平.液壓閥原理、使用與維護[M].北京：化學工業出版社，2005.

[4]崔培雪，馮憲琴.典型液壓氣動回路600例[M].北京：化學工業出版社，2011.

[5]周士昌.液壓氣動系統設計運行禁忌470例[M].北京：機械工業出版社，2002.

[6]姚銀軍，王德達，易際川，等.淺談過濾器選型及使用誤區[J].液壓氣動與密封，2007（4）：42-43.

（編輯：胡玉香）

Improvement Design of Mechanical Hydraulic System in 7 m Top Loading Coke Oven

MEI Xiaoqin
（Technique Center,Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030024）

The main problems of the designed hydraulic system in 7 m coking machinery and equipment are concluded and analyzed,and the improved design scheme for the problems is put forward.Practice has proved that the charging car cover circuit,pushing car lifting circuit,hydraulic oil cooling control circuit in mechanical hydraulic system of 7 m top coke oven are improved.The operation of hydraulic system in every car fully meets the requirements with stable operation.

coke oven machine,improvement design,hydraulic system,hydraulic oil

TQ520.5

A

1672-1152（2016）06-0093-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.06.33

2016-11-04

2014年度山西省煤基重點科技攻關項目（MJH2014-08）

梅曉慶（1981—），男，工程師，主要從事液壓、潤滑與氣動系統的設計與研究工作。