馬鋼1#高爐爐頂液壓系統(tǒng)優(yōu)化改造

陳俊 楊培俊

摘 要：高爐爐頂?shù)纳a(chǎn)已經(jīng)進入相對成熟的高強度鋼鐵冶煉階段，因此高爐煉鐵的生產(chǎn)就要滿足高產(chǎn)、順產(chǎn)的要求，然而設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)的穩(wěn)定和高效性是完成這項目標(biāo)的關(guān)鍵因素，液壓控制系統(tǒng)作為煉鐵系統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)核心，更應(yīng)該注重此項技術(shù)的完善。

關(guān)鍵詞：高爐爐頂；液壓系統(tǒng)；優(yōu)化改造

在鋼鐵的冶煉產(chǎn)業(yè)中所采用的液壓控制系統(tǒng)由放料閥、上密封閥、料流調(diào)節(jié)閥閥、下密封閥、布料器、均壓散放閥和均壓閥等系列的閥門進行組合，各個閥門的配合使用來完成高爐裝料的生產(chǎn)。在高節(jié)奏的生產(chǎn)中，高爐的生產(chǎn)利用系數(shù)被提高，因此液壓系統(tǒng)在工作過程中經(jīng)常出現(xiàn)液壓系統(tǒng)的故障，嚴(yán)重影響高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

1.爐頂液壓系統(tǒng)在實際應(yīng)用中存在缺陷

1.1上、下密封閥的封圈使用壽命較短。

上、下密封閥門作為爐內(nèi)和爐頂設(shè)備及外界大氣之間隔離氣體的兩道密封閥，上、下密封閥門由液壓系統(tǒng)來驅(qū)動，用硅橡膠密封圈來進行煤氣的密封。此設(shè)備在生產(chǎn)使用中較常出現(xiàn)的故障表現(xiàn)在硅橡膠密封圈的實際使用壽命較短，一般在三個月內(nèi)就出現(xiàn)使用疲勞的裂紋，裂紋的出現(xiàn)就會致使設(shè)備無法進行有效的作業(yè)，高爐只有在對其進行檢修和更換后才可繼續(xù)作業(yè)。另外上、下密封閥在閥板關(guān)閉以后，為了使得密封圈能夠緊密關(guān)閉，液壓缸設(shè)計行程要比實際行程大一些，這樣上下密封閥關(guān)閉以后，油缸行程沒有完全走完，有繼續(xù)伸出的趨勢，這股力量很大，常常使得連接油缸的連桿或者與之有運動關(guān)系的軸上的鍵槽等損壞。

料流調(diào)節(jié)閥和布料器的液壓回路使用比例閥控制，故障的發(fā)生率較高 料流調(diào)節(jié)閥用閥門的開度來實現(xiàn)冶煉原燃料裝入爐內(nèi)時的速度控制。料流調(diào)節(jié)閥在正常工作時，采用比例控制閥控制，其液壓回路組成分為主控制閥組和備用閥組。液壓比例閥在設(shè)計上比較復(fù)雜，對油液的清潔度要求比較高，而現(xiàn)場實際往往很難保證油液的清潔度，因此液壓比例閥經(jīng)常容易出現(xiàn)故障[3]，考慮到高爐生產(chǎn)的連續(xù)性，我們設(shè)計了一組常規(guī)閥作為備用，但是在常規(guī)閥和比例閥兩組閥之間，最初沒有設(shè)計檢修球閥，當(dāng)比例閥出現(xiàn)問題時，必須關(guān)閉液壓主油路才能檢修，主油路關(guān)閉的時候，備用閥組也無法使用，因而無法保證連續(xù)生產(chǎn)。布料器的控制油路和料流調(diào)節(jié)閥一樣，也存在同樣的問題。

1.2爐頂閥門普遍開啟速度緩慢。

爐頂放散閥、均壓閥等閥門都是由油缸來控制動作的，液壓系統(tǒng)設(shè)計時，理論計算出的閥門均為DN10通徑閥門，但是在現(xiàn)場實際使用時發(fā)現(xiàn)，油缸速度比較慢，尤其是北方寒冷季節(jié)，油液變得粘稠，速度尤其緩慢，理論設(shè)計流量是足夠的，經(jīng)過一番檢查，發(fā)現(xiàn)主管路通徑選擇小了。

2.爐頂目前有以下幾個問題

①號爐頂液壓的設(shè)備，油缸的運行速度 ，按現(xiàn)狀來看普遍較快。目前調(diào)速的方式，基本上都采用回油節(jié)流，來控制油缸的速度。閥的通徑越大，過油量越大，要想達到理想的速度，油路瞬時背壓會很高，有的會達到40MPa以上，超過閥和軟管規(guī)定的壓力等級！曾經(jīng)1號爐頂一均油管，因背壓高，造成軟管爆管；2號爐頂主排換向閥，因背壓高，端蓋螺栓崩斷過一次；二均油缸支架，因速度過快，多次被震開裂，閥板經(jīng)常損壞，后來疊加了一個進油節(jié)流閥，才有效的控制了速度，

②關(guān)鍵設(shè)備的閥門，如上下密各個閥門，一旦閥出現(xiàn)故障，短則壓料處理，長則要休風(fēng)才能處理好。1號爐上料閘，出現(xiàn)過幾次液壓閥的故障，由于處理時間過長，都造成了高爐休風(fēng)。

③爐頂配有兩組蓄能器，是所有閥臺共用的，經(jīng)測試，液壓站停機5分鐘后，大放散閥門開啟不了，爐內(nèi)壓力不能及時泄掉，設(shè)備安全得不到保障。

3.改造效果

減少油缸供油量，降低液壓閥通徑。關(guān)鍵設(shè)備增加備用閥組，可快速投入使用，可在線檢修。更改蓄能器使用方式，一組供常規(guī)閥臺使用（除大放散閥臺），兩組供大放散閥臺使用。具體方案就是：

在線液壓換向閥，除大放散和下料閘之外，閥的通徑下降一個等級，相當(dāng)于在原有的進油回路上，都進行了一定的節(jié)流減速，后面再進行調(diào)速時，基本上能達到理想的要求，設(shè)備運行平穩(wěn)，降低了撞擊程度，提高了閥門的使用壽命。

關(guān)鍵設(shè)備增加備用閥組，一旦工作的閥組出現(xiàn)故障，可以通過切換球閥，將備用閥臺投入使用。并及時將故障閥處理好。

更改蓄能器使用方式，通過重新配管和加裝單向閥，實現(xiàn)一組供常規(guī)閥臺使用（除大放散閥臺），兩組供大放散閥臺使用。確保一個蓄能器給大放散供油。

4.結(jié)語

以上的種種問題，在本次改造中都將問題考慮了進去，并進行了相關(guān)優(yōu)化，基本上解決了1號爐發(fā)現(xiàn)的種種問題，特別是大放散，在液壓站停機5分鐘后，還能開啟2個大放散。改造后首先設(shè)備運行平穩(wěn)，降低了閥門更換頻率，每年至少年節(jié)約2套均排壓閥門，另外液壓閥通徑降低，價格也下降一半，還可以和4號爐通用，原先的備件可以用在2號和3號爐頂。備用閥組的增加，便于檢修，提高閥臺的使用率，不會再出現(xiàn)因閥的原因造成高爐休風(fēng)。改造后的蓄能器，可確保打開1個大放散，保護一系列設(shè)備的安全，降低人員的工作量。

參考文獻：

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[4]廉波.高爐爐頂液壓控制系統(tǒng)改進與應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，27（5）：118.