板坯連鑄機的液壓伺服系統工作概述及其油品清潔度綜合治理

宋瑞祥 楊年

摘要：液壓伺服系統是板坯連鑄機結晶器振動、扇形段輕壓下的核心控制系統，液壓伺服系統對其油品的清潔度要求極高。本文對板坯連住機液壓伺服系統工作進行概述和其油品清潔度綜合治理進行分析。

關鍵詞：伺服系統；油品；清潔度

一、緒論

新鋼第一煉鋼廠4#板坯連鑄機是公司引進意大利達涅利公司技術的寬厚板連鑄機，設備精度要求高。采用結晶器自動調寬、液壓振動、扇形段動態輕壓下等先進技術，是新鋼第一煉鋼廠的重要生產線。結晶器振動、扇形段輕壓下均為液壓伺服系統。

二、結晶器工作原理概述

（1）結晶器控制系統的構成。

本控制系統可產生正弦、非正弦波形，可以根據用戶輸入正弦振動波形改變非對稱性，也可以改變鋸齒波的圓滑率。本系統調節振動頻率和振動振幅是為了工藝參數（負脫滑時間、結晶器振痕）保持恒定值。

（2）結晶器控制系統設備功能。

液壓振動控制系統有幾個功能。a.伺服液壓缸偏移對中：當控制結晶器振動的系統接到“油缸對中”信號，PLC驅動南北兩側的伺服液壓缸進行上下振動，當油缸到達中間位置的時候，偏差控制在允許范圍之內（只允許在測試的方式下進行）。b.手動升降：這是一個維護功能，通過轉換開關任意選擇A閥或B閥，都能夠驅動油缸進行升/降動作（只允許測試方式下進行）。c.振動開始功能：開啟結晶器振動是澆鑄的先決條件之一，只有當主機的驅動投入生產時，本身才自動投入生產。d.振動停止功能：當澆鑄生產在尾坯方式的時候且鑄坯已經出了結晶器，才允許振動停止功能開啟，停止結晶器振動。

三、結晶器振動、扇形段輕壓下工藝概況

（1）結晶器的振動是兩側的伺服液壓缸控制對中裝置上下運動，這個運動防止澆鑄中的鋼水與結晶器的銅套產生粘結。振動靠兩個高頻運動液壓缸獲得，而每個液壓缸又靠兩個伺服閥控制（一個處于備用狀態），一個專用液壓單元（結晶器振動液壓站）提供液壓動力。兩振動液壓缸同步位置偏差小于0.2mm。液壓缸的動作使結晶器以預期的頻率、振幅和波形獲得振動。結晶器在澆鑄期間必須一直振動，振動中的結晶器如果以一個錯誤的波形振動或者不合適的一個振幅或頻率，可能會導致鑄坯表面質量出現問題，影響保護渣的正常消耗或者導致漏鋼等。

（2）14套扇形段液壓動力由主機液壓站提供動力，每套扇形段輕壓下功能由4個液壓缸、4個伺服閥、4個位置傳感器控制，夾送輥壓下由2個液壓缸、2個伺服閥、2個壓力傳感器、電子壓差控制器控制液壓缸壓下力。

四、油品清潔度在液壓伺服系統的重要性

板坯連鑄機液壓伺服系統的核心包括MOOG高頻振動液壓缸和力士樂4WSE3EE噴嘴伺服閥等。4WSE3EE噴嘴伺服閥的噴嘴與擋板的距離約0.03～0.04mm，噴嘴的直徑為0.20mm左右，閥套與閥芯的活動間隙為1～3微米。它在接受電氣模擬信號后，將小功率的微弱電氣輸入信號轉換為相應的大功率的液壓能（流量和壓力）輸出。如此高精密、高靈活的液壓調節元件，要求工作液壓油的清潔度一般為NAS1638 5～6級，假如油品的清潔度情況控制的較差就可能導致整個系統性能變差，比如閥套與閥芯的磨損顆粒會導致伺服閥噴嘴堵死或產生卡死現象，導致伺服閥失效，進而有可能會導致整個伺服系統癱瘓，所以保持液壓伺服系統液壓油的清潔度至關重要。

五、液壓伺服系統中油品清潔度的劣化趨向分析

液壓伺服系統經過長時間的運行后，油品的清潔度會明顯下降，主要原因：

（1）負載重，使用頻率高，液壓元件就磨損的相對厲害，磨損中產生固體顆粒，使油品內污染物增多。

（2）現場環境粉塵較大，油污較多，工作環境惡劣。

（3）伺服閥動作頻率高，閥套與閥芯摩擦產生大量的熱量，油品產生焦化現象等。

（4）扇形段故障更換較多，檢修過程中避免不了污染物浸入系統。

（5）頻繁往液壓站加注新油（新油一般NAS1638 9～10級 ）會降低系統的清潔度。

（6）系統的濾芯已國產化，部分國產濾芯質量不穩定，污染物不能有效控制。

六、液壓伺服系統油品清潔度的綜合治理

（一）做好液壓伺服系統油品檢測

液壓伺服系統油品清潔度的檢測有著嚴格的要求，每三個月對振動、主機液壓站進行一次油樣化驗分析。另外油品清潔度存在劣化傾向的，要不定期的增加在線取樣次數，在線選取油樣地點一般為低壓處取樣（如低壓泵出口、低壓過濾器之前的測壓點），測壓軟管接上測壓點后必須放油一分鐘左右，取完油樣后記錄取樣位置、日期等。

（二）液壓伺服系統的在線循環系統沖洗管理

結晶器振動和主機液壓站本身配有循環過濾冷卻系統，加強對循環系統的維護相當重要，確保過濾器及壓差發訊裝置、電子溫度開關、電子壓力開關、磁浮子液位計及發訊裝置、空氣濾清器、油箱回油過濾器出口底部備有永久磁鐵等附件完好，要求班中點巡檢三次并記錄等措施，保證液壓設備正常運行。

（三）新增線外過濾設備

液壓站配備離心濾油機設備，吸油口接入油箱排污口，利用離心原理除去顆粒雜質，濾油機的真空功能可以去除油品中的水分，定期循環沖洗做好記錄，保證油品清潔度達到設備使用要求。

（四）液壓伺服系統關鍵元件的定期更換及沖洗制度

4#板坯連鑄機經過多年運行，科學分析、找到規律，制定關鍵元件的定期更換和沖洗制度。

（1）振動伺服鋼兩年更換一次，伺服閥安裝前先安裝沖洗閥塊循環沖洗，沖洗主要目的是為了去除整個系統管道或油路內壁的附著物，沖洗時間1h以上。

（2）振動液壓站油箱容積4000L，液壓油2.5年左右更換一次；主機液壓站油箱油箱容積6000L，3.5年左右更換一次。

（3）弧形扇形段、矯直扇形段油缸2.5年左右更換一次，水平扇形段油缸3年更換一次等。分別把油缸有桿腔和無桿腔軟管相接，伺服閥拆下，安裝沖洗板進行液壓系統循環沖洗。

（4）兩個液壓站沖洗設定壓力5MPa-10MPa，先解除壓力開關連鎖，然后把系統的減壓閥和安全閥壓力調至為0MPa左右，使回油路無壓力，保證回油順暢，如果回油背壓太高大于1MPa，可以拆除安全閥閥芯。

七、結語

液壓伺服系統中，70%的液壓故障是由于液壓油的污染而造成的，油品污染的控制是十分重要的。了解并掌握液壓伺服系統工作概況，才能有效的對油品進行綜合治理，預防因油品清潔度問題而造成的設備故障。

作者簡介：宋瑞祥（1989-），男，河南扶溝人，現場助理工程師，從事煉鋼設備管理工作。