RH精煉爐液壓系統的故障分析與改進

摘要：本文介紹了寶鋼集團八鋼公司第二煉鋼廠RH精煉爐液壓系統的原理、系統原件的特點及故障，分析了故障原因，并征對相應的故障點做了優化和改進，消除了故障，產生了良好的效果。

關鍵詞：RH精煉爐液壓系統 系統振動 插裝閥 故障

RH（即真空循環脫氣）系統設備是一種用于生產優質鋼的鋼水二次精煉工藝裝備。要實現鋼材成分特別是有害氣體元素的精確控制，RH 真空精煉處理爐是目前高端鋼材不可或缺的冶煉設備 。但是八鋼二煉鋼120噸RH精煉爐自投產以來，RH鋼包升降液壓系統的故障率就一直較高，已經嚴重影響到RH精煉爐的正常生產。

1.RH液壓系統在運行中存在的問題

在RH精煉裝置中，RH鋼包升降液壓系統是其中一個重要的組成部分。RH鋼包升降液壓系統是用于在鋼包處理位，通過頂升鋼包臺車來升降盛有鋼水的鋼包，使RH真空槽浸漬管插入鋼水液面下一定深度后進行真空脫氣的處理系統，待鋼水處理結束后，再將鋼包臺車降到鋼包臺車軌道上。RH精煉爐投產后發現：

（1）頂升油缸在頂升重包（盛滿鋼水的鋼包）時，在頂升和停止的瞬間液壓系統的噪音和振動非常大，經常出現液壓泵出油壓力管路爆裂漏油事故，在滿負荷生產時基本上每周都要出現2-3次管路爆裂漏油事故。

（2）實現工位切換的插裝閥漏油頻繁，滿負荷生產時基本上每兩天就會發生一次漏油事故。在頻繁拆解處理漏油時發現插裝閥頂部端蓋密封圈經常斷裂且磨損嚴重，密封件安裝過渡端蓋與彈簧的接觸面磨損嚴重，如下圖一所示，插裝閥閥芯彈簧在使用不到一個月就磨損變形嚴重。

圖一（嚴重磨損的插裝閥密封件安裝過渡端蓋）

2.RH液壓系統存在問題的分析及措施

頂升油缸在頂升重包（盛滿鋼水的鋼包）時，在頂升和停止的瞬間液壓系統的噪音和振動非常大，我們可以從以下兩方面進行分析：

①外負載阻力大，且可能有卡塞現象，震蕩阻力傳遞至液壓系統，使得系統噪音和振動非常大。不考慮卡塞阻力，單從頂升重量考慮，滿包鐵水有120噸，再加鋼包、鋼包車、頂升框架的重量，總重量超過240噸，從這點不難看出，液壓系統所承載負荷是非常大的，但這部分負荷是生產必須，無法剔除或者減少。從卡塞阻力考慮，我們檢查了鋼包車頂升框架導軌及導輪，發現1#工位東北角和東南角導輪間隙太大，2#工位東南角和西南角的導輪間隙較大，兩個工位鋼包在頂升過程中都有晃動現象。解決方案：將兩個工位頂升框架的導輪間隙按照圖紙要求進行整體調整，保證鋼包車在升降過程中即無晃動現象，也無卡塞現象。

②液壓系統可能存在設計缺陷或者控制不合理之處，導致系統運行時噪音大，振動大。從這點考慮我們首先對系統原理進行簡單介紹，如下圖二、圖三所示，當1#工位頂升時，比例溢流閥526、電磁換向閥527DT9a、電磁換向閥509.1同時得電，圖二中比例溢流閥526和電磁換向閥527DT9a同時得電，控制泵的壓力油進入主油泵控制系統，主油泵建立壓力，圖三中電磁換向閥509.1得電，壓力油P將2#工位的插裝閥510.2鎖死，并通過1#工位的插裝閥510.1進入到1#工位頂升缸，1#工位完成頂升動作。當1#工位下降時，液控單向閥508.1、比例溢流閥526、電磁換向閥527DT9b同時得電，液控單向閥508.1得電將液壓鎖503.2打開，同時圖二中比例溢流閥526和電磁換向閥527DT9b同時得電，控制泵的壓力油進入主油泵控制系統，主油泵失壓后實現馬達的功能，油缸中的液壓油由于重力作用將插裝閥511.1的彈簧頂開順原管路返回油箱。從液壓系統原理看，各種閥的得電配合順序是合理的，但是在實現頂升、停止和下降功能的瞬間，比例溢流閥526所給的電壓值是定值，也就是說控制泵的壓力油會迅速進入液壓泵控制系統來實現液壓泵建立壓力和失去壓力的功能，導致的結果是系統壓力會瞬間建立或瞬間失去，這樣在開啟和阻斷點上系統本身就會產生很大的自振動，再加上外負載較大，外負載的力量傳遞至液壓系統，系統振動會更大。解決方案：對比例溢流閥電壓控制程序進行優化改造，使油缸在頂升和停止的一剎那，速度按照斜坡原理運行，也就是說主油泵建議壓力和失去壓力都是在一定時間內完成的，系統壓力是慢慢建立和慢慢失去的。

圖二（主油泵控制系統原理圖）

圖三（鋼包頂升插裝閥部位原理圖）

3.優化改進后的效果

RH頂升缸在頂升和停止的一瞬間，噪音和振動均明顯減小，改進前后比較，至少都減小了一倍多，在改進后的近一年時間里，再未發生過液壓系統爆管漏油事故；插裝閥的故障漏油頻次明顯降低，在改造后的近一年時間里未發生過一起插裝閥漏油事故；液壓系統的漏油量也得到明顯控制，改進前液壓系統平均月消耗液壓油800L以上，改進后近一年時間，液壓系統僅僅消耗360L液壓油。RH液壓系統優化改進項目在得到維護人員、操作人員及廠領導一致好評的同時又在煉鋼廠QC成果發布上取得了優異的成績。

參考文獻：

[1]黃志堅.液壓設備故障分析與技術改進[M].華中理工大學出版社，1999.

[2]何存興.液壓元件[M].北京：機械工業出版社，1989.

[3]劉忠，楊國平.工程機械液壓傳動原理、故障診斷與排除[M].北京：機械工業出版社，2004.

[4]范存德.液壓技術手冊[M].沈陽：遼寧科學技術出版社，2004.

[5]GB 50231-2009 機械設備安裝工程施工及驗收通用規范.