高爐爐前液壓系統污染分析及控制措施

崔紅偉++邰國軍

摘 要：液壓傳動以其易于實現回轉、直線運動等優點在高爐煉鐵中得到廣泛的應用，但是高爐生產現場作業環境差粉塵多，而液壓系統75%的故障是液壓油污染造成的；本文對爐前液壓系統的污染源及危害進行了分析，并提出了相應的控制措施，提高爐前液壓系統的清潔度為高爐正常生產提供必要保證。

關鍵詞：高爐爐前；液壓系統；污染分析；控制措施

1 引言

液壓系統具有易于實現回轉、直線運動，元件排列布置靈活方便等諸多優點，在鋼鐵冶金行業得到廣泛應用。高爐爐前是出鐵和堵口的作業場所，具有重載、高溫、粉塵多等特點，極易造成液壓油的污染。液壓系統75%-85%的故障是由于液壓油的污染造成的，如何有效的降低液壓系統的污染，保持油液的清潔度是爐前液壓設備正常運轉的重要保障。下面以日照鋼鐵有限公司煉鐵廠爐前液壓系統為例對液壓系統的污染進行分析并制定相應的控制措施。

2 爐前液壓系統的構成及常見污染源

2.1 爐前液壓系統構成及工作環境

高爐爐前液壓系統主要由動力系統、控制元件、執行元件、輔助元件、液壓油等組成。這些部件長期暴露在爐前大量的粉塵氧化鐵皮環境中，并且鑿巖機和泥炮打泥油缸工作時處于鐵水溝正上方溫度高，易導致油液變質。

2.2 污染物的種類及危害

液壓系統中的污染物是指包含在油液中的固體顆粒、水、空氣、化學物質、微生物等雜質。固體顆粒會加速液壓元件的磨損，阻塞縫隙及濾油器使泵、閥的性能下降產生噪音卡死等現象。在各種污染物中，固體顆粒分布最廣危害最大， 是引發系統故障、降低元器件壽命的最主要原因。水的入侵會腐蝕元件表面加速液壓油氧化，并和添加劑起作用產生粘性膠質，堵塞濾芯，低溫環境下游離水結冰會堵塞小孔、油濾器。空氣的混入引起氣蝕破壞元件材料表面，并引起系統振動和噪音，降低油液的體積彈性模量和剛性，使系統響應特性變差。溶劑及表面化學物質容易使金屬腐蝕。微生物的生成使油液變質，降低潤滑性能，加速元件腐蝕。此外爐前液壓系統長期處于高溫條件下，油液易產生化學質變，腐蝕金屬表面，加速密封元件的老化，產生金屬和非金屬顆粒污染。

2.3 油液污染度等級及污染的判定

污染度等級一般采用美國的NAS1638油液污染度等級，該污染度等級以顆粒濃度為基礎，按100mL油液中在給定的5個顆粒尺寸區間的最大允許顆粒數劃分為14個等級，最清潔的為00級，污染最高的為12級。日鋼爐前液壓系統清潔度采用NAS1638，9級。

液壓系統油液在使用過程中品質會逐漸發生改變，如果變化初期不進行適當的處理，油液的品質會急劇變化，引起液壓系統故障，所以對液壓油必須進行定期的檢查與處理。物理性質實驗判定可準確的分析出油液的污染程度，并根據檢測結果決定是否需要更換液壓油。

3 液壓油污染的控制措施

3.1 液壓系統的設計安裝

爐前液壓系統油箱采用開式結構，薄板焊接而成，表面涂耐油材料，油箱中間設兩個隔板將進油管與吸油管分離開，阻擋沉淀物及回油管產生的泡沫。頂部安裝板上裝濾油網和防塵蓋，防止異物落入油箱，防塵蓋側面開小孔與大氣相通。液壓管路前設置擋鐵防止渣、鐵直接損害，在執行部件上加裝防塵罩，防止粉塵、鐵屑及煙氣、水蒸汽侵害，延長設備使用壽命。

液壓管路的布置應減少彎曲管路和接頭數量；管道分段采用鋸割，禁用砂輪切割機，防止砂輪粉末殘留在管道內，焊接將不銹鋼管打好坡口，銼去毛刺并吹干凈，采用氬弧焊，防止焊縫熔渣。

液壓過濾元件的選擇，目前控制液壓油潔凈程度最有效的方法就是采用濾油器，選擇濾油器的性能指標有過濾精度、通流能力、壓力損失等，其中過濾精度是主要指標。

液壓管路的清洗，液壓系統在投入使用前必須進行兩次清洗，第一次清洗應保證把大量的明顯的金屬毛刺與粉末、沙粒灰塵、油漆等清洗干凈，否則不允許進行系統的第一次安裝。爐前第一次清洗時間一般為1-2個晝夜，達到預定清洗時間后根據濾網中雜質的量確定是否結束第一次清洗。第二次清洗是在第一次安裝連成回路后進行的系統內部循環清洗，清洗選用系統用油L-HM46#抗磨液壓油，用量為油箱的60%-70%。清洗將液壓閥件及油缸進出油口隔開，在主油路上接臨時通路組成獨立的清洗回路，清洗合格后再將油缸閥件等液壓元件連接起來做調整試車準備。

3.2 液壓系統的日常維護

爐前開口機、泥炮回轉油缸活塞桿經常裸露在外面，被爐前的灰塵等包圍，活塞在往復運動中不僅受到磨粒的磨損與爐前蒸汽的侵蝕，還有可能從活塞桿與導套間的配合進入油液，污染液壓系統。日常點檢及維護中要做好設備的防塵，保持設備本色，防止產生積灰，爐前液壓站安裝鋼化玻璃提高液壓站的防塵性能。開口機油管更換頻繁，更換過程中極易導致固體顆粒進入液壓系統，拆裝時應將管接頭開口朝上，用堵頭堵住以防止液壓油流失和污染物的侵入，并用清洗劑清洗油口。鑿巖機每隔30分鐘對鐵口開一次，持續使用在5-20分鐘，爐前溫度200-400℃，濕度大，使用頻繁，故障率高，對鑿巖機的維修要求處于無塵環境，裝配前對鑿巖機各零部件進行細致的清洗，有劃傷的部分要進行打磨防止使用過程中磨損密封，污染油液。

3.3 液壓系統的定期清理及油液更換

爐前液壓系統應利用高爐定修、爐前修溝等機會定期對油箱進行清理，清除油箱中的雜質，并每隔一段時間應進行抽樣檢查，分析其污染程度是否在該系統容許范圍之內，如不合要求必須高爐爐前液壓系統污染分析及控制措施

崔紅偉，邰國軍

（日照鋼鐵控股集團有限公司，山東 日照 276806）

摘 要：液壓傳動以其易于實現回轉、直線運動等優點在高爐煉鐵中得到廣泛的應用，但是高爐生產現場作業環境差粉塵多，而液壓系統75%的故障是液壓油污染造成的；本文對爐前液壓系統的污染源及危害進行了分析，并提出了相應的控制措施，提高爐前液壓系統的清潔度為高爐正常生產提供必要保證。

關鍵詞：高爐爐前；液壓系統；污染分析；控制措施立即更換，不應在油液臟到使系統工作出現故障時才更換。在更換新油前，整個系統必須先清洗一次并更換濾芯，嚴禁混入不同牌號的液壓油。

4 結語

爐前液壓系統惡劣的環境是設備維護保養的難點，我們要從系統設計安裝開始考慮盡量減少污染物的入侵，使用中對液壓系統做精心的防護、保養，定期檢測油樣、清洗液壓油箱，以延長系統運行周期，減少設備故障，保證爐前生產穩定運行。

參考文獻：

[1]李越.液壓系統故障診斷的基本方法與步驟[J].中國設備工程，2001（11）.

[2]劉永健，胡培金.液壓故障診斷分析[J].北京：人民交通出版社，1998（05）.

作者簡介：崔紅偉（1987-），男，山東日照人，本科，助理工程師，研究方向：液壓設備管理及維護。endprint