連鑄機設備液壓系統泄漏成因及防范

摘要：隨著鋼鐵鑄造企業的發展以及生產技術的不斷改進，生產設備需要進行配套更新，而對生產設備進行有效的管理和維護是企業正常生產的重要保證。連鑄設備在鋼鐵生產中應用廣泛，連鑄機液壓系統的有效運行直接影響到正常生產，因此一定要重視連鑄機設備液壓系統泄漏問題，對連鑄機設備液壓系統泄漏成因及防范措施進行探討。

關鍵詞：連鑄機設備；液壓系統；系統泄漏；鋼鐵鑄造企業；生產設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TG233 文章編號：1009-2374（2017）08-0090-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.043

隨著科學技術的不斷發展，產品更新速度非?？臁Ｔ阡撹F生產的眾多階段中，連鑄是其中較為關鍵的階段，也是半成品加工的主要過程。近年來，隨著連鑄設備的不斷更新與改進，連鑄機設備的自動化方面得到明顯增強，精確度也得到了顯著的提升。由于連鑄設備的液壓系統故障較多，其中液壓油的泄漏是最為常見也是解決最為棘手的一個故障。液壓油的泄漏問題若未得到及時處理，一方面會對液壓設備的正常運行造成一定的影響；另一方面也會對周圍的環境造成嚴重的污染，對居民的正常生活帶來不良影響。所以，做好連鑄設備液壓系統泄漏防治工作則顯得尤為重要。

1 液壓系統的組成及原理

一般而言，連鑄機液壓系統主要由三部分組成：一是泵站。泵站的作用是對系統進行供油，泵站有軸向柱塞泵兩臺，一臺進行正常工作，另一臺則留作備用。軸向柱塞泵的工作壓力為20MPa。若系統壓力小于17MPa時，說明一臺軸向柱塞泵不能滿足實際所需，備用柱塞泵則自動啟動，以確保生產環節的順利實施；二是控制閥臺。共有兩套控制閥臺，這兩套控制閥臺可分別控制兩個水口油缸；三是油缸。油缸一共有三個開關，即正常開關、慢開關以及事故關閉開關，結合現場系統運行系統，油缸的三個開關可進行自動轉換。連鑄機液壓系統在正常運行過程中，可采取點動開關方式對水口開度進行適當調整，這樣可避免人為操作失誤帶來不可估量的損失。此外，液壓系統通過單向節流閥對設備運行速率進行有效調節。若出現停電現象時，系統會處于自動保護狀態，自動關閉滑動水口，避免泄漏現象的發生。連鑄機液壓系統如圖1所示。

2 連鑄機設備液壓系統密封及泄露量分析

連鑄機設備液壓系統的密封與泄漏是相互關聯的?，F針對密封機理與泄漏量的影響因素進行分析，以供相關人員在研究時提供一定的借鑒。密封的機理表現為如下兩個層面：一是間隙兩端壓差所造成的推力F大于液層間的內摩擦力f；二是平面間隙與柱狀環形間隙的泄漏量與間隙大小的三次方成正比例關系，而與壓力差以及間隙長度成反比。若使用0型密封圈時，則得出的泄漏量計算公式如下：

式中：Q表示的含義是泄漏量；D代表孔徑大??；V表示運動速度。從公式中可明顯的看出密封圈的泄漏量Q與密封圈硬度有關的函數成反比關系，而與運動速度以及孔徑成正比例關系。當系統處于相對運行狀態時，密封圈接觸部位會形成一定的凹形小區，這時原油會從系統內流入到小區內變成高壓區，將密封圈有效推開，引發泄漏現象的發生。由此可知，不管從動態層面來看或者是穩態層面進行分析，泄漏量的相關函數都是極其復雜的。若系統在低溫環境下運行時，可知泄漏量與運動速度V的1.5次方成正比關系。由于我國技術水平有限，在該方面的研究還處于初級階段，對于一些深層次的理論還需通過實驗進行深入探究與分析，準確掌握引發泄漏現象的原因，并尋求行之有效的方式加以防治，提高系統運行的安全性。

3 連鑄機設備液壓系統泄露的成因

3.1 連鑄機控制閥不動作而引起泄漏問題

眾所周知，連鑄液壓系統在長期高溫高壓環境下，原件表面在相互作用過程中會發生不同程度的磨損現象，致使密封圈老化脫落，再加之空氣中粉塵含量較多，加劇了液壓油的污染現象，最終造成液壓系統發生泄漏。

3.2 連鑄機液壓系統溫升發熱而引起泄漏

連鑄設備的液壓系統在運行過程中，系統自身會產生一定的熱量，再加之受熱坯輻射的影響，使得系統迅速升溫，若溫度超過許可范圍時，油液黏度降低，高溫的沖擊使得壓力增加，原件之間的間隙以及密封圈受熱膨脹會加大，則會引發系統泄漏現象的發生。如果油液溫度一直處于15℃以下或者低溫環境時，會影響密封圈的密封效果，因此為了最大限度防止此種現象的發生，應采取行之有效的措施加以預防。此外，若油溫高于60℃時，油液的黏度也會逐漸降低，使得油液失去原有的效果，引發變質現象。油溫的不斷上升不僅會加劇間隙，造成泄漏現象發生，而且也會增加原件的磨損程度，縮短原件的使用壽命。

3.3 連鑄機液壓系統沖擊和振動而引起泄漏

一般而言，連鑄機液壓系統工作速率較快，相對應的其傳遞功率也較大，在高速運行狀態下，系統也會受到強烈的沖擊力與劇烈的振動現象，造成配件松動、焊接裂縫加大等問題層出不窮，縮短了系統的使用年限，影響設備的正常運行。當前，通過分析可知造成液壓沖擊泄漏的原因主要表現為如下三種：一是密封圈失去原有效果而引發的泄漏問題；二是原件在強烈的沖擊摩擦下，受到一定的損傷，致使強度降低而引發的不良現象；三是接頭與法蘭連接不牢固所造成的泄漏現象。液壓沖擊經常出現在變速、變壓等情況下，液壓沖擊會使得設備處于超負荷運作狀態，造成內部原件磨損加劇，長此下去造成原油泄漏，使系統無法正常工作。

4 連鑄機設備液壓系統泄露的防范對策

4.1 避免因控制閥不動作而導致泄漏

針對控制閥不動作而造成的泄漏問題，采取的主要防范對策如下：一是如果是減壓閥發生泄油事故，則可重新更換新的閥芯。若閥芯堵塞，工作人員可將其拆卸并對內部進行徹底清理，確保內部無雜物存在；二是若控制閥轉換方向失靈，可在確保無滲油的情況下，增加外力回復，如果仍處于不動作狀態，則可更換控制閥；三是對流量閥設定位置與運行速率進行觀察，如若出現故障應及時進行修理。為了避免觸電等現象的發生，可先將電動控制操作更改為手動操作，然后將泵先導溢流閥的二位四通換向閥進行轉化，確保系統壓力處于可控范圍內，最后關閉缸球閥門，將手控換向閥前進回油球閥打開并迅速轉換到手動控制操作，以保證生產流程的順利實施。

4.2 減少因液壓系統發熱引起的泄漏

連鑄機設備液壓系統在運行中，如果液壓油溫度超過允許值，會造成油液黏度迅速降低，引起油液變質現象的發生。系統長期處于高溫運行狀態下，使得系統出現內部壓力增加、密封圈受熱膨脹等問題，造成液壓系統出現泄漏現象。因此為了最大限地避免因液壓系統發熱所引起的泄漏問題的發生，可從液壓系統設計層面進行改進：一是要采取有效的方式盡可能降低熱源；二是要做好液壓系統的散熱工作，確保室內通風狀況良好；三是還要防止其他氣體混入到系統油液中，造成油液污染現象的發生；四是應限制閥內油液流速，所選擇的泵與閥的額定流量應與缸速完全匹配，這樣才能降低流失現象，保證系統的安全、穩定運行。

4.3 通過維護液壓系統來減少沖擊和振動

連鑄機設備液壓系統在運行過程中，若發生劇烈的振動或者沖擊現象，會影響設備的正常運行，而且也會使管路內流動的液體換向過快，造成設備內部壓力急劇增大，引發接件、法蘭等原件發生松動現象，導致液體出現不同程度的泄漏。針對此種情況，采取如下措施加以防范：一是使用減震支架對管子進行必要的加固處理，盡可能降低系統振動對管子所帶來的不良影響；二是選擇一些減振元件比如帶阻尼的換向閥等，降低系統沖擊時對設備造成的傷害；三是減少管接頭的使用。一般而言，可選擇金屬軟管或者焊接鏈接的方式來降低管內壓力，提高設備的運行效率。

5 結語

總而言之，連鑄機液壓系統在運行過程中，若發生泄漏現象則一方面會對周圍的環境造成嚴重的影響；另一方面也會對設備的安全運行造成一定的威脅。因此，采取有效的方式對液壓系統泄漏問題進行處理則顯得尤為重要。但考慮到液壓系統構造復雜，引發泄漏現象的因素也是多種多樣，因此相關企業應強化液壓系統的日常維修與保養工作，盡可能降低泄漏現象的發生，提高設備的運行效率。

參考文獻

[1] 范牧，方濤，苗凱.連鑄機結晶器液壓系統一例典型

故障分析及處理[J].液壓氣動與密封，2015，（8）.

[2] 范牧，方紹明，葉頌.連鑄機大包加蓋液壓系統故障

分析及優化設計[J].液壓氣動與密封，2015，（3）.

[3] 方濤，何洪.連鑄機大包滑動水口液壓系統故障分析

與處理[J].武鋼技術，2015，53（3）.

作者簡介：高紫文（1981-），男，山東章丘人，山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司機械動力部工程師，研究方向：冶金設備管理。

（責任編輯：王 波）