高爐液壓系統技術創新及簡易維修閥的設計與應用

（河北宣化鋼盛建筑安裝有限責任公司，河北 宣化，075100）

高爐液壓系統技術創新及簡易維修閥的設計與應用

馬躍強

（河北宣化鋼盛建筑安裝有限責任公司，河北 宣化，075100）

宣鋼煉鐵廠現有兩座2500m3和一座2000m3高爐，為了實現設備的高度集中控制，所以整個高爐的主要部件都采用液壓或氣動的傳動方式去實現高爐的自動控制。液壓系統具有單位功率的質量輕、布局靈活方便、調速范圍大、工作平穩快速、可實現自動化與機電液一體化等優點。缺點是傳動比不準確、傳動效率偏低、閥件加工精度高，檢查和排除液壓故障非常困難。河鋼宣鋼三座高爐均暴露出設計不合理、性能不穩定等弊端。為提高幾座高爐的生產率，實施高爐液壓系統及設備的技術創新和新型閥件的再設計應用很必要。

高爐；液壓系統；壓力；流量；維修閥

1 概述

為保證高爐各部設備的穩定運行，維修人員積極配合煉鐵廠機動系統，對高爐主體設備的液壓系統進行跟蹤，不斷探索，試用更加適合高爐生產的液壓傳動方式，通過一系列技術創新和改造項目的陸續完成，使煉鐵廠高爐液壓系統設備在惡劣環境中保證了穩定運行，滿足高爐各項精度要求。主要進行了罐口機液壓設備的技術改進、簡易維修閥的設計、制作與安裝、高爐本體液壓設備等的改造和創新。

2 不足與缺陷

第一，現在的高爐設計都將液壓站安放到爐基的空地，由于距離操作現場較遠，操作工對液壓站的點檢稍有疏忽就可能造成故障。如高爐液壓站的輸油管老化破裂造成油泵在缺油的情況下長時間空轉而損壞，進而導致爐前設備的癱瘓。第二，高爐泥炮回轉系統經常發生故障，使用效果不佳，從而造成液炮發生擠泥、翻泥的弊端。第三，由于高爐爐前主油泵的排量小，使得液炮的速度不能滿足使用要求，經常發生擠泥，造成高爐淺鐵口，給高爐的生產帶來隱患。第四，某高爐開口機液壓系統的主油泵設計為兩臺泵，且都在線運行，沒有備用油泵，一旦一臺泵發生故障，將嚴重影響高爐的有序生產，或給高爐帶來隱患。第五，針對各高爐液壓系統檢修過程中當一組閥中的某一個閥件發生故障，必須關閉主油路的情況，設計制作一種簡易維修閥。

3 改造方法與措施

（1）針對高爐爐前液壓站距離操作現場較遠，易造成液壓站溢油致使設備癱瘓的弊端，采取了利用熱電偶，將油液的熱能轉化為聲光信號的方法，在三個液壓操作間分別安裝聲光報警裝置的措施，同時在液壓操作間內的三個油箱上安裝熱電偶及儀表，然后，將溫度、液位參數設定到一個數值，當溫度、液位超出設定數值時，聲光報警儀就會發出聲光報警信號，以提醒值班人員及時去處理故障。通過改造，徹底杜絕了三個液壓站內因為油箱的缺油而導致的油泵缺損壞現象的發生。

（2）對泥炮回轉系統保壓效果差、造成液炮發生擠泥、翻泥的弊端，通過調查發現，造成上述不足的原因為泥炮液壓系統的部分閥件內泄。后通過重新設計液炮的系統液壓結構，去掉一些非關鍵閥件，既減少泄漏點，又對系統保壓、故障判斷都起到了很好的作用。更大的益處就是使系統保壓效果極佳，擠泥、翻泥的次數減少，穩定了鐵口，為高爐的穩產創造了條件。

（3）針對泥炮回轉速度慢，造成液炮堵口時出現漏泥的不足，通過分析是由于回轉油缸的管路直徑小造成的流量不足所致。需要對操作閥臺、液壓閥、液壓油管加粗通徑以增加流量，使泥炮回轉速度提高得以滿足高爐的生產模式。

（4）針對于開口機液壓系統沒有備用油泵的缺陷，通過利用液炮主油泵，同時并接油泵的方式，以滿足生產需要。

（5）針對各高爐液壓系統的檢修，當一組閥中的某一個閥件發生故障時必須關閉主油路的情況，設計制作一種簡易維修閥。當油路故障時，由維修人員及時去處理該系統的液壓故障，而同時集成塊上的其它液壓系統可以正常生產。

簡易維修閥的設計原理。按照閥體必須控制油液流向和關閉油路的理念進行研究，綜合現場情況，將常見的單向閥和截止閥進行科學組合即可實現新設計的簡易維修閥件圖1。

該簡易維修閥主要包括單向閥、維修閥塊體、過渡塊體和截止閥等。其中，截止閥和單向閥均標準備件。閥塊體2為一長方體結構，其面積稍大于換向閥的底面積。塊體底主進油口與右側截止閥的主進油口溝通，截止閥的出口與塊體的上表面的P口連通。塊體上主回油口與塊體左側單向閥進油口連通，單向閥出油口與塊體底回油口連通。所有控制油口均與換向閥的控制油口相對應。

圖1 簡易維修閥

簡易液壓維修閥過渡塊體為：既和維修閥塊體連接又和換向閥連接塊體。過渡塊體上的油路通道必須和換向閥的油路通道一一對應（圖2）。

圖2

工作原理。主壓力油進入閥塊體底部的進油孔，然后進入截止閥的進油孔道，接著流向截止閥的出油孔道、進入維修閥塊體、進入到過渡塊的壓力油孔道、進入到電磁換向閥的進油孔道，最后壓力油體現在操作系統。

（6）高爐爐頂DN800放散閥液壓系統的改造。原高爐爐頂DN800放散液壓系統安裝有兩個單向節流閥、一個兩位電磁換向閥。該系統所控制的油缸為：打開是通過液壓系統控制，而關閉通過配重的重力來將放散閥關閉。通過一段時間的使用后，發現該套液壓系統經常發生自動控制系統打不開放散閥的現象，需要通過機旁操作的方式才能打開，給檢修工作帶來諸多不利，找到故障點后，就可以借著高爐定修的機會將其進行改造。改造前后的液壓原理如圖3所示。

圖3 改造前后原理圖

4 改造效果

通過優化和改造，杜絕了溢油現象；防止了內泄，系統保壓得到滿足；提高了液炮回轉速度。液炮回轉速度由原來的13.9s提高到10.4s，滿足了高爐的使用，徹底解決了長時間存在的因設備原因造成的影響鐵口深度現象的發生。通過給開口機主油路并連安裝小流量液壓油泵，使得開口機也有了備用泵的，達到了設備穩定生產的目的。液壓舊系統現在多數閥間間距小于標準維修閥的寬度，假使閥間距滿足條件，安裝標準的維修閥需要重新制作集成塊或在舊的集成塊上重新鉆孔、套扣等工作，工作時間長，受生產組織時間的約束無法實現。經多次技術研討、實驗研制出這種簡易維修閥，解決了液壓舊系同故障處理設備停機時間長、制作成本高的難題。另外，爐頂放散閥液壓系統改造，使放散閥的開啟平穩、無卡阻。

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