馬鋼1#高爐爐頂液壓系統優化改造

陳俊 楊培俊

摘 要：高爐爐頂的生產已經進入相對成熟的高強度鋼鐵冶煉階段，因此高爐煉鐵的生產就要滿足高產、順產的要求，然而設備生產作業的穩定和高效性是完成這項目標的關鍵因素，液壓控制系統作為煉鐵系統設備的技術核心，更應該注重此項技術的完善。

關鍵詞：高爐爐頂；液壓系統；優化改造

在鋼鐵的冶煉產業中所采用的液壓控制系統由放料閥、上密封閥、料流調節閥閥、下密封閥、布料器、均壓散放閥和均壓閥等系列的閥門進行組合，各個閥門的配合使用來完成高爐裝料的生產。在高節奏的生產中，高爐的生產利用系數被提高，因此液壓系統在工作過程中經常出現液壓系統的故障，嚴重影響高爐生產的穩定性。

1.爐頂液壓系統在實際應用中存在缺陷

1.1上、下密封閥的封圈使用壽命較短。

上、下密封閥門作為爐內和爐頂設備及外界大氣之間隔離氣體的兩道密封閥，上、下密封閥門由液壓系統來驅動，用硅橡膠密封圈來進行煤氣的密封。此設備在生產使用中較常出現的故障表現在硅橡膠密封圈的實際使用壽命較短，一般在三個月內就出現使用疲勞的裂紋，裂紋的出現就會致使設備無法進行有效的作業，高爐只有在對其進行檢修和更換后才可繼續作業。另外上、下密封閥在閥板關閉以后，為了使得密封圈能夠緊密關閉，液壓缸設計行程要比實際行程大一些，這樣上下密封閥關閉以后，油缸行程沒有完全走完，有繼續伸出的趨勢，這股力量很大，常常使得連接油缸的連桿或者與之有運動關系的軸上的鍵槽等損壞。

料流調節閥和布料器的液壓回路使用比例閥控制，故障的發生率較高 料流調節閥用閥門的開度來實現冶煉原燃料裝入爐內時的速度控制。料流調節閥在正常工作時，采用比例控制閥控制，其液壓回路組成分為主控制閥組和備用閥組。液壓比例閥在設計上比較復雜，對油液的清潔度要求比較高，而現場實際往往很難保證油液的清潔度，因此液壓比例閥經常容易出現故障[3]，考慮到高爐生產的連續性，我們設計了一組常規閥作為備用，但是在常規閥和比例閥兩組閥之間，最初沒有設計檢修球閥，當比例閥出現問題時，必須關閉液壓主油路才能檢修，主油路關閉的時候，備用閥組也無法使用，因而無法保證連續生產。布料器的控制油路和料流調節閥一樣，也存在同樣的問題。

1.2爐頂閥門普遍開啟速度緩慢。

爐頂放散閥、均壓閥等閥門都是由油缸來控制動作的，液壓系統設計時，理論計算出的閥門均為DN10通徑閥門，但是在現場實際使用時發現，油缸速度比較慢，尤其是北方寒冷季節，油液變得粘稠，速度尤其緩慢，理論設計流量是足夠的，經過一番檢查，發現主管路通徑選擇小了。

2.爐頂目前有以下幾個問題

①號爐頂液壓的設備，油缸的運行速度 ，按現狀來看普遍較快。目前調速的方式，基本上都采用回油節流，來控制油缸的速度。閥的通徑越大，過油量越大，要想達到理想的速度，油路瞬時背壓會很高，有的會達到40MPa以上，超過閥和軟管規定的壓力等級！曾經1號爐頂一均油管，因背壓高，造成軟管爆管；2號爐頂主排換向閥，因背壓高，端蓋螺栓崩斷過一次；二均油缸支架，因速度過快，多次被震開裂，閥板經常損壞，后來疊加了一個進油節流閥，才有效的控制了速度，

②關鍵設備的閥門，如上下密各個閥門，一旦閥出現故障，短則壓料處理，長則要休風才能處理好。1號爐上料閘，出現過幾次液壓閥的故障，由于處理時間過長，都造成了高爐休風。

③爐頂配有兩組蓄能器，是所有閥臺共用的，經測試，液壓站停機5分鐘后，大放散閥門開啟不了，爐內壓力不能及時泄掉，設備安全得不到保障。

3.改造效果

減少油缸供油量，降低液壓閥通徑。關鍵設備增加備用閥組，可快速投入使用，可在線檢修。更改蓄能器使用方式，一組供常規閥臺使用（除大放散閥臺），兩組供大放散閥臺使用。具體方案就是：

在線液壓換向閥，除大放散和下料閘之外，閥的通徑下降一個等級，相當于在原有的進油回路上，都進行了一定的節流減速，后面再進行調速時，基本上能達到理想的要求，設備運行平穩，降低了撞擊程度，提高了閥門的使用壽命。

關鍵設備增加備用閥組，一旦工作的閥組出現故障，可以通過切換球閥，將備用閥臺投入使用。并及時將故障閥處理好。

更改蓄能器使用方式，通過重新配管和加裝單向閥，實現一組供常規閥臺使用（除大放散閥臺），兩組供大放散閥臺使用。確保一個蓄能器給大放散供油。

4.結語

以上的種種問題，在本次改造中都將問題考慮了進去，并進行了相關優化，基本上解決了1號爐發現的種種問題，特別是大放散，在液壓站停機5分鐘后，還能開啟2個大放散。改造后首先設備運行平穩，降低了閥門更換頻率，每年至少年節約2套均排壓閥門，另外液壓閥通徑降低，價格也下降一半，還可以和4號爐通用，原先的備件可以用在2號和3號爐頂。備用閥組的增加，便于檢修，提高閥臺的使用率，不會再出現因閥的原因造成高爐休風。改造后的蓄能器，可確保打開1個大放散，保護一系列設備的安全，降低人員的工作量。

參考文獻：

[1]化玉榮，汪春蕾.高爐爐頂液壓控制系統適應性改造探討[J].中小企業管理與科技，2016，27（3）：223.

[2]陳向東.八鋼2500耐高爐爐頂液壓站存在問題及改進措施[J].黑龍江冶金，2015，32（4）：25-26.

[3]江婭.高爐爐頂液壓系統分析與故障分析[J].液壓氣動與密封，2016，15（2）：70-71.

[4]廉波.高爐爐頂液壓控制系統改進與應用[J].中國新技術新產品，2015，27（5）：118.