高爐泥炮液壓系統故障及優化措施分析

胡春暉

（寶武集團廣東韶關鋼鐵有限公司，廣東 韶關 512123）

在高爐的爐前有兩件最為重要的設備，其中之一便是泥炮。當高爐進行出鐵流程時，它則要在出鐵結束后將高爐的出鐵口堵住。因此，泥炮能否正常進行運作，會對高爐的正常工作直接產生較大影響。與傳統不同的是，新型高爐泥炮全部采用液壓泥炮，另外不同高爐設備應用的液壓泥炮的型號也有所差異，但此設備的工作原理是相同的。高爐泥炮包括三個重要組成部分即：壓緊結構、打泥結構和回轉結構。若設備發生故障，高爐內部會出現休風、慢風狀況，對高爐設備持續作業造成影響，一些設備故障會引起生產事故。由于液壓泥炮出現故障的原因較多，因此本文將對泥炮液壓系統中所出現的故障盡心分析，并通過這些問題提出相應解決對策。

1 分析泥炮液壓系統的工作循環方式

典型的泥炮液壓系統工作循環方式是：回轉缸快速前行頂住出鐵口→保壓延時→打泥缸前進→保壓延時→打泥缸退回→回轉缸退回，完成一次工作循環。詳見圖1。

圖1 典型泥炮液壓系統

1.1 回轉缸運作方式

迅速進入泥炮，將液壓泵進行啟動，使用5YA進行通電吸合，向蓄能器15充壓；使用2YA進行通電吸合，換向閥1切換至右側，壓力油通過單向節流閥5到平衡閥2左側，進入回轉缸7無桿腔，使回轉缸向前運動；回轉缸7有桿腔壓力達到順序閥3調定壓力時，進行差動連接，使回轉缸快速進炮。保壓出現延遲：高爐回轉缸運行到出鐵口，未出現無桿腔壓力升高情況下，將換向閥進行調節，油箱會充滿液壓油；將2YA設置為斷電狀態，將換向閥歸位；將5YA設置為斷電狀態，蓄能器連接到回轉缸7，泥炮液壓系統完成保壓。

1.2 打泥缸運作方式

打泥缸運行過程中，通過回轉油缸進行保壓，4YA進行吸合，換向閥8移動到最右位，壓力油通過節流閥9、液控單向閥11最后流入無桿腔，打泥缸進行運作，單向節流閥10可用于控制打泥缸的運行速度。打泥缸退回，保壓完畢，3YA得電，換向閥回歸到左側位置，壓力油流向單向節流閥10進入打泥缸有桿腔，完成整個退回過程。

1.3 電磁鐵動作順序表

表1 打泥缸在不同狀態下的運行順序

2 分析液壓泥炮系統出現的常見故障

2.1 液壓泥炮系統的常見故障

在高爐泥炮的液壓系統進行工作時，會出現一些常見類型的故障問題，比如：①無法建立系統壓力，該故障表現為在進行保壓工況時，泥炮液壓系統的下降壓力達不到保壓工況的標準；②設計要求與實際泥炮液壓系統運動的速度不相符，該故障表現在回缸快速運行環節，系統的運行速度達不到設計上的要求，導致不能完全退回；③在泥炮液壓系統進行運作時，有震動及沖擊的現象伴隨。

2.2 常見故障發生的原因

（1）泥炮液壓系統的設計存在缺陷問題。由于高爐的泥炮液壓系統實際上是高壓系統的一部分，因此對其進行設計時對回轉缸的運轉速度及平穩性的控制是使用進油節流調速及順序閥3、平衡閥2，但并沒有將對控制回油系統及泥炮自身重量的作用沒有納入考慮范圍；當節流閥的流量被調節到過大范圍時，會導致回轉缸的運行速度過快；但節流閥的流量被調節到過小范圍時，會使其在慣性和自重的共同作用下發生下滑現象，當回轉缸的運行速度不能被節流閥的流量所滿足時，會出現爬行的現象。當高爐的保壓工作完成時，液壓油進入有桿腔要先經過換向閥1的左側，無桿腔的高壓油經過平衡閥2的右側位置回流到油箱，設備研發階段未將高壓油的能量輸出考慮進去，導致高壓油直接回油箱，能量一起釋放對泥炮液壓系統造成不良沖擊。

（2）系統原件的失效和泄漏。回轉缸在采取保壓過程是使用蓄能器15，一旦換向閥存在泄漏問題，保壓時間會受到影響，保壓時間大大縮短；回轉缸是使用差動連接回路的高速運轉推動設備運行，若單向順序閥4無法復位，有桿腔液壓油經過閥4回到油箱，系統的差動連接會失敗，回轉缸前進緩慢，打泥缸的保壓是使用液控單向閥，若安全閥13不能正常工作或發生泄漏，保壓過程無法進行。

3 系統故障的應對策略

對上述液壓系統中出現的故障進行分析，可以實施以下對策進行故障的應對及系統的改進：①將原有的回轉缸進油節流調速改進為回油節流調速，進行這一改進之后可以將爬行現象出現的情況進行避免，讓系統平穩的運行；②使用限壓式變量泵進行保壓操作，降低系統的功率損失，讓其能夠將輸出流量隨這泄漏量的變化而自動調整，提升工作效率；③可以在閥4、3之間加設一個兩位三通電磁換向閥；④由于系統的泄露是不可避免的，因此密封件要使用密封性好且耐高溫的；元件要選用經濟實用的。

圖2 改造后的液壓系統

4 總結

綜上所述，本文對高爐泥炮液壓系統中出現的相關問題進行分析并簡述，通過這些故障問題擬提出了相關的應對策略及實施方法。在對高爐泥炮液壓系統實施以上改進對策后，液壓系統的運行平穩，回轉缸與打泥崗保壓穩定，能夠滿足企業的工況要求。