爐前液壓控制系統優化改進

羅南金

（福建三鋼閩光股份有限公司煉鐵廠 365000）

1 概述

隨著電動泥炮和氣動開口機逐步被液壓泥炮和液壓開口機取代，煉鐵廠5#高爐爐前目前采用YYZ3020T 液壓開口機和FT3080 液壓泥炮設備，兩種設備共用一套液壓控制系統（詳見圖1）進行控制，通過手動換向閥既可以完成泥炮的打泥和回轉動作，也可完成開口機的振打、旋轉、進給及回轉動作。

2 改造前爐前液壓控制系統存在問題

圖1 為改造前爐前液壓控制系統原理圖，該系統由三臺（兩用一備）斜軸式手動變量柱塞泵供油，通過溢流插裝閥調節系統壓力，經方向插裝閥流至開口機泥炮切換閥。通過開口機泥炮切換閥將壓力油液送至泥炮閥臺或開口機閥臺，完成泥炮和開口機各項動作。改造前開口機、泥炮及液壓動力站使用過程中存在以下問題：

開口機液壓控制系統存在的問題：因開口機液壓系統中開口機的振打、小車后退及開口機后退壓力無法根據現場實際使用情況單獨可調，時常造成①開口機開完鐵口后無法及時退出，導致開口機前掛板燒損嚴重；②小車后退時，對開口機機架上的后緩沖裝置沖擊較大，時常造成開口機后緩沖裝置被撞壞等問題。

泥炮液壓控制系統存在的問題：①泥缸填裝炮泥過程、鐵口校對修復過程及堵鐵口作業時需兩人或兩人以上協同配合完成操作，存在操作不便及安全隱患等問題；②泥炮安全閥設置于打泥回路之后，當打泥壓力過高（超安全閥壓力）時，安全閥無法起到卸荷保護作用，易引起油管或閥門爆裂等安全隱患。

液壓動力站存在的問題：當開口機泥炮切換閥處在“開口機工作位”時，如啟動油泵會造成主油泵帶載啟泵，大大縮短了主油泵使用壽命。

3 爐前液壓控制系統優化改造

本次爐前液壓控制系統改造根據爐前泥炮自動控制要求，對泥炮打泥和轉炮的換向閥進行重新選型和控制回路進行改進；另對動力站溢流插裝閥、開口機液壓控制閥臺等進行優化改進，具體改造內容如下：

3.1 泥炮打泥和轉炮的換向閥改型實現遙控功能

原泥炮轉炮的手動換向閥（型號DMG-06-3C60-50）的中位機能為M 型，泥炮堵口保壓效果差。將原泥炮操作閥臺液壓控制系統的手動換向閥更換成電液動手動換向閥（原理圖見圖2），實現遙控和手動操作（備用）泥炮。該電液動手動換向閥的選型具體如下：①保持原泵站不變，即提供油液的壓力與流量不變，選取與原DMG-06 系列手動換向閥壓降特性曲線相同的換向閥，且其閥體上部預留有先導控制油路，可供加裝電磁換向閥完善先導控制油路，完成電液控和手動操作換向，經查閱資料進行選型對比，選擇H-4WMM25 系列手動換向閥滿足選型要求；②所選H-4WMM25 系列手動換向閥控制和泄漏方式為內控外排式，先導控制油路的壓力控制油由P 口提供，即手動換向閥處中位狀態時P 口有壓力；③為保證泥炮堵口時的保壓效果，泥炮液壓系統的進炮油路上設置了液控單向閥，要求手動換向閥處中位狀態時AB 口與T 口相連，達到卸荷作用。

綜上所述，選取由電磁換向閥（型號：4WE6J61B/CG24N9Z5L）和手動換向閥（型號：H-4WMM25J50B）組合而成的電液動手動換向閥替代原手動換向閥（型號：DMG-06-3C60-50），既可以完成手動操作，也可完成電液控操作；同時改善了泥炮堵口時的保壓效果。

3.2 爐前液壓控制系統回路改進

3.2.1 爐前泥炮閥臺控制油路改進

3.2.1.1 改造前（見圖1）泥炮的打泥與轉炮手動換向閥的中位機能均為M 型，打泥與轉炮之間采用串聯型式回路。改造后（見圖2）泥炮的打泥與轉炮手動換向閥選擇中位機能均為Y 型，打泥與轉炮動作只能采用并聯型式回路，保證打泥與轉炮的正常動作。

3.2.1.2 因泥炮堵口時需保壓堵住鐵口約20 分鐘（即要求在此期間打泥和轉炮液壓控制回路能保住壓力），因改造后的手動換向閥中位機能為Y 型，原打泥動作的液壓控制回路無法滿足保壓要求，需在打泥液壓控制回路上增設液控單向閥；根據液控單向閥的壓力流量曲線，通徑30 的液控單向閥滿足爐前液壓控制系統最大流量要求，選取型號為SV30PA1-30B 的液控單向閥。中位機能為Y 型的手動換向閥搭配液控單向閥組合而成的保壓回路，較中位機能為M 型的手動換向閥保壓效果更好。

3.2.1.3 為防止泥炮長時間進行遙控操作（即爐前液壓系統長時間溢流）而造成油溫過高，將原泥炮液壓系統的安全閥（即先導式溢流閥，型號：DB30-2-50B/315）改成先導式電磁溢流閥（型號：DBW32A-3-50B/315Y/6BG24N），選用先導式電磁溢流閥后，有效地解決因長時間操作液壓泥炮導致油溫過高的問題。將該安全閥移位至泥炮液壓控制系統的主油路上（見圖2），使打泥和轉炮動作時，安全閥均能起到卸荷保護作用。

3.2.2 爐前開口機閥臺控制油路改進

為實現開口機振打、進給及回轉壓力均可單獨根據使用情況進行調節，在開口機振打、進給及回轉液壓控制油路上分別增設了疊加式減壓閥，詳見圖2。

3.2.3 爐前動力站液壓控制系統改進

為防止主油泵帶載啟泵，將主油泵出口處的溢流插裝閥（見圖1）改成先導式電磁溢流插裝閥（見圖2）。即啟泵時，先導式電磁溢流插裝閥得電卸荷，主油泵空載啟動，3S 后，先導式電磁溢流插裝閥失電，系統升壓。

3.3 改造后爐前液壓控制系統要點

結合以上改進措施，改造后的爐前液壓控制系統原理見圖2，啟泵時先導式電磁溢流插裝閥得電卸荷，主油泵空載啟動，3S 后，先導式電磁溢流插裝閥失電，系統升壓至系統壓力后，通過開口機泥炮切換閥控制開口機或泥炮進行動作。

開口機泥炮切換閥切換至泥炮工作位，機旁控制面板上的“遙控/手動”按鈕切換至遙控工作位，泥炮安全閥（先導式電磁溢流閥）得電卸荷；使用遙控器遠程遙控電磁換向閥對泥炮進行進炮、打泥、退炮或退泥操作時，安全閥失電系統升壓，設備動作。機旁控制面板上的“遙控/手動”按鈕切換至手動工作位時（如遇到遙控器損壞、電磁線圈燒損或電氣系統等電氣故障），泥炮安全閥失電系統升壓，通過閥臺上的手動換向閥可進行手動操作，以保證設備正常運行。

當開口機泥炮切換閥切換至開口機工作位，開口機控制系統的溢流閥將系統壓力降至開口機系統所需壓力（新開口機液壓控制系統調壓至15MPa），調節開口

機振打、進給、回轉壓力，并通過開口機各動作的手動換向閥完成開口機所需各項動作。

4 結束語

5#高爐爐前液壓控制系統經過本次優化改進，并配套電氣自動控制系統投入使用后，操作人員既可在現場攜帶遠程遙控器對爐前泥炮進行操作控制，有效的減少爐前操作人員的工作量，提高工作效率，也可通過泥炮液壓閥臺上的手動換向閥進行手動操作。同時對開口機及動力站的液壓控制系統進行了部分優化改進，提高主油泵及開口機設備的使用壽命。