高爐液壓泥炮漏泥問題分析及處理措施

丁立軒

（首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司煉鐵作業部，河北唐山 063200）

0 引言

液壓泥炮是煉鐵高爐爐前負責堵鐵口的重要設備，液壓泥炮由打泥機構、旋轉機構、液壓控制系統、自動化控制系統、恒溫柜設備、操作系統等組成，在大型高爐中應用廣泛。首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司煉鐵作業部曾多次發生泥炮在堵口過程中炮頭與爐門間漏泥，或者有炮泥少量擠出的現象。炮泥擠出會造成爐門內炮泥量過少而不能有效堵口，嚴重時甚至會造成炮頭燒毀[1]。

1 爐前液壓泥炮工作原理及特點

1.1 液壓泥炮工作原理

泥炮是高爐出鐵完成后堵鐵口的專用機械，收到堵口命令后，泥炮按照預設泥量和噴射速度完成出鐵口封閉過程。泥炮要在全風壓下把炮泥壓入鐵口，所以其壓力應大于爐缸內壓力，其打泥活塞總推力，打泥壓和力度等能有效堵塞出鐵口通道和修補爐缸前墻，使前墻厚度達到所要求的出鐵口深度，泥炮應有足夠的推力，以克服較密實的堵鐵口泥的最大運動阻力，并將堵鐵口泥分布在爐缸內壁上，泥炮應工作可靠，能適應高爐爐前高溫、粉塵的惡劣環境。

1.2 泥炮液壓原理

液壓泥炮在油缸帶動下進行旋轉和打泥動作。如圖1 所示，動力站輸出30 MPa 壓力油通過P 管進入系統，壓力油通過旋轉比例換向閥，此時比例換向閥右側得電，旋轉平衡閥得電狀態，壓力油通過平衡閥節流側進入油缸的無桿腔，此時泥炮向前旋轉；當旋轉比例換向閥左側得電，壓力油通過旋轉順序閥進入油缸的有桿腔，這時泥炮向后旋轉；當旋轉比例換向閥處于中位時，壓力油通過差動溢流閥形成有桿腔與無桿腔的差動連接，旋轉順序閥起到壓力再生的作用，其中旋轉溢流閥組起到超壓安全泄荷（35 MPa泄荷）作用。

液壓泥炮的打泥動作通過打泥比例換向閥控制，壓力油通過打泥比例換向閥、打泥平衡閥順序閥，到油缸的有桿腔或者無桿腔實現油缸的伸縮從而控制泥炮打泥機構的動作，其中油缸有桿腔與無桿腔油管分別配有一組溢流閥，起到超壓泄荷（35 MPa 泄荷）作用，油缸有桿腔油管配有流量計用于測量打泥速度和流量。

2 液壓泥炮漏泥分析及處理

2.1 液壓泥炮漏泥情況

液壓泥炮與開口機、移蓋機配合使用，是高爐爐前出鐵生產中的重要設備，泥炮使用中炮頭與爐門間漏泥是制約生產順穩的一個因素。根據投產運行以來經常發生的泥炮漏泥情況，重點分析液壓系統存在的問題與泥炮漏泥現象的關聯性，其中，將溢流閥調至最大使其無安全泄荷；泥炮漏泥即為炮頭與爐門產生縫隙，在打泥過程炮泥溢出的情況，為泥炮旋轉機構發生問題；在液壓系統中，壓力丟失或者內泄問題均可在第一時間判斷某單向閥不嚴的情況，逐一排查即可。

（1）泥炮在爐門位置發生漏泥現象后將炮身向后旋轉，炮身到中間位置停止動作則有炮身緩慢向爐門方向爬行，再對照圖1 液壓原理，泥炮處于停止位置時比例換向閥是在中位，而泥炮仍向前溜車則為有桿腔壓力有丟失現象，則可根據有桿腔連接的油路系統判斷旋轉溢流閥組或者順序閥有內泄情況，再繼續關閉溢流閥試車仍有此現象，即可以判斷為順序閥內單向閥內泄所致。

（2）泥炮在爐門位置發生漏泥現象后將炮身向后旋轉，炮身到中間位置停止動作則有炮身緩慢向原始位置方向爬行，對照圖1 液壓原理，可認為泥炮無桿腔壓力有丟失現象，則可根據無桿腔連接油路系統進行判斷旋轉溢流閥組或者平衡閥有內泄情況，再繼續關閉溢流閥試車仍有此現象，則可以判斷為平衡閥內單向閥內泄所致。

圖1 泥炮液壓原理

（3）泥炮在爐門位置發生漏泥。此種漏泥現象為當泥炮在打泥過程中壓力超過20 MPa 時發生，現象為有少量炮泥擠出，但炮頭與爐門接觸仍良好，將泥炮打泥壓力設定在20 MPa 以下時仍可以使用并不漏泥。

將炮身旋轉到中間位置進行觀察并無溜車和緩慢爬行的現象。參考圖1 液壓原理進行分析，當打泥壓力稍高時，泥炮旋轉機構承受壓力變大，系統內壓力少量丟失，炮身停在中間位置無異常，可判斷非平衡閥和順序閥問題，將旋轉安全溢流閥關閉后再運行觀察，該現象并無消失，則可判斷為溢流閥組內單向閥彈簧松動造成隨負載的增大引起的壓力泄出。

2.2 液壓泥炮漏泥處理措施

泥炮漏泥現象在液壓方面即可以判斷為平衡閥、順序閥、溢流閥組的內泄所致，此3 種閥均內含單向閥，處理措施是將閥體用洗油進行沖洗即可。單向閥彈簧松動問題可通過更換單向閥解決。單向閥的失效大多為異物卡阻所致，因此在液壓設備日常維護中，無論是保養中的更換濾芯或者在施工中的標準化操作，保持系統油液清潔度至關重要。

3 結語

通過對液壓泥炮漏泥現象進行分析，結合液壓原理對故障點位進行判斷和處理，本文并未對導致泥炮漏泥的其他因素進行分析，如編碼器故障、泥炮連桿故障、油缸密封損壞串油故障、操作不當等，僅通過液壓原理有針對性地研究液壓系統方面的問題，繼而對液壓設備日常維護中清潔度的重要性做了強調，以說明清潔度達標是液壓系統運行穩定性的關鍵因素。