高炉炼铁液压系统故障分析及处置方法.pdf

故障诊断技术 高炉炼铁液压系统故障分析及处置方法 赵静一 1① 王颖 1 李侃 1 郭晋红 2 1 燕山大学机械工程学院 秦皇岛066004; 2承德钢铁公司炼铁厂 承德067000 摘要 以液压元、 部件使用性能及常见故障作为依据,结合承德钢铁公司炼铁厂生产实践,对高炉炼铁 液压系统常见故障进行分析,并总结出故障处理方法,提高了液压系统的使用可靠性,为高炉炼铁连续生产 提供了必要的保证。 关键词 高炉 炼铁 液压系统 故障分析 处置方法 中图分类号 TF579 文献标识码 B Fault Analysis and Handli ngs of Hydraulic System for Blast Furnace Zhao Jingyi 1 Wang Ying 1 Li Kan 1 Guo Jinhong 2 1 Mechanical Engineering College of Yanshan University; 2Ironmaking Factory of Chengde Steel Company ABSTRACT Service perfor mance and common faults of hydraulic parts are taken as foundation, production practice of Ironmaking Factory of Chengde SteelCompany is combined, common faultsof blast furnace hydraulic sys2 tem are analysized and fault handling is summarized, application reliability of hydraulic system is improved, continuous production of blast furnace puddling is guaranteed. KEYWORDS Furnace blast Puddling Hydraulic system Fault analysis Handling 1 前言 液压系统以其功率密度大,传动平稳,可实 现大范围无级调速等优点,在很多领域内取代了 机械传动。但液压传动也存在一些缺点,如油液 容易泄漏,液压元件容易损坏等。即使很先进的 液压系统,如果只使用而不进行维护保养,也会 发生故障,这样就不得不停机检修。因此,对于 液压元件及系统必须加强维护、 维修,以保证液 压系统具有较高的使用可靠性。下面以承德钢 铁公司炼铁厂高炉炼铁液压设备为例,进行故障 分析并总结维修方法。 2 高炉炼铁液压系统常见故障及其处置方法 1 液压泵连续出现烧泵和卡死现象 开关失控,停泵检查,用手盘动连续泵和电 机的接手,表盘不动。倒备用泵没用多长时间又 出现同类现象。 检查部位因为液压泵的轴已经完全盘不 动,故判断泵内部零件磨损,滑靴、 柱塞、 斜盘以 及缸体磨损相当厉害。打开泵以后,在泵内可看 到滑靴损坏后卡在缸体里斜盘已严重磨损,不能 85 TotalNo. 154 December 2005 冶 金 设 备 METALLURGICAL EQU IPMENT 总第154期 2005年12月第6期 ①作者简介赵静一,男, 1957年出生,毕业于燕山大学, 1982年获工学学士学位, 1987年获硕士学位, 2000年获哈尔滨工业大学 博士学位。燕山大学机械工程学院教授、 博士生导师、 博士后,现任燕山大学产业集团党委书记 使用。倒备用泵后运转正常,可是没运转多长时 间,又出现同类故障。后来,为安全起见,检查了 吸油口和出油口,结果发现进出油口都有磨损后 的铜沫,断定是工作油杂质高,含水分高。 处理检修中换新油,并清洗油箱和管路,检 查冷却器,更换滤芯,使用后噪音及其它无异常, 大大延长了泵的使用寿命。 造成泵损坏原因因为工作油杂质和水分含 量高时,除产生空穴作用引起磨蚀之外,由于润 滑油性能降低,泵内部的金属接触部分油膜中 断,引起卡住和异常磨损,使之发展成为烧损。 2 小钟打开后,关不上 故障状况小钟已开到位,系统压力、 控制油 压力都正常,当手动关钟时,管路振动一下,系统 压力表指针摆动一下后,没有任何反应,反复开 关,小钟仍关不上。 检查部位小钟开关电磁阀同时得电,或小 钟开关电磁阀有卡死现象;小钟液压缸、 油管严 重外漏,或小钟液压缸严重内漏;系统锥阀阀芯 卡死,或弹簧断裂后把阀芯卡死; 处理通过检查前两种情况没有问题,打开 小钟锥阀块,发现回油阀芯卡死,抽出阀芯里面 有一块碎片。最后拆下元件清洗,磨损严重的元 件进行更换,使用后正常。大钟故障与之相同。 小钟启闭回路如图1所示。 图1 小钟启闭回路 故障原因由于碎铁片把阀芯卡死,使系统 形成回路,造成小钟关不上,经检查金属碎片是 小钟液压缸活塞上的弹簧碎片,由于小钟装配不 好,或质量问题,使卡簧与活塞脱落后挤碎进入 系统,把阀芯卡死,造成系统不能正常运行。 3 溢流阀全闭,回路压力达不到规定的系统 压力 故障状态双钟炉顶大小钟速度慢,液压系 统压力约8 MPa,把溢流阀的调节手柄转到全闭, 但系统压力不能升到8 MPa以上。 检查部位认为系统回路的压力不足主要原 因有以下几项由于液压泵的效率下降而排油不 足;系统回路中内泄漏;大钟、 小钟液压缸内泄严 重;溢流阀故障。 处理打开溢流阀,发现锥阀套与阀芯磨损 拉毛,有一块硬物滤芯上的胶块卡住阀芯。把 磨损比较严重的元件更换,并清洗元件更换滤 芯。起泵后系统压力能平稳的调到规定压力 以上。 造成溢流阀磨损的原因由于高速通过的液 压油造成的流体摩擦,以及液压油中混进杂质和 水分等侵蚀周围的金属,这样就产生异常磨损, 由于阀芯接触不良,滑动阻力异常增大以及阻尼 孔堵塞,都会造成溢流阀的磨损。 4 大小料钟关钟时,管路振动大 故障状况大小钟关钟时,当系统压力升到 调定压力值时,管路振动大,大小钟关好后,换向 阀失电振动消失。 检查部位管路出现振动时,发现压力表指 针上下摆动,当把压力调下一点后,振动消失。 这是由于大小钟关好后,有几秒延时,当溢流阀 和压力继电器调整不当时,系统溢流阀要升压而 压力继电器又指示溢流阀卸荷,从而造成系统升 压,卸荷频繁,造成压力冲击引起管路振动。 处理把系统溢流阀与压力继电器调整适当 后,振动消失。 5 大钟液压系统不保压、 泄压 故障状况此时系统压力控制油压力正常, 关钟速度稍慢,当大钟开指令没来而大钟换向时 管路振动比正常时声音大。 检查部位造成大钟泄压的主要原因是蓄 能器球阀没开,蓄能器保压换向阀卡死;蓄能器 氮气压力不足,或气囊损坏;大钟缸内泄或外漏。 处理把损坏的锥阀单元进行更换,蓄能器 95 赵静一等高炉炼铁液压系统故障分析及处置方法2005年12月第6期 补充氮气,损坏的气囊进行更换,从而杜绝大钟 泄压现象的发生。 6 槽下称斗液压缸开关速度慢 故障状况槽下系统压力偏低,调定溢流阀 手轮仍调不到规定压力,这时倒备用泵,压力能 调到规定压力,液压缸开关速度正常。 检查部位因为倒备用泵正常,说明故障就 出在泵上,把泵壳打开,可看到滑靴头油槽已磨 损,斜盘有划伤磨损,缸体与套松动。 处理把磨损的滑靴换掉,把斜盘划伤部位 和缸体划伤进行研磨,缸体和套重新固定,清洗 干净后,起泵运转压力可调到规定范围,液压缸 开关速度明显加快。 造成泵故障原因工作油润滑性能不良,以 及工作油脏,过滤芯失效而导致混进污染物,从 而使柱塞泵长时间运行时,产生磨损和划伤造成 排油量不足,压力提不上去,液压缸开关速度慢。 7 槽下称斗使用的电磁换向阀,由于换向不 良,执行机构不动作 故障状况称斗液压缸开关不动作,此时系 统压力正常。用螺丝刀顶换向阀推杆芯,结果换 向阀发出转换声音,同时液压缸动作了,但使用 一会儿后液压缸又不动作了,这时已检查了设备 的扇形门齿轮及液压缸连接处无异常。 检查部位因为机械设备正常,系统压力正 常,问题就出在换向阀上,用自动开阀,发现换向 阀处没有磁力,这时断定问题出在线圈上,用万 用表进行检查结果是线圈坏了。 处理更换烧损的线圈后,结果液压缸开关 正常。 8 液压泥炮有时出现坐炮,有时炮退不出来 泥泡打泥结构示意图如图2所示。 故障状况液压炮堵铁口时,当泥柄走到一 半时,泥炮后坐,铁口崩开,有时泥炮打泥完毕 后,炮退不出来,反复进退不起作用。 检查部位造成上述现象的主要原因有阀 台液压锁磨损或卡死,压炮液压缸或转炮液压缸 内泄严重。首先把泥炮压到位,压炮液压缸保压 正常,而转炮液压缸保不住压,压力表指针从18 MPa迅速下降。然后再把压炮、 转炮进退球阀关 闭,继续压炮,发现转炮压力表指针指向18 MPa 后一点不动,说明故障出在转炮液压缸及液 压锁。 图2 液压泥炮打泥结构示意图 1 -转炮液压缸; 2 - V型块; 3 -连杆; 4 -拉杆; 5 -炮身; 6 -转臂; 7 -压板 故障原因由于炉前环境差,温度高,污染液压 油使密封圈拉伤或老化,造成液压缸内外泄漏。 处理把转炮液压缸更换或清洗液压锁后, 上述故障现象消失,压炮故障同上。 9 液压泥炮堵口失败 故障状况液压泥炮堵口时,压炮压不实,造 成跑泥,堵口失败。 检查部位生产操作不当引起的故障;泥炮 设备故障包括泥炮摆头、 炮身晃动、 液压缸和换 向控制块内泄。 故障原因泥炮摆头主要是两个压炮缸行走 不同步。炮身晃动主要原因撞车轮销轴斜楔、 螺 帽松动、 转炮调整螺母松动,小拉杆销轴、 铜套、 关节轴承磨损。 处理对严重磨损件更换,调整转炮液压缸 速度不要太快。液压缸内泄后要及时更换,换向 控制阀芯磨损后进行研磨或更换,检查滤芯,保 证油液清洁、 干净。 通过上面对各种故障的分析可以看出,引起 高炉炼铁液压系统故障的主要原因是构成回路 的元件本身产生的动作不良和系统回路的相互 干涉或元件单体异常动作。油泵的故障率很高, 占液压元件故障率的30 ,因此应当引起足够 的重视。由于工作介质选用不当或管理不善造 成的液压系统故障也非常多。杂质对液压系统 转32页 06 总 第 154 期 冶 金 设 备 2005年12月第6期 当热连轧带钢厚度精度提高,并在冷连轧第 一机架用DAGC和选用最小轧辊偏心的轧辊安 装在第一机架上,估计第一机架出口厚差可小于 0. 01mm,这样冷连轧厚度精度达到0. 5是可能 实现的。如果实现这一目标,就可以省掉激光测 速装备,简化冷轧装备,而降低冷轧成本。 4. 3 热连轧过程应用流量AGC的可行性分析 DAGC和流量补偿在热连轧机上的实际应 用,使厚控精度达到了国际先进水平。为了进一 步提高热连轧卷的精度应当在热连轧机上实验 和应用流量AGC。在热连轧机上应用流量AGC 可先从后边2～3个机架实验应用。因为后边机 架速度比较高。流量AGC效果更明显,而且后边 机架轧薄规格钢卷时DAGC存在稳定性问题,更 有必要用流量AGC代替DAGC。在应用流量 AGC时,穿带、 甩尾过程还是用DAGC,只是在正 常连轧阶段投运流量AGC。 前面已分析了流量AGC存在极限精度问题, 所以开始投运流量AGC的前一机架一定要选用 轧辊偏心最小的轧辊。投运流量AGC的机架,轧 辊偏心、 轴膜轴承、 轧辊磨损和热膨胀等扰动因 素已不影响厚控精度了,此对设备管理等均有很 大的好处。 5 结束语 连轧张力理论的建立,对热、 冷连轧过程的 技术问题可以进行统一分析。流量AGC 原称连 轧AGC ,是连轧张力理论于20世纪70年代推 出的应用技术,在冷连轧机上已普遍应用了。流 量AGC可以在热连轧机上应用,使厚控精度明显 提高。所以流量AGC在热连轧上推广应用必将 我国钢带质量大幅度提高,为成为钢铁强国作出 贡献。 参考文献 [1 ]张进之.多机架张力公式[J ].钢铁, 1977, 102 77～ 85 [2 ]张进之.连轧张力公式[J ].金属学报, 1978, 14 2 127～138 [3 ]张进之.热连轧带钢高精度厚度、 张力和宽度技术的 开发[J ]中国冶金, 2004增 172～175 [4 ]姜正连,许健勇.冷连轧机高精度板厚的控制[A ]首 届宝钢学术年会论文集[M ], 2004, 222～226 [5 ]王育华.轧机低速轧钢时一种新的厚度控制方法[J ] 宝钢技术20045 30～34 [6 ]张进之.热连轧厚度自动控制系统进化的综合分析 [J ]重型机械20043 1～10 [7 ]许健勇,姜正连,阙月海.热轧来料及冷轧工艺对连轧 出口板形的影响[A ]首届宝钢学术年会论文[M ], 2004, 217～221 [8 ]张芮,何昌贵,龚文等.动态设定型DAGC在攀钢热连 轧厂的推广应用[J ]冶金设备20053 16～20 收稿日期 2005 - 07 - 07 接60页 危害十分严重,它能加剧元件磨损,造成泄漏增 加,性能下降、 寿命缩短等,甚至导致元件损坏, 系统失灵。因此,实际生产中应引起足够重视。 3 结论 结合承德钢铁公司炼铁厂高炉炼铁液压设 备多年来发生的故障进行故障分析,总结出高炉 炼铁液压系统日常维修的可行性建议。从而提 高了系统的可靠性。同时有助于高炉炼铁液压 系统的故障诊断及维修。 参考文献 [1]李剑锋.提高液压系统工作可靠性的几个途径.煤矿 机械, 20038 103 [2]罗永军.工程机械液压系统的维修.工程机械, 1998 11 33 [3 ]A. 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