马钢1#高炉炉顶液压系统优化改造

摘 要：高炉炉顶的生产已经进入相对成熟的高强度钢铁冶炼阶段，因此高炉炼铁的生产就要满足高产、顺产的要求，然而设备生产作业的稳定和高效性是完成这项目标的关键因素，液压控制系统作为炼铁系统设备的技术核心，更应该注重此项技术的完善。

关键词：高炉炉顶；液压系统；优化改造

在钢铁的冶炼产业中所采用的液压控制系统由放料阀、上密封阀、料流调节阀阀、下密封阀、布料器、均压散放阀和均压阀等系列的阀门进行组合，各个阀门的配合使用来完成高炉装料的生产。在高节奏的生产中，高炉的生产利用系数被提高，因此液压系统在工作过程中经常出现液压系统的故障，严重影响高炉生产的稳定性。

1.炉顶液压系统在实际应用中存在缺陷

1.1上、下密封阀的封圈使用寿命较短。

上、下密封阀门作为炉内和炉顶设备及外界大气之间隔离气体的两道密封阀，上、下密封阀门由液压系统来驱动，用硅橡胶密封圈来进行煤气的密封。此设备在生产使用中较常出现的故障表现在硅橡胶密封圈的实际使用寿命较短，一般在三个月内就出现使用疲劳的裂纹，裂纹的出现就会致使设备无法进行有效的作业，高炉只有在对其进行检修和更换后才可继续作业。另外上、下密封阀在阀板关闭以后，为了使得密封圈能够紧密关闭，液压缸设计行程要比实际行程大一些，这样上下密封阀关闭以后，油缸行程没有完全走完，有继续伸出的趋势，这股力量很大，常常使得连接油缸的连杆或者与之有运动关系的轴上的键槽等损坏。

料流调节阀和布料器的液压回路使用比例阀控制，故障的发生率较高 料流调节阀用阀门的开度来实现冶炼原燃料装入炉内时的速度控制。料流调节阀在正常工作时，采用比例控制阀控制，其液压回路组成分为主控制阀组和备用阀组。液压比例阀在设计上比较复杂，对油液的清洁度要求比较高，而现场实际往往很难保证油液的清洁度，因此液压比例阀经常容易出现故障[3]，考虑到高炉生产的连续性，我们设计了一组常规阀作为备用，但是在常规阀和比例阀两组阀之间，最初没有设计检修球阀，当比例阀出现问题时，必须关闭液压主油路才能检修，主油路关闭的时候，备用阀组也无法使用，因而无法保证连续生产。布料器的控制油路和料流调节阀一样，也存在同样的问题。

1.2炉顶阀门普遍开启速度缓慢。

炉顶放散阀、均压阀等阀门都是由油缸来控制动作的，液压系统设计时，理论计算出的阀门均为DN10通径阀门，但是在现场实际使用时发现，油缸速度比较慢，尤其是北方寒冷季节，油液变得粘稠，速度尤其缓慢，理论设计流量是足够的，经过一番检查，发现主管路通径选择小了。

2.炉顶目前有以下几个问题

①号炉顶液压的设备，油缸的运行速度 ，按现状来看普遍较快。目前调速的方式，基本上都采用回油节流，来控制油缸的速度。阀的通径越大，过油量越大，要想达到理想的速度，油路瞬时背压会很高，有的会达到40MPa以上，超过阀和软管规定的压力等级！曾经1号炉顶一均油管，因背压高，造成软管爆管；2号炉顶主排换向阀，因背压高，端盖螺栓崩断过一次；二均油缸支架，因速度过快，多次被震开裂，阀板经常损坏，后来叠加了一个进油节流阀，才有效的控制了速度，

②关键设备的阀门，如上下密各个阀门，一旦阀出现故障，短则压料处理，长则要休风才能处理好。1号炉上料闸，出现过几次液压阀的故障，由于处理时间过长，都造成了高炉休风。

③炉顶配有两组蓄能器，是所有阀台共用的，经测试，液压站停机5分钟后，大放散阀门开启不了，炉内压力不能及时泄掉，设备安全得不到保障。

3.改造效果

减少油缸供油量，降低液压阀通径。关键设备增加备用阀组，可快速投入使用，可在线检修。更改蓄能器使用方式，一组供常规阀台使用（除大放散阀台），两组供大放散阀台使用。具体方案就是：

在线液压换向阀，除大放散和下料闸之外，阀的通径下降一个等级，相当于在原有的进油回路上，都进行了一定的节流减速，后面再进行调速时，基本上能达到理想的要求，设备运行平稳，降低了撞击程度，提高了阀门的使用寿命。

关键设备增加备用阀组，一旦工作的阀组出现故障，可以通过切换球阀，将备用阀台投入使用。并及时将故障阀处理好。

更改蓄能器使用方式，通过重新配管和加装单向阀，实现一组供常规阀台使用（除大放散阀台），两组供大放散阀台使用。确保一个蓄能器给大放散供油。

4.结语

以上的种种问题，在本次改造中都将问题考虑了进去，并进行了相关优化，基本上解决了1号炉发现的种种问题，特别是大放散，在液压站停机5分钟后，还能开启2个大放散。改造后首先设备运行平稳，降低了阀门更换频率，每年至少年节约2套均排压阀门，另外液压阀通径降低，价格也下降一半，还可以和4号炉通用，原先的备件可以用在2号和3号炉顶。备用阀组的增加，便于检修，提高阀台的使用率，不会再出现因阀的原因造成高炉休风。改造后的蓄能器，可确保打开1个大放散，保护一系列设备的安全，降低人员的工作量。

参考文献：

[1]化玉荣，汪春蕾.高炉炉顶液压控制系统适应性改造探讨[J].中小企业管理与科技，2016，27（3）：223.

[2]陳向东.八钢2500耐高炉炉顶液压站存在问题及改进措施[J].黑龙江冶金，2015，32（4）：25-26.

[3]江娅.高炉炉顶液压系统分析与故障分析[J].液压气动与密封，2016，15（2）：70-71.

[4]廉波.高炉炉顶液压控制系统改进与应用[J].中国新技术新产品，2015，27（5）：118.