文章编号:1007-5437(1999)00-0037-05
赵 刚1，吴 杰2
(1.安徽马鞍山钢铁股份有限公司，安徽 马鞍山 243000；广州白云液压机械厂，广东 广州 510510)
摘 要：分析B G -400泥炮在马钢四铁厂2500m 3高炉使用过程中液压系统出现的故障，并介绍了对该液压系统进行针对性改造的措施和改造后的具体效果.
关键词:B G -400泥炮；液压系统；设计改进
中图分类号:TH 137.1 文献标识码:B
马鞍山钢铁公司第四炼铁厂(以下简称马钢四铁厂)使用的B G -400液压泥炮设备是北京科技大学设计，为该设备配套的液压系统原采用锥阀集成系统.但使用效果不理想.1995年由广州白云液压机械厂对该设备控制系统进行改造，采用滑阀控制系统完成泥炮旋转、压炮、打泥3个动作.改造使用3年来几乎达到了“免维护”水平，反映很好.糖浆罐
1 技术分析
1.1 原液压系统分析
图1 原B G -400泥炮液压系统简图(只画一个动作)1-动力源;2-滤油器;3-换向主阀芯;4-先导电磁球阀;5-液压锁;6-单向节流阀;7-执行油缸;8-油箱图1是原B G -400泥炮液压系统简图.
B G -400液压泥炮泥缸推力3780kN ，压
炮力250kN ，工作转角160°.该锥阀液压系
统主泵为160SCY14-1柱塞泵，额定压力32
MPa ，额定流量160L/min ，油箱容积1m 3,
系统采用进油过滤、节流调速，由电磁球阀作
为先导阀控制主阀芯的开启，实现油缸的换
向，完成泥炮、旋转、压炮打泥3个动作.动
作要求准确无误，保压要求30min 为ΔP ≤
315MPa.执行元件为3组油缸(<180/125×
1220回转缸一个;<450/250×1260打泥缸一
个;<80/55×550压炮缸两个).马钢四铁厂2500m 3高炉自1994年4月投产以来，作为高炉炉前最主要的设备之一，泥炮的工作可靠性始终不能令人满意.泥炮
收稿日期:1999-05-21；修订日期:1999-06-11
作者简介：赵刚,1990年7月毕业于华东冶金学院流体传动及控制专业，工程师.
总第108期
南方钢铁Sum.1081999年6月SOU THERN IRON AND STEEL J une 1999
最大的故障在于堵不上口，其原因是多方面的，它包括生产操作、检修机械、液压控制等各方面，但是矛盾还是集中在液压系统的可靠性上.
为此，对泥炮液压系统出现的故障进行排列直方图(图2)因果分析.
图2 泥炮液压系统故障排列直方图
从B G -400液压泥炮配套的液压系统巴雷
特曲线中显示该系统运行时会造成油温过高、动
作及保压不正常、冲击过大等后果，这些因素占
了休风总量的86%，为A 类主要因素.另外原泥
炮操作台按钮多达几十个，炉前工操作时极易造
成误操作.
由于原有的液压系统设计不能满足于实际需
要，为此有必要对原系统进行具体的技术论证和
分析.
1.2 系统发热量计算，油温升高的主要原因和
影响
(1)系统发热量计算
1)主泵发热量<p .<p =P p (1-ηm )kW
式中 P p 为泵轴输入功率，取P p =55kW
ηm 为泵的机械效率，取ηm =0.8
则主泵发热量<p =P p (1-ηm )=55×(1-0.8)=11kW
2)溢流阀发热量<r .
该系统为溢流工作制度，正常工作时，通过溢流阀的流量为液压泵流量的10%，而当液压系统开动且执行元件不工作时，液压泵的流量则全部溢流，此时功率损失极大，计算其发热量时应取两者的平均值，即按通过溢流阀的流量为泵流量50%，因此，溢流阀所发出的热量可等同于输入液压泵功率的50%，即
<r =0.5P p =0.5×55=27.5kW
3)系统其它部分发热量<0.
<0=αP P =0.04×55=2.2kW
4)液压系统所发出的总热量<S
<S =<P +<R +<S =11+27.5+2.2=40.7kW
5)油箱自然散热计算.
油箱散热量H 0=KA ΔT kW
式中 K ：油箱散热系数,W/(m 2・℃
)K =10W/(m 2・℃
)A ：油箱散热面积,(m 2)
且A =0.0653V 2(m 2)
V ：油箱有效容积，取V =1m 3ΔT ：系统温升，这里取ΔT =10℃
南 方 钢 铁38 SOU THERN IRON AND STEEL 1999年6月
则：油箱散热量
H 0=KA ΔT =K ×0.0653V 2×ΔT =10×0.065×312
×10=6.5kW 6)<S 与H 0之差.
Δ<=<S -H 0=40.7-6.5=33.2kW
由于系统油箱容积偏小(没设外部强冷)，加上现场环境温度较高，因此液压系统的压力、容积和机械3方面的损失构成的总的能量损失为40.7kW 几乎全部转化为热量，除油箱自然散热风6.5kW 外，其余的33.2kW 热量是造成系统油温升高的主要原因.
(2)系统油温升高产生的影响酸雨采样器
1)密封老化、粘度下降、泄漏增大;
2)容积效率下降，节流特性变化，造成速度不稳定;
3)引起热膨胀系数不同的运动副间的间隙变小，造成元件卡死.
1.3 系统动作、保压不正常及液压冲击过大情况的分析
(1)原插装式锥阀系统因其控制原理过于复杂，维修很不方便.
(2)原插装式锥阀阀芯磨损较快，保压情况不能满足工艺要求.
(3)选用的国产电磁球阀抗污染能力差，系统油质清洁度稍有恶化就会卡阀，而且对电源电压要求高.
(4)锥阀的控制压力是否正常，对于锥阀是否能正常工作是其根本原因.由于二通插装阀是靠控制腔通入压力油来关闭的，控制回路由于密封圈老化及控制面板上用的先导电磁球阀内漏增大等故障都可能导致控制压力降低，使锥阀关闭力不足而产生内漏甚至于影响系统动作、保压不正常
.这种现象在使用过程中出现的频率很高.
(5)原系统在转炮动作时由于不设平衡阀造成泥炮冲击摆动过大，在泥炮中间停车检修时，液压冲击现象更加明显.
为此，有充分理由对原液压系统进行改造.
图3 油液循环过滤冷却系统原理图
2 改造措施
(1)针对系统油温过高和系统油质清洁度控制问题决定每个液压站增设一套独立的油液
总第108期赵 刚等:B G -400泥炮液压系统改造39
循环过滤冷却系统(图3).
控制系统油温在正常工作范围内.通过系统热平衡技术分析合理加大了原油箱容积(由1m 3加大到1.5m 3)，另外增设列管式冷却器(8m 3)对系统进行强迫冷却，消除了造成系统油温升高主要的33.2kW 热量.投运后系统油温即使在夏季还可以控制在23～35℃之间.
dbr激光器
增设的油液循环过滤冷却系统中采用了125μ的网片式滤油器一次过滤,20μ纸质滤油器二次过滤，彻底保证系统油质清洁度.投运后系统油质清洁度可以控制在NAS8～9级，取得了很好的实效.
(2)通过合理的技术论证及经济效益分析，马钢四铁厂被迫废弃原液压系统，由广州白云液压机械厂进行改造，增设了手动操作阀台和循环冷却系统.图4是广州白云液压机械厂和马钢四铁厂联合开发并研制成功的专门为B G -400型泥炮液压系统改造用的手动操作阀台系统
.
图4 改造后手动阀台回路原理图
改造后的手动操作阀台系统主要液压元件选用德国力士乐产品，有效地提高了系统的先进性和可靠性，同时彻底解决了原液压系统因国产元件质量问题而造成的故障.
南 方 钢 铁40 SOU THERN IRON AND STEEL 1999年6月
改造后手动换向阀块回路集操作、驱动于一体，工作平稳、“手感”好，大大方便了炉前泥炮操作，把因生产操作造成不必要损失降低到最小限度.
烧结线
系统选用的力士乐H -4WMM22J 62手动换向阀保证了泥炮旋转、压炮、打泥3个动作的正确性.这种手动换向阀的抗污染能力很强，安全性很高，系统污染度即使有所超标也能满足动作换向要求.
系统压炮动作保压由SV30PAI -42型液控单向阀控制完成.实测保压数据在ΔMPa/30min ≤3MPa ，锁紧精度很高，仅受液压缸内泄的影响，解决了原系统液压锁难以满足的要求.
针对“液压冲击”问题，通过系统各动作压力值分级监控，降低动作压力(如：压炮动作由减压阀降至此17MPa ；打泥退动作降至10MPa ).同时针对泥炮旋转过程中突出的“中间停车”引起的“液压冲击”使系统冲击过大、流量不稳等问题，在转炮回路中增设平衡阀，从而彻底解决原系统液压冲击问题.
3 结 论
现在B G -400型泥炮设备中的液压部分已日趋完善，改造使用几年来几乎没有出现故障，现场生产反映很好.下一步工作主要是开展B G -400型泥炮本体向DDS 炮本体的转型、换代工作.通过完善的选型保证，改造后的液压系统通过关闭一组压炮回路，完全能够胜任DDS 型炮本体的工况要求，无需再进行大改造了.
吸收式制冷机组参考文献:
[1] 宋学义主编.袖珍液压气动手册[M ].北京：机械工业出版社,1996,301～317.
[2] 何存兴主编.液压元件[M ].北京：机械工业出版社,I988,289～318.
内衣生产The improvement on the hydraulic system of BG -400clay gun
ZHAO G ang 1 WU Jie 2
(1.Magang Co.Ltd.,Maanshan 243000,China ;
2.Baiyun Hydraulic Machinery Factory Guangzhou 510510,China )
Abstract :The accidents of B G -400clay gun hydraulic system were anylized ,including the reasons and soling methods ,so as to make it more perfect in the usage at 2500m 3blast furnace in Magang Co.,Ltd.
K ey w ords :B G -400day gun ;hydraulic system ;improvement 总第108期赵 刚等:B G -400泥炮液压系统改造41
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