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36福建冶金2021年第3期
黄剑辉
（福建省三钢（集团）有限责任公司安全环保部，福建三明365000）
【摘要】动力站为液压系统提供动力，是液压系统的关键设备。改造前，炼铁厂6号高炉大修高炉炉顶液压系统动力站存在诸多问题。文章主要针对6号高炉大修改造炉顶液压系统动力站液压泵、电机、过滤系统进行一系列优化改造。
【关键词】液压泵电机高压过滤器
Optimization and Transformation of Power Station of Blast Furnace
Top Hydraulic System
Huang Jianhui
(Fujian Sansteel(Group)Co.,Ltd.,Sanming365000,Fujian)
[Abstract]Hydraulic pressure station provides power for the hydraulic system and is the key equipment of the hydraulic system.Before the transformation,there were many problems in the power station of hydraulic system on the top of No.6blast furnace in Ironmaking Plant.In the essay,the hydraulic pump,electrical machinery and filtration system of the power station of the top hydraulic system of No.6blast furnace were optimized.
[Keywords]hydraulic pump;Electric machine;high pressure filter
-U_1—
刖言
炼铁厂6号高炉炉顶设备由液压系统进行传动，系统压力为18MPao动力站由两台（一备一用）斜轴式恒压变量柱塞泵提供液压能，经安全阀、方向插装阀后向系统供能，最后通过双筒回油过滤器流回油箱。循环冷却系统由一台柱销式叶片泵供能，通过溢流阀调压，经列管式油冷却器、回油过滤器流回油箱。自2012年6号高炉建设投产后，高炉炉顶液压系统动力站在使用过程中存在液压系统动力不足、液压油液污染隐患，2020年6号高炉大修改造对液压系统动力站进行优化改造，以满足炉顶设备更新、液压缸参数的变化。 1液压系统问题分析
1.1液压系统动力不足分析
多功能电源插座
液压泵是液压系统的动力元件，将机械能转换成液压能。液压泵的选型尤为重要，是液压系统正常工作的关键。6号高炉炉顶动力站采用斜轴式恒压变量柱塞泵（型号:A7V58DR1RPFOO，排量58mL/r）提供液压能。
6号高炉炉顶液压系统中设置蓄能器组。蓄能器组的设置除吸收液压冲击、补充泄露和稳压，其主要还是作为应急的动力源。在高炉停电故障时，蓄能器组能够提供液压缸动作所需的动力源，保证高炉紧急休风。但在实际应用中，由于液压泵排量不足，蓄能器组只能作为液压系统的
作者简介：黄剑辉（1991.8-）男，冶金机械助理工程师.收稿日期：2021年3月
高炉炉顶液压系统动力站优化改造37
辅助动力源。在蓄能器组出现故障时，系统压力波动较大，系统无法提供足够的动力，部分设备运行速度慢，影响高炉正常生产。若出现意外停电事故时，蓄能器组无法提供高炉紧急休风所需的动力源，将造成不可预估的后果。
南、北均压阀动作时瞬时流量最大。经计算，瞬时流量为118L/min，远大于71.53L/min理论流量。改造前液压泵（排量58mL/r）所提供的动力不满足多个液压缸同时动作，需要对6号高炉炉顶液压站油
泵、电机重新进行优化选型和分析计算。
1.2液压油液污染问题分析
液压油作为液压系统传动的介质，对液压系统起着重要作用。系统油液由回油路的双筒回油过滤器和冷却循环系统的回油过滤器进行过滤，但液压泵正常时内部磨损产生的铁屑还是会进入系统，液压系统油液清洁度等级为NAS1638 10级，不满足改造后布料器液压阀件所要求的油液清洁度遥液压油液的污染严重影响液压传动系统的可靠性及阀件的寿命，需要对过滤系统进行改造。
2动力站改造
2.1动力站液压泵、电机优化选型
6号高炉炉顶液压系统采用一般液压系统设计。高炉正常生产时，设备油缸动作所需油液由液压泵提供。当高炉休风，南、北放散阀开启所需的油液不足时，由蓄能器组进行补液。系统流量由同时动作液压缸的最大瞬时流量决定（南、北放散阀油缸不计在内）。
（移Qa）”』（1）
式（1）中,Q,：液压泵的流量；
Qa：同时动作执行元件的瞬时流量;
K：系统泄露系数,K=1.1~1.3。
2.1.1系统流量的确定
由改造后炉顶设备油缸动作所需油液情况可知：南、北均压动作时所需油液最大（见表1）遥
表1改造后炉顶设备油缸动作所需油液计算表
油缸名称-
规格（mm）开动作所需
油液（L/根）
完成开动作
所需油液（L）
关动作所需
油液（U根）
完成关动作
大锅天线所需油液（L）
完成开关动作合
计所需油液（L）缸径杆径行程
布料器油缸10070475 3.7311.19 1.90 5.7016.89下密油缸10056400 3.14 3.14 2.16 2.16 5.30料流调节阀油缸10070160 1.26 1.260.640.64 1.90挡料阀油缸10056400 3.14 3.14 2.16 2.16 5.30南、北二均油缸63362000.62 1.240.420.84 2.08南、北均压油缸160110300 6.0312.06 3.18 6.3618.42东、西紧急放散10070522 4.108.20 2.10 4.2012.40南、北煤气回收油缸10070522 4.108.20 2.10 4.2012.40南、北粉尘回收油缸10070475 3.737.46 1.90 3.8011.26
南、北均压开位动作时所需油液V均压= 12.06L
南、北均压开位动作时所需时间:t=5s
南、北均压开位动作时瞬时流量：
（移Qa）nllI=q=15^=2.412L/s=144.72L/min,K取1.2。
Q p=k（移Qa）ma i=1.2x144.72=174L/min[1]。
通过上述计算可得系统最大瞬时流量为174L/min o
2.1.2液压泵选型
38高炉炉顶液压系统动力站优化改造
=虹伊103(2)
n
式(2)中,q：液压泵排量；
n：电机转速n=1480r/min o
则q=么x103=^^x103=118mL/r
n1480
根据q=118mL/r查阅相关资料选择液压泵排量：q=125mL/r，型号：A4VS0125DR/30R-VPBo
2.1.3电机选型
网络滤波器查阅变量泵规格125的特性曲线得到：王若威
因液压系统工作压力P=18MPa=180bar
(1)Q,=q”抑180L/min
(2)输入功率P«60kW
根据输入功率60kW查阅《机械设计实用手册》选择电机型号为Y2-280S-4-B35。
2.2过滤系统改造
6号高炉大修改造炉顶布料器采用三油缸驱动，油缸采用高频响比例换向阀进行控制，设备要求较高，且保证油液清洁度，油液清洁度等级为NAS16387级。油液在进入系统前无过滤装置，液压泵正常工作时内部磨损所产生的杂质无法过滤，故本次改造在系统主油路增设高压过滤器(见图1)，保证进入阀台前油液的清洁度。根据过滤器选型的方法选取高压过滤器(HZ9661K24CPUKPHY411，额定流量1000L/min 以上，过滤精度为5滋m)o
抽油口
泄油口加油口
1-电机2-轴向变量柱塞泵3-高压过滤器4-安全阀5-方向插装阀6-双筒过滤器7-电机8-柱销式叶片泵9-溢流阀10-安全阀11-冷却器12-单筒过滤器
图1改造后6号高炉炉顶液压系统动力站原理图
3结束语
6号高炉炉顶液压系统液压动力站经过本次改造并投入使用后液压泵能够满足高炉生产时所需动力能，无需蓄能器组进行补液，保证蓄能器组在停电时能够提供高炉紧急休风所需的动力源，排除因辅助动力源不足，高炉无法紧急休风的重大隐患。过滤系统得到升级，有效提高油液清洁度，增加液压传动系统的可靠性及阀件的寿命，减小系统的故障率，减轻维护人员工作量，保证高炉持续稳定生产运行。参考文献:
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,2010(018):48-48.
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