炼钢厂脱硫搅拌液压系统完善优化.pdf

2 0 1 5年 4月 第 4 3 卷 第 8 期 机床与液压 MACHI NE TO0L ＆ HYDRAULI CS Ap r ． 2 01 5 Vo 1 ． 4 3 No ． 8 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 5 ． 0 8 ． 0 5 9 炼钢厂脱硫搅拌液压系统完善优化 方涛，肖矿荣，李宏磊 武钢股份设备维修总厂 ，湖北武汉 4 3 0 0 8 3 摘要分析脱硫搅拌液压系统的工作原理，针对脱硫搅拌液压系统存在的缺陷，通过加装短路阀及完善相关电气控制 程序，避免了闭式主泵发生流量反向输出的问题，最终实现了主泵一用一备的设计 目标。 关键词脱硫搅拌；液压系统；优化设计 中图分类号 T H1 3 7 文献标 志码 B 文章编号 1 0 0 1 - 3 8 8 1 2 0 1 5 8 - 1 8 2 - 2 某炼钢厂 采用 机械 搅 拌脱硫 法 实 现炉外 铁 水脱 硫 ，用于搅拌 的搅拌头靠液压马达 驱动 ，从投产 至今 已使用近 4 0年。最终于2 0 1 1 年对脱硫液压站进行改 造 。因之前搅 拌马达 为单 向旋转 ，但改造后所选 主泵 的变量控制机构在失 电状态下会 出现负满偏全 流量输 出情况 ，不能满足现场实际工作要求 。文 中主要介绍 如何克服现有缺陷 ，经济 、安全 、高效地对液压 系统 进行优化设计。 1 脱硫搅拌液压系统控制原理简介 脱硫搅拌系统原理见图 1 。 图 1 脱硫搅拌 系统原理示 意图 设备升级改造后的系统为斜盘式轴向柱塞变量泵 和低速大扭矩定量液压马达组成的闭式系统 。实际运 行过程 中主泵一用一备 ，均接受来 自双联 泵提供 的补 油和控 制 油。其 中元 件 1为补 油 泵 ．工 作 压力 为 1 M P a ，元件 2 为控制泵 ，工作压 力为 1 3 M P a ，元件 5 为主泵 ，为力士乐 A 4 V S G系 列斜盘 式轴 向柱塞 变量 泵，搅拌时工作压力为 1 5 MP a左右。补油泵 1的作 用在于给闭式 系统低 压腔补 油 ，用 于弥补 闭式系统 的 油液泄漏，保证系统的正常工作。控制泵 2的作用主 要驱动主泵斜盘倾 角变量 ．从 而改变 主泵排量 ，最终 改变油马达转速，主泵斜盘倾角可从一 1 5 。 增到最大 值 1 5 。 ，实际工作时斜盘倾角严格在 0 。 1 5 。 之间。 2 脱硫搅拌液压系统存在的缺陷及解决方法 2 ． 1缺 陷 从控制原理 可知 ，主泵 斜盘 倾 角可从 一 1 5 。 增 到 最大值 1 5 。 。但根据现 场生产实 际情况 ，该脱 硫搅拌 马达仅 为单 向旋转 ，因而一直靠 比例 阀放大器 的电压 来保持 中位 。严格要求生产 中主泵斜盘摆角在 0 ～ 1 5 。 之间，一旦比例阀放大器损坏或出现其他故障，主泵 斜盘倾角立即回到一1 5 。 位置。因为主泵压力油出 口 处有单 向阀，就会导致主泵吸油 口吸空 ，出现严重事 故 。故 而施工 调试 时 ，取消 了泵 出 口处 的单 向阀。但 取消单 向阀后 ．工作 主泵会将压力 油打至备用泵 出 口 侧 ，将备用泵变为类 似马达的执行元件 ，严重影 响备 用泵的设计功能 。为安全起 见 ，最后 只能将 主泵 出 口 处单向阀改为与进口处一样的手动截止阀．从而保证 工作泵 的正常运行。当某个 主泵工作 ，其进 出 口管路 的两个截止阀开启 ．备用泵的两个截 止阀关 闭 ，同时 备用泵的电源必须停掉，防止人员误操作启动。这样 处理尽管能够对付生产 ，但 若工作 泵出现问题 。备用 泵无法及时 自动投人 ，无 法起 到紧急备用 的作用 。 2 ． 2解 决方 案 首先可考虑将 主泵重 新选 型为 A 4 V S O系 列斜 盘 式轴 向柱塞变量泵 。这两者最重要 的区别 就是 比例 阀未通电，泵顺时针旋转且存在执行压力时， A 4 V S O 系列泵斜盘倾角会转至 0 。 ，没有任何流量输出， 即泵空运转 ；而 A 4 V S G系列 泵斜 盘倾角会 转 至转 角 收稿 日期 2 0 1 4 0 3 1 6 作者简介 方涛 1 9 8 3 一 ，男 ，工学学士 ，工程师 ，从事连铸机设备维 护工作 。E - m a i l b f 6 2 5 4 4 3 4 2 C h i n a r e n ． o o m。 第 8 期 方涛 等炼钢厂脱硫搅拌液压系统完善优化 1 8 3 一 1 5 。 ，即为反方 向最大 流量输 出。但 考虑到成 本 较 高 ，再次改造代价太大 ，且不太实 际 ，只好放弃 。 经对液压控制 系统进行分 析和对两种型式主泵之 间的结 构进行 比较 。提 出了改造优化 方案 ，即在主泵 泵组比例阀下部叠加一切断短路 阀．起短路保护作 用。并对相应程序进行修改。其主要功能为短路阀 得电时，比例阀与调节主泵斜盘倾角的油路接通；该 短路阀失电时，油路被切断。脱硫搅拌工作期间，若 比例阀或者放大板出现故障，短路阀也同步失电，切 断斜 盘控制油路 ，进而保护设备 。搅拌结束 后 ，比例 阀放大板即对主泵倾角进行 0 。 设定 。主泵倾角回零 后就令短路阀失电，切断控制斜盘倾角的油路，保证 主泵空运转，在此条件下 。即使比例阀意外掉电或者 比例阀放大板错误输 出时 ，比例阀的控制油路将不再 能改变主泵斜盘的倾角 ，发生流量反向输出的状况。 经过实践发现 比例阀放大板给定比例阀倾角零 位信号后，比例阀通过控制油使主泵倾角回零．这个 过程需要一定时间。不断通过最大倾角回零时间的经 过检 验确认 ．作者设置为 比例 阀给零后 1 0 s ．短 路 阀失 电切断油路 。 K 1 K2 T R L 图2 改造前主泵比例阀控制示意图 图 3 改造后主泵比例阀控制示意图 3小 结 通过加装短路阀及完善相关电气控制程序 ，改造 后的脱硫搅拌液压系统避免 了闭式 主泵 发生流量反向 输出的问题，因此可以恢复主泵出口的单向阀，备用 泵恢 复了 自动投入运转 的备用功 能 ，最终实现 了主泵 一 用 一备的设计 目标 。 参考文献 [ 1 ]黄志芳， 付曙光， 傅连东． 自整定模糊 P I D控制在脱硫搅 拌速度控制系统中的应用 [ J ] ． 机床与液压， 2 0 1 0 ， 3 8 1 2 8 4 8 6 ． 『 2 ]曹先海． 新钢业炼钢厂 K R法铁水脱硫搅拌装置改造 [ J ] ． 西昌学院学报 自然科学版， 2 0 1 1 ， 2 5 1 2 3 - 2 5 ． [ 3 ]王更生． 高炉炉前液压系统的改进[ J ] ． 液压气动与密 封 ， 2 0 1 2 ， 3 2 5 8 0 - 8 3 ． [ 4 ]姚娜． K R机械搅拌法铁水预处理脱硫的生产实践 [ J ] ． 特殊钢 ， 2 0 1 l ， 3 2 4 3 4 3 5 ． [ 5 ]周士昌． 液压系统设计图集[ M] ． 北京 机械工业出版 社 ． 2 0 0 3 ． [ 6 ]雷天觉． 新编液压工程手册 [ M] ． 北京 北京理工大学出 版社 ． 1 9 9 8 ． 上接 第 1 8 1页 压缸、密封件等备件的使用寿命 ，极大地降低了工人 的劳动 强度 ，效果显著 。 参考文献 [ 1 ]陆望龙． 实用液压机械故障排除与修理大全[ M] ． 长沙 湖南科学技术出版社 ． 2 0 0 7 ， [ 2 ] 刘延俊． 液压系统使用与维修[ M] ． 北京 化学工业出版 社 ． 2 0 0 6 ． [ 3 ]盛兆顺． 设备状态监测与故障诊断技术及应用 [ M] ． 北 京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 4 ]刘忠． 工程机械液压传动原理、 故障诊断与排除[ M] ． 北 京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 5 ]文庆明， 程志彦． 轧钢机械设备 [ M] ． 北京 人 民邮电出 版社 ． 2 0 0 6 ． [ 6 ]邹家祥_ 车 L 钢机械[ M] ． 北京 冶金工业出版社， 2 0 0 6 ． [ 7 ]徐小力． 机电设备监测与诊断技术[ M] ． 北京 中国宇航 出版社 ， 2 0 0 3 ．