高炉炉顶液压故障的判断及处理措施.pdf

第 41 卷第 6 期现代冶金Vol . 41No. 6 2013年 12 月M oder n M et al l ur gyDec. 2013 高 炉 炉 顶 液 压 故 障 的 判 断 及 处 理 措 施 陈小忠，钟伟，杨建红 （中天钢铁集团有限公司，江苏常州213011） 摘要介绍了 PAUL WURTH串罐式的高炉炉顶液压系统的一系列常见液压故障现象及判断、处理方法。 关键词高炉；炉顶；液压；阀台；故障；判断；处理 中图分类号TF579 收稿日期33 作者简介陈小忠，男，工程师。电话 533555 引言 目前，冶金行业炼铁中小高炉都需要配备最基 本的炉顶装料、布料设备，它是高炉正常生产的必 须设备，最常见的为PAUL WURTH紧凑型串罐式无 料钟炉顶。长期以来，维修人员以为只要在液压设 备安装开始阶段做好工作，平时只要换换滤芯、液 压软管就可以处理好此类液压设备了。事实上，做 好液压系统的调试工作，的确可以降低液压设备的 故障，但在多变的生产及维修环境中，在一定的生 产使用周期后，炉顶液压系统就会产生各种各样的 液压故障，当然有很多是很简单就能处理好的小故 障，但也有些是一时半会判断不了的液压问题，需 要通过长期的经验积累 及现场故障的现象才能找 到真正的解决方法。 1PAUL WURTH紧凑型串罐式无料钟 炉顶结构 在国内，高炉炉顶设备最主要产品为卢森堡 PAUL WURTH的产品，他们的配套液压设备系统相 对也是较成熟的。这些主要设备的各个阀的开度是 通过由中央液压站的液压缸的动作实现的。该系统 由油箱、主泵、液压蓄能器、液压阀和连接管线组 成。系统工作压力为16-18MPa，液压介质是N46耐 磨液压油。液压站及阀台放在炉顶液压站内，液压 站除控制炉顶装料设备外，还控制炉顶放散阀（2 个） ，煤气均压阀（2个） ，氮气均压阀（2个） ，均 压放散阀（2个）的开关动作，另外还会有重力除 尘液压放散阀两只，或再带上液压卸灰阀一只，便 于重力除尘的放灰操作。 在高炉整个装料过程中，一般是卷扬上料小车 或输送带输料设备把所需进入高炉的原燃料按工 艺要求配置，首先进入高炉顶部的受料斗，然后通 过料罐均压放散， 先打开上密阀， 再打开柱塞阀 （或 上料闸） ，料进入料罐后，按刚才进入时相反的顺 序，先后关闭好柱塞阀及上密阀；接着通过料罐均 压，先打开下密阀、再打开料流阀，通过旋转溜槽 箱的中心喉管下到布料溜槽，再落到高炉炉顶内进 入状态。 为保证整个 高炉冶炼的进料过程自动有序进 行，与其配套有一套炉顶液压系统参与控制所有炉 顶阀门的动作，同时便于进行上料的自动控制操作， 为高炉的顺行生产提供最有力的保障。 2常见故障现象 所谓炉顶液压系统工作不正常，首先反应在炉 顶各相关设备不协调运行上。在生产中碰到的高炉 炉顶设备液压故障主要表现为如下几个方面 （1）炉顶均压或均压放散阀门不能动作，导 致高炉无法正常打开上下密阀进行上料操作； （2）炉顶上密或下密阀门动作不到位，料罐 漏气，无开关到位信号，上料操作不能自动进行； （3）重力除尘阀门锁不住，或没有操作指令 时自动打开，重除出现放散现象，高炉顶压突然减 201 - 0 - 18 10108 32现代冶金第 41 卷 小的状况，造成高炉正常生产过程受到影响； （4）料流调节阀开关不到位或到位以后会又 自动偏离原位，锁定不住阀门位置； （5）柱塞阀（或上料闸阀）不能动作，或动 作很慢，影响高炉正常上料； （6）所有阀门出现都不能动作的状况。 3液压故障判断及处理方法 针对以上一系列的炉顶液压系统故障，为了保 障高炉的正常顺行生产，对生产中所出现的液压故 障，需要有一个相对稳定且成熟的故障判断方法， 以方便紧急情况时采取相应措施进行处理。 一般情况，液压故障出现时我们液压维修人员 需要首先对液压系统的油位、压力、温度作迅速的 检查工作，以确保不是由于漏油造成的事故。然后 再对系统压力作检查，以确定液压油泵是否完好， 调压系统可有问题。待排除这些故障后，才可以针 对出现故障的部位进行诊断故障，先易后难，逐步 进行液压故障的排除工作。这些工作还可以结合近 阶段的点巡检工作进行，得出初步判断，为尽快处 理故障提供帮助。以下就针对高炉炉顶设备常见液 压故障处理提供一些判断处理方法。 （1）出现炉顶均压或均压放散阀门不能动作 时，首先按常规液压故障检查一下，分析是系统压 力引起，还是控制部分造成。参考均压及均压放散 液压控制回路示意图（见图1） 。如果是液压系统压 力造成，则检查是否漏油、油泵工作状况、调压阀 块等，处理完好则故障就会排除。如果控制部分， 则需从压力油进口处检查至阀门油缸处，即检查减 压阀后压力、换向阀动作性能、球阀开关位置、管 路、油缸及其安装状态等等，逐一查找到故障点就 解决了问题。 图均压及均压放散液压控制回路示意图 （2）对于炉顶上密或下密阀门不能动作或动 作不到位的液压故障现象，参见上料控制阀门液压 控制回路示意图（见图2） ，当其不能动作时可检查 液压压力是否正常，换向阀可有卡堵现象，油缸是 否有异常，液压管路是否损坏，球阀有无开关到位 等；动作不到位则可能是电气信号原因造成，否则 需要到炉顶现场查看油缸行程有无达到原来位置， 油缸吊头有无松动，从这些地方来判断故障点在那 里，就能迅速解决故障。当然，当上下密阀需要打 开时料罐的均压或放散条件不能满足的情况下，光 靠液压动力是无法打开的，这与原来大小钟式的高 炉装料形式一样。现在对上、下密阀的动作力只够 低压状态下的驱动力，在正常生产时的高压状态下， 因料罐与炉顶内及料罐与外界大气的压差较大，只 有通过均压或均压放散后，才能达到阀两侧的压力 平衡，这时才能操作。 图 2上料控制阀门液压控制回路示意图 （3）如果重力除尘阀门漏气锁不住的故障现 象（见图3） ，可以先查系统压力等情况，除此之外 故障可能主要在控制阀台进油口的减压阀处，检查 压力正常否，再次会有换向阀动作不能到位的情况 或油缸有外泄现象等。当然因其它部位的内外泄造 成压力不够，才会引起这些现象。 （4）出现料流调节阀开关不到位或到位以后 会又自动偏离原位的情况时（见图4） ，按常规液压 故障检查程序查看，然后检查比例阀动作情况是否 正常，再检查控制阀台到执行机构去的两路油压， 如果变化较大，不在正常范围，则可能是二位换向 阀出现不到位现象，或是液控单向阀锁不住，需要 进行检查处理。 （5）如果柱塞阀（或上料闸阀）不能动作， 则需要检查系统压力有无外泄现象，再查油路是否 1 第 6 期陈小忠，等高炉炉顶液压故障的判断及处理措施33 图 3重力除尘阀液压控制阀块示意图 图 4料流调节阀液压控制阀块示意图 开关到位，换向阀有无卡阻，动作是否正常等。另 外对于插装式液压控制阀块的柱塞阀出现故障时， 参见柱塞阀插装式液压阀控制回路示意图（见图5） ， 当确定没有系统压力及外泄故障后，就需要判断换 向阀是否能正常动作，插装阀块控制单元是否完好， 有无密封件损坏等。对于叠加式液压阀块的柱塞阀 出现故障时，参见柱塞阀叠加式液压阀块控制回路 示意图（见图6） ，还要检查一下减压阀的功能是否 正常，它有时会影响到对故障判断方向。其它故障 应是比较好判断出来的。 图 5柱塞阀插装式液压阀控制回路示意图 图 6柱塞阀叠加式液压阀块控制回路示意图 当然，当所有炉顶阀门都不能动作时，最可能 的是液压系统出现失压状态，可能是由于漏油造成、 也可能是由于液压泵损坏或调压阀不能调压。 4典型液压故障处理实例 为方便维修人员熟悉炉顶液压设备，以以下液 压故障的处理过程为例加以说明。 34现代冶金第 41 卷 4.1案例一 某公司，2011年9月16日晚上12点左右，上料 操作工向液压值班工接报称料流阀关不上，值班液 压工及电工赶至现场处理至1230未好。至1230 左右时，液压负责人接到当班液压工的电话，称料 流调节阀关不上，就先通知他检查一下电磁换向阀 是否有问题，等其赶到现场，仍未查到原因，捅了 一下换向阀，阀一点不动，感觉阀芯卡住了，马上 换了一只新的电磁换向阀，换好以后试了还是不动。 因维修时间较长，高炉准备休风操作，这时热风操 作工又反应炉顶放散阀打不开，维修液压工赶紧检 查液压系统压力，发现系统压力几乎为零，把备用 泵打开，还是没压力，判断应是油泵正常，判断应 是某个阀内泄了，就把料流阀和上下密的进油关闭 后，仍然不行。待关闭柱塞阀的进油球阀后，炉顶 放散阀能打开了，系统压力就明显升上来了，最后 判断柱塞阀块有问题。经把插装阀块拆开后发现， 阀芯与阀体之间的高低压隔离用的密封圈已损坏， 更换新的密封圈以后，重新安装好后再试液压系统， 各阀门工作就正常了。参见柱塞阀插装式液压阀 块示意图（见图5）及料流调节阀液压控制阀块示 意图（见图4） 。 实际上，当班液压工判断问题的方法还不恰当， 接到问题就应该首先查系统液压压力是否正常，同 时观察油位是否有异常，然后就能第一时间发现故 障产生的根本原因，也就能尽快找到故障目标，从 而短时间内才能解决问题，保障高炉的正常生产。 此次当班液压工在第一 时间只是光凭原来出现故 障的经验去处理故障，以为就是出现原来的故障而 已，说明其处理故障能力不够，还需全面了解系统 构成，熟悉液压故障处理方法。 图炉顶大放散阀液压控制回路示意图 4.2案例二 某公司，2007年9月14日下午3点32分左右时， 当班液压工在3高炉炉顶例行巡检时，发现上密油 缸缸体底部漏油十分严重，马上联系液压工工长， 同时联系另外二名液压工去3炉炉顶液压站内检 查，发现油位低并及时加油补充，同时联系上料工 告知情况，要求马上压料，又联系维修工长、液压 工程师等人员，请其它高炉液压工和钳工来协助抢 修。液压工长和维修钳工带好工具，并把新油缸迅 速搬运到炉顶上密阀旁，在压料25 min后开始更换 新油缸。因新油缸安装好后出现上密阀不能关到位， 行程差了10 mm左右，上密阀出现漏气严重现象， 故料罐均不上压，影响高炉高风压上料操作，后临 时把吊头临时松10毫米，再用紧固螺丝紧固好吊头， 到435恢复正常上料。 此故障说明液压备件质量须有保障，在出现不 能使用的情况下，维修人员要有临时应变的能力， 尽快找对处理办法，避免出现高炉需要休风处理的 非正常操作状态，尽量不影响高炉的顺行生产。 4.3案例三 某公司炼铁厂，2010年11月5日晚上，3高炉当 班上料操作工发现炉顶柱塞阀出现动作过慢现象， 已影响当班的正常上料。当班液压维修工接到故障 通知后对液压系统进行相关检查工作，他们当时怀 疑插装式柱阀阀台有问题。进行拆洗插装阀芯后， 没有发现异常，原来能出现的阀上密封圈或阀芯断 裂的情况也没有检查到，进行测压后发现柱塞阀块 的进出口液压压力都还正常，没有异常，其它液压 阀动力都很正常。但再次检查柱寒阀后发现就是动 作还是很慢，没有因拆洗此阀块而有所改善。同时 还检查所有液压管路上的球阀，也没异样。高炉只 能降低风压进行非常规生产，每小时影响一到二批 料。待第二天，液压班长上班，一开始也认为夜班 液压维修人员可能没处理好柱塞阀块的清洗，就重 新清洗处理一遍阀台，试动后没有转好，速度仍然 很慢。于是报液压专业人员至现场观察发现，柱塞 阀其实不是整个动作过程很慢，它只是要关到位时， 约有10 cm左右，开始出现动作很慢的现象；而再 次打开时，却是在打开开始阶段出现动力很慢的现 象， 过了几厘米的行程， 就能正常动作。 结合现状， 液压专业人员分析认为，应是柱塞阀液压油缸出现 了问题，内部油路出现了非常规弯化，导致柱塞阀 7 第 6 期陈小忠，等高炉炉顶液压故障的判断及处理措施35 关到位及打开开始阶段出现动作过慢的现象。经更 换柱塞阀液压油缸后动作就正常了。后来拆开更换 下的柱塞阀油缸，发现油缸下部油口缓冲节流孔被 检修留下垃圾堵塞了，当油缸活塞到达缸体缓冲行 程时，因旁通的节流油孔流动不畅，液压油无法回 去或进到缸体内部造成这种现象。 这个液压故障说明，每一次对上报的液压故障， 在没有好办法解决的情况下，还需要进行进一步的 检查故障现象。如果光凭其它人的上报现象，往往 会有误判的情况发生。另外维修人员还要熟悉相关 液压设备组成部分及各液压元器件的结构，这样才 能尽快找到故障根本点，从而排除相关液压故障。 4.4案例四 某公司炼铁厂，2009年7月17日晚上，上料操 作工发现炉顶料流阀出现动作关到位后，在没有任 何操作的情况下，又失去了到位信号，无法保持定 位的情况， 造成后续自动控制失灵，无法正常上料。 当班液压维修工接报后，到炉顶现场查看，没有发 现阀门到位接近开关工作正常，但发现每次关到位 后，一会就出现料流阀油缸又会一点点打开。到液 压站内检查比例阀，没有给出任何指令信号，二位 换向阀也没有控制动作信号得到。最后判断应是板 式液控单向阀有问题，经拆检，发现一只单向阀块 内弹簧断裂，阀芯密封面的受伤的沟槽痕迹。更换 新阀再动作正常，料流调节阀到信就没出现异样， 恢复正常工作。 5结束语 任何设备及备件都是有使用寿命的，在使用到 一定时间后需要逐步更换，不能到设备老化，造成 故障才想到。一个合格的液压维修工，需要对其所 管的设备非常熟悉，液压系统流程了解详细，在出 现液压故障时按部就班地去判断故障，就能解决问 题。 参考文献 [1] 赵静一,王颖.高炉炼铁液压系统故障分析及处置方法 [J]. 冶金设备,2005,6;58-60