高炉炉顶液压故障的判断及处理方法.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e Ms ／ No ． 0 3 ． 2 01 4 d o i l 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ． 2 0 1 4 ． 0 3 ． 0 1 9 高炉炉顶液压故障的判断及处理方法 陈小 忠 ． 杨建红 中天钢铁集团有限公司 ， 江苏 常州2 1 3 0 1 1 摘要 该文主要介绍 P A U L WU R T H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 ， 并从 实际出发 ， 提供 一 些 出现过 的常见案 例进 行分析 ， 通过案例 中的处理方法来分析 ， 以达到提高维修人员 的处 理故 障能力 。 关键词 高炉 ； 炉顶 ； 液压 ； 阀台 ； 故障 ； 判 断 ； 处理 中图分 类号 T HI 3 7 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 3 0 0 5 5 0 4 Fa i l ur e Di a g n os i s a n d S o l u t i o n s o f Bl a s t Fu r n a c e To p Hy d r a u h c S y s t e m C HEN Xi a o - z h o n g a ， Y ANG J i a n - h o n g 2 Z e n i t h S t e e l G r o u p C o ． ， L t d ． ， C h a n g z h o u 2 1 3 0 1 1 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s a r t i c l e i n t r o d u c e s a s e ri e s o f f r e q u e n t l y o c c u r r e d h y d r a u l i c f a i l u r e s a t PAUL WUR T H s e ria l t y p e b l a s t f u rna c e t o p a s we l l a s r e l e v a n t d i a g n o s i s a n d s o l u t i o n s ， a n d i l l u s t r a t e s a f e w e o mmo n c a s e s e n c o u n t e r e d i n p r e v i o u s o p e r a t i o n f o r a n a l y z i n g b a s i n g o n t h e a c t u a l c o n d i t i o n s ， i n o r d e r t o e n h a n c e ma i n t e n an c e s t a f f ’ S c a p a b i l i t y o f t r o u b l e s h o o ti n g ， t h r o u g h c l a ri fi c a t i o n o f t h e s o l u t i o n s ． Ke y wo r b l a s t f u rna c e ； b l a s t f u r n a c e t o p； h y d r a u l i c； v a l v e s t a n d； f a i l u r e； d i a g n o s i s ； s o l u t i o n O 日 IJ百 冶金行业 中炼铁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 ． 目前形式 最常见 的为 P A U L WU R T H紧凑型串罐式无料钟炉顶 在高炉整个装料过程 中．一般是卷扬上料小车或 输 送带 将所需 的原燃料按 工艺要求 配置送入 高 炉冶 炼 ， 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 ． 依次打开下密阀和料流 阀 ， 通过旋转溜槽箱 的中心喉管下到布料溜槽 ．再落到高 炉炉顶内进入冶炼状态 为保证高炉冶炼 的进料过程 自动有序地进行 ． 便 于上料过程 的控制操作 。 同时保 障高炉的顺利生产 ． 配 备一套参与控制所有炉顶 阀门动作 的炉顶液压系统是 必 须 的。 在 国内 ． 高炉炉顶设备最主要产品为卢森堡 P A UL WU R T H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 液压站的液压缸动作来实现的 [ I - 2 ] 。该 系统 由油箱 、 主 收稿 1 3 期 2 0 1 4 一 O 1 一 o 6 作者简介 陈z b, , 1 9 6 8 一 ， 男 ， 江苏 常州人 ， 学士学位 ， 工程师 ， 主要从 事 高炉炼铁 设备管理行业。 泵 、 液压蓄能器 、 液压 阀和连接管线组成 。系统工作压 力为 1 6 ～ 1 8 MP a ． 液压介质是 N 4 6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 长期 以来 ．维修人员 以为只要在液压设 备安装开 始 阶段做好工作就可以高枕无忧 了．平 时只检查换滤 芯、 更换液压软管就可处理好此类液压设备故障 。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． 尤其是一定 使用周期后 ．炉顶液压 系统就会 出现各种无法预知的 液压故障 ． 其 中有处理简单 的小故障． 也有些是难 以判 断的液压问题 ．这就需要通过长期 的经验积累及现场 故障的现象才能找到真正的解决方法 1 常见故障 一 座现代化的炼铁高炉要保持正常生产 ．就要保 证炉顶设备 运行 良好 ．除了生产人员要对所操作 的设 备熟悉 ， 维修人员熟悉 自己所维修 的设备外 ． 维修人员 还需要熟悉其所需维修设备的生产运作流程 ．即整个 高炉炉顶装料及布料设备的运行流程 ．知道各阀门 自 动控制的流程 ． 即先动作 哪个阀 ． 然后 才能动作其他上 55 液 压 气 动 与 密 ／ 2 01 4年 第 0 3期 料相关后续设备 ．在不影响高炉正常生产的情况下完 成维修工作 ． 从而保证正常生产的要求嘲 。 实际上 ， 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 自动化的工艺操 作过程里 ， 在某一个生产环节过程 中 ． 如果没有相关条 件满足的话 ， 下一步操作是无法进行下去的。 在我们生产 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。 当然还有一些液压故 障没有展现出来 ．我们在今 后 的生产实践中会有发现 ． 并进行总结完善 ． 为高炉 的 顺行作好维护保养工作 2 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 。 我们才可 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 ． 我 们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 5 6 故障就会排除。如果控制部分 ． 则需从压力油进 13 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 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哪里 ， 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。我们现在对上 、 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 。我们也需要学会判断这些现 象 ． 才能真正处理高炉炉顶液压的相关故障 f ；i ； 上 密 封 阀 下 密 封 阀料 流 调 节 阀 P a 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 ． 参 见重力 除尘阀液压控制阀块示意图 见图 3 ， 我们可以 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 Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ． O 3 ． 2 01 4 他部位的内外泄造成压力不够 ． 才会引起这些现象 。 重力除尘 重力除尘 重力除尘 放散阀一 放散阀二 卸灰阀 图 3重力除尘阀液压控制阀块示意图 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 ． 参见料流调节 阀液压控制阀 块示意图 见 图 4 。我们按常规液压故 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 ．我们就需要判断换 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 ．它有时会影响到我们对 故障判断的方 向。其他故 障应是 比较好判断出来 的。 上料柱塞阀 上料闸阔 料流调节 阀 图 4料流调节 阀液压 控制阀块示意 图 P a 图 5 柱 塞阀插装 式液压阀 控制 回路示意 图 上料柱塞 阀 上料 闸阀 牛 画 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。 3 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 ，特举以下多 例液压故障的处理过程 ， 以作参考 。 1 某公 司 ， 2 0 1 1年 9月 1 6 13晚上 1 2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 1 2 3 0未好 。至 l 2点 3 0 分左右时 ． 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 ． 而某个阀内泄 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 3 及 料流调节阀液压控制 阀块示意图 见图 5 。 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 7 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 4年 第 0 3期 的根本原因． 也就能尽快找到故障 目标 ． 从而短 时间内 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 。 2 某公 司． 2 0 0 7年 9月 1 4日下午 3点 3 2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 ， 请其他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 2 5分钟后开始更换新油缸。因新油缸安装 好后出现上密 阀不能关到位 ． 行程差 了 1 0 m m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 1 0 mm． 再用紧 固 螺丝紧固好吊头 ． 到 4点 3 5分恢复正常上料 。 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 ． 我们维修人员要有 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 。 3 某公司炼铁厂 ， 2 0 1 0年 1 1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。 液压控制阀块示意图见附图 3 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 ． 其他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 1 0厘米 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 阀关到位及打开开始阶段 出现 5 8 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 E I 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．我们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。如果光凭其他人的上报现象 ． 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 某公 司炼铁厂 ， 2 0 0 9年 7月 1 7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 4 结束语 实 际上 ．每一个液压故障的产生都是有一定原 因 的， 有些是我们调试就没有处理好 ． 有些是后续生产 中 的设备维护工作没有做到位 ．还有是液压备件存在质 量问题 ， 通过使用才会反应 出来 。当然 。 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 ]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， 2 0 0 5 ， 6 ； 5 8 6 0 ． [ 2 】 赵静一， 刘雅俊， 王智勇． 基 于 C A N总线 的全液 压驱 动载重运 输车协同控制系统设计[ J ] ． 液压与气动，2 0 0 6 ， 7 5 3 5 5 ． 【 3 ] 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 8 ． [ 4 ] 李德新．液压系统故障诊断与维修嗍 北京 中国电力出版社2 0 0 【 5 ] 张利平， 等 ． 液压 气动技 术速 查手册[ M】 ． 北京 化 学工业 出版 社． 2 0 0 8 ． [ 6 ] 王益群， 高殿荣． 液压工 程师技术手册[ M】 ． 北京 化学工业 出版 社． 2 0 1 1 ．