高炉泥炮液压系统故障分析与解决方案

蒋祖信

（四川机电职业技术学院，四川 攀枝花 617000）

泥炮是高炉炉前最重要的两件设备之一，泥炮的作用就是在高炉出铁后堵住出铁口。所以高炉能否正常工作，与泥炮的可靠运行有着直接的关系。现在高炉泥炮都是使用液压泥炮，虽然不同高炉使用泥炮的型号有所不同，但其原理相同，主要由回转机构、压紧机构和打泥机构等组成。若高炉泥炮出现故障会产生高炉慢风、休风现象，影响高炉连续生产，甚至造成安全事故。泥炮出现的故障原因很多，本文针对泥炮液压系统出现的故障进行了分析，并提出了改进方案。

1 泥炮液压系统工作循环分析

典型泥炮液压系统如图1所示：

图1 典型泥炮液压系统

回转缸快速前行顶住出铁口→保压延时→打泥缸前进→保压延时→打泥缸退回→回转缸退回，完成一次工作循环。

1.1 回转缸运动

快速进炮，启动液压泵，5YA通电吸合，向蓄能器15充压；2YA通电吸合，换向阀1切换至右位，压力油经单向节流阀5到平衡阀2左位，进入回转缸7无杆腔，回转缸向前运动；回转缸7有杆腔压力达到顺序阀3调定压力时，实现差动连接，回转缸快速进炮。

保压延时，回转缸运行至出铁口时，无杆腔压力升高达到顺序阀4调定压力时，无杆腔液压油回油箱；2YA失电，换向阀1回到中位，5YA失电，蓄能器与回转缸7无杆腔接通，实现保压。

快速退回，待打泥完成后，1YA通电吸合，换向阀1切换至左位，压力油经单向阀节流阀6、单向顺序阀4进入回转缸有杆腔，实现快退；同时，5YA得电，蓄能器与回转缸无杆腔断开。

1.2 打泥缸运动

打泥缸前进，在回转油缸保压时，4YA得电吸合，换向阀8切换至右位，压力油经单向节流阀9、液控单向阀11进入缸12无杆腔，打泥缸前进，单向节流阀10调节前进速度。

保压，堵好口后，4YA失电，换向阀8回到中位，液控单向11实现保压。

打泥缸退回，保压完成后，3YA得电，换向阀切换至左位，压力油经单向节流阀10进入打泥缸有杆腔，实现退回。

1.3 电磁铁动作顺序表（见表1）

2 液压泥炮使用中的常见故障及原因分析

2.1 液压泥炮在使用中的常见故障

系统压力建立不起来，主要表现为系统在保压工况时，系统压力下降达不到保压要求。

系统运动速度达不到设计要求，主要表现在回转缸快速运动时，速度没达到设计要求，退回不到位。

表1

系统在工作过程中伴随有震动和冲击的现象。

2.2 故障原因分析

2.2.1 系统设计缺陷产生的故障

高炉泥炮液压系统属于高压系统，设计时采用进油节流调速和顺序阀3、平衡阀2来控制回转缸的运动速度和运动平稳性，未考虑对系统回油的控制和泥炮自重的作用，若节流阀流量调节过大，则回转缸运动过快，若节流阀流量调节过小，则在惯性和自重作用下滑，通过节流阀的流量不能满足回转缸的运动速度要求，就会导致爬行现象。

回转缸在保压完成后，液压油通过换向阀1的左位进入有杆腔，无杆腔的高压油通过平衡阀2的右位直接回油箱，设计时没有考虑高压油能量的释放过程，而是直接回油箱，液压能突然释放，导致系统产生震动和冲击。

2.2.2 系统原件失效和泄漏产生的故障

回转缸是用蓄能器15进行保压，如果换向阀16出现泄漏，就会导致保压时间不长；回转缸是采用差动连接快速运动回路来实现快速运动，如果单向顺序阀4卡住不能复位，有杆腔液压油通过阀4回油箱，不能实现差动连接，回转缸就不能快速前进；打泥缸使用液控单向阀进行保压，如安全阀13失效或泄漏，就导致保压失效。另外，液压缸的泄漏，也会导致运动速度下降和保压时间不长。

3 系统故障解决方案

通过对系统的故障分析，采用以下措施对系统进行完善和改进。

回转缸进油节流调速改为回油节流调速。采用回油节流调速，由于有背压力的存在，可以起到阻力作用，从而有效避免爬行现象，增加系统运动的平稳性；在平衡阀2的控制油路上增加单向节流阀，调节节流阀可以控制平衡阀2的换向速度，减少震动和冲击。

采用限压式变量泵保压，压力达到调定值时，泵的流量只需补充缸或阀的泄漏，因而，系统的功率损失较小，且能随泄漏量的变化而自动调整输出流量，因而其效率也较高。

在阀4、3之间增加1个两位三通电磁换向阀，当回转缸运行至出铁口时，无杆腔压力升高，换向阀换向与阀4接通，避免因阀4失效导致差动连接失效。

系统泄漏不可避免。对于液压缸和液压阀的内泄漏取决于密封、阀的结构形式、制造精度和配合精度，所以选用耐高温、密封性能好的密封件，选择经济实用的元件。

改造后的液压系统图如图2所示。

图2 改造后的液压系统图

4 结语

高炉泥炮液压系统通过以上改进后，系统运行平稳，回转缸、打泥缸保压稳定，能满足工况要求。

[1]雷天觉. 新编液压工程手册[M].北京：北京理工大学出版社,1998.

[2]吕忠伟等. 高炉泥炮液压系统的改进[J].液压与气动，2010.8

[3]马晓芳等. 大型高炉泥炮液压系统的故障分析及对策[J]. 梅山科技，2015.5