轧机除鳞喷射阀控制系统优化改造

韩永强

摘 要：该文主要介绍了中厚板轧制线粗轧机高压水除磷喷射阀的工作原理，分析现有高压水除鳞设备喷射阀存在的液压及控制问题，针对常见的设备故障进行分析总结，通过对现有高压水除鳞喷射阀控制系统加装皮囊式蓄能器稳定系统压力，减弱喷射阀换向带来的冲击，改造原有电磁换向阀系统为电液换向阀控制系统，加装节流调速阀组，有效地提高了控制系统的稳定性，极大地减少了喷射阀控制系统的故障。

关键词：喷射阀 除鳞 液压系统

中图分类号：TG333.4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（c）-0023-02

高压水除鳞系统设备分为站内和站外两部分组成。站内为高压水系统动力来源，主要有电机、偶合器、高压离心泵、止回阀、最小流量阀、最低液面阀、闸阀、高压气水罐等主要部件组成，站外高压水系统控制部分，主要有手动闸阀、喷射阀、集管、喷嘴等主要部件组成。高安水除鳞系统的运行决定着生产线能否正常运行，同时也对钢板表面质量起到决定性的作用。因此，保证高压水除鳞系统的高质量运行一直是设备管理的一个重要工作。

1 除鳞喷射阀简介

125EFC7PY-320-00喷射阀结构见图1。喷射阀的工作原理是A作为入口，泵出口的高压水由喷射阀A口流入主阀芯上腔，B口作为喷射阀的出口，连接除鳞集管和喷嘴。阀杆的升降是由先导液压控制装置来实现。这个装置中两位四通电磁换向阀与连接阀杆的液压缸两腔接通。当两位两通电磁阀得电时，液压缸上腔进入5MPa高压油，使缸内活塞带动阀杆向下移动。当阀杆下降时，主阀芯上腔高压水首先通过小阀口进人下腔，对管路起预充水作用。阀杆继续下降，使主阀芯打開，高压水通过B口流进集管，集管上的喷嘴按一定角度，将高压水喷射到钢板的表面，实现高压水喷射除鳞的过程。在喷射阀每次动作中，阀杆能否准确可靠下降，是整个喷射阀工作的基本保证。125EFC7PY-320-00喷射阀的主要性能规范见表1。

2 喷射阀控制系统存在的问题及原因分析

粗轧机除鳞系统中喷射阀控制系统原理图如下图2所示。喷射阀的控制系统压力取自粗轧机液压系统，系统压力为18MPa，经过一级减压后，满足喷射阀工作压力5MPa，喷射阀先导液压缸的动作，通过两位四通的电磁换向阀进行操作，常态下油缸处于上升状态，喷射阀关闭，当除鳞点需要除鳞时，电磁换向阀得电，油缸活塞迅速下压，喷射阀阀芯打开，高压水喷出。

在日常使用过程中存在以下几种故障。

（1）由于减压阀减压差为13MPa，进出口压力变化较大，随着喷射油缸的动作，减压阀阀口动作频发，减压阀很容易出现故障，主要表现为阻尼孔螺塞松脱，造成卡阻，减压失效。

（2）由于喷射阀动作频率较高，电磁换向阀动作频率较高，而且电磁换向阀吸力大，换向时间短，但冲击较大，噪声大，系统震动较为明显，过载时易烧毁。当减压阀损坏时，电磁换向阀工作压力较高，换向负载较大，造成换向阀极易损坏。

（3）由图2可以看出整个回路没有蓄能装置，换向冲击未能得到有效地缓冲，也极大地增加了液压阀损坏的频率。

该系统使用3年来，平均每年更换减压阀数量平均为10个，电磁换向阀更换数量平均为10个，因控制系统故障造成的停机时间约为400min/年。

3 改进措施

3.1 一次改造后

通过对改造前液压系统的分析及总结，决定在原有液压系统中增加蓄能器来减少系统压力的波动，并增加一组减压阀来减少进出口压差，提高减压阀的使用寿命。改造后的液压系统原理图如上图3所示。改造后控制系统稳定性有了较大改善，系统震动明显降低。运行一年来，换向阀及减压阀更换频率减少一半，同时故障时间也降低一半。

3.2 二次改造后

通过对喷射阀除鳞系统的进一步的分析及总结，决定采用电液换向阀替代电磁换向阀，为了减缓换向带来的液压冲击，在液压回路中加装双单向节流阀，取消原有系统的二级减压阀。改造一年来，整个液压系统基本没有出现过故障，液压阀也未曾出现过损坏，可以减少设备维修费近1万元/年，减少故障时间近200min，按3000元/t计算，可增加产值105万元/年，同时在一定程度上提高了设备的有效作业率，有效地保障了设备的运行。

4 结语

通过对高压水喷射阀控制系统的不断改造，喷射阀的故障率有效地得到了降低。在日常设备维护过程中，只要我们不断总结经验，分析设备故障的根本原因，很多设备故障点我们都能做到有效地克服。

参考文献

[1] 唐安生.鞍钢高压水除鳞喷射阀的改进[J].冶金设备管理与维修，2005，25（3）.

[2] 徐益民.电液比例控制系统分析与设计[M].北京：机械工业出版社，2005.

[3] 周士昌.液压气动系统设计运行禁忌470例[M].北京：机械工业出版社，2002.