板坯连铸机的液压伺服系统工作概述及其油品清洁度综合治理

宋瑞祥 杨年

摘要：液压伺服系统是板坯连铸机结晶器振动、扇形段轻压下的核心控制系统，液压伺服系统对其油品的清洁度要求极高。本文对板坯连住机液压伺服系统工作进行概述和其油品清洁度综合治理进行分析。

关键词：伺服系统；油品；清洁度

一、绪论

新钢第一炼钢厂4#板坯连铸机是公司引进意大利达涅利公司技术的宽厚板连铸机，设备精度要求高。采用结晶器自动调宽、液压振动、扇形段动态轻压下等先进技术，是新钢第一炼钢厂的重要生产线。结晶器振动、扇形段轻压下均为液压伺服系统。

二、结晶器工作原理概述

（1）结晶器控制系统的构成。

本控制系统可产生正弦、非正弦波形，可以根据用户输入正弦振动波形改变非对称性，也可以改变锯齿波的圆滑率。本系统调节振动频率和振动振幅是为了工艺参数（负脱滑时间、结晶器振痕）保持恒定值。

（2）结晶器控制系统设备功能。

液压振动控制系统有几个功能。a.伺服液压缸偏移对中：当控制结晶器振动的系统接到“油缸对中”信号，PLC驱动南北两侧的伺服液压缸进行上下振动，当油缸到达中间位置的时候，偏差控制在允许范围之内（只允许在测试的方式下进行）。b.手动升降：这是一个维护功能，通过转换开关任意选择A阀或B阀，都能够驱动油缸进行升/降动作（只允许测试方式下进行）。c.振动开始功能：开启结晶器振动是浇铸的先决条件之一，只有当主机的驱动投入生产时，本身才自动投入生产。d.振动停止功能：当浇铸生产在尾坯方式的时候且铸坯已经出了结晶器，才允许振动停止功能开启，停止结晶器振动。

三、结晶器振动、扇形段轻压下工艺概况

（1）结晶器的振动是两侧的伺服液压缸控制对中装置上下运动，这个运动防止浇铸中的钢水与结晶器的铜套产生粘结。振动靠两个高频运动液压缸获得，而每个液压缸又靠两个伺服阀控制（一个处于备用状态），一个专用液压单元（结晶器振动液压站）提供液压动力。两振动液压缸同步位置偏差小于0.2mm。液压缸的动作使结晶器以预期的频率、振幅和波形获得振动。结晶器在浇铸期间必须一直振动，振动中的结晶器如果以一个错误的波形振动或者不合适的一个振幅或频率，可能会导致铸坯表面质量出现问题，影响保护渣的正常消耗或者导致漏钢等。

（2）14套扇形段液压动力由主机液压站提供动力，每套扇形段轻压下功能由4个液压缸、4个伺服阀、4个位置传感器控制，夹送辊压下由2个液压缸、2个伺服阀、2个压力传感器、电子压差控制器控制液压缸压下力。

四、油品清洁度在液压伺服系统的重要性

板坯连铸机液压伺服系统的核心包括MOOG高频振动液压缸和力士乐4WSE3EE喷嘴伺服阀等。4WSE3EE喷嘴伺服阀的喷嘴与挡板的距离约0.03～0.04mm，喷嘴的直径为0.20mm左右，阀套与阀芯的活动间隙为1～3微米。它在接受电气模拟信号后，将小功率的微弱电气输入信号转换为相应的大功率的液压能（流量和压力）输出。如此高精密、高灵活的液压调节元件，要求工作液压油的清洁度一般为NAS1638 5～6级，假如油品的清洁度情况控制的较差就可能导致整个系统性能变差，比如阀套与阀芯的磨损颗粒会导致伺服阀喷嘴堵死或产生卡死现象，导致伺服阀失效，进而有可能会导致整个伺服系统瘫痪，所以保持液压伺服系统液压油的清洁度至关重要。

五、液压伺服系统中油品清洁度的劣化趋向分析

液压伺服系统经过长时间的运行后，油品的清洁度会明显下降，主要原因：

（1）负载重，使用频率高，液压元件就磨损的相对厉害，磨损中产生固体颗粒，使油品内污染物增多。

（2）现场环境粉尘较大，油污较多，工作环境恶劣。

（3）伺服阀动作频率高，阀套与阀芯摩擦产生大量的热量，油品产生焦化现象等。

（4）扇形段故障更换较多，检修过程中避免不了污染物浸入系统。

（5）频繁往液压站加注新油（新油一般NAS1638 9～10级 ）会降低系统的清洁度。

（6）系统的滤芯已国产化，部分国产滤芯质量不稳定，污染物不能有效控制。

六、液压伺服系统油品清洁度的综合治理

（一）做好液压伺服系统油品检测

液压伺服系统油品清洁度的检测有着严格的要求，每三个月对振动、主机液压站进行一次油样化验分析。另外油品清洁度存在劣化倾向的，要不定期的增加在线取样次数，在线选取油样地点一般为低压处取样（如低压泵出口、低压过滤器之前的测压点），测压软管接上测压点后必须放油一分钟左右，取完油样后记录取样位置、日期等。

（二）液压伺服系统的在线循环系统冲洗管理

结晶器振动和主机液压站本身配有循环过滤冷却系统，加强对循环系统的维护相当重要，确保过滤器及压差发讯装置、电子温度开关、电子压力开关、磁浮子液位计及发讯装置、空气滤清器、油箱回油过滤器出口底部备有永久磁铁等附件完好，要求班中点巡检三次并记录等措施，保证液压设备正常运行。

（三）新增线外过滤设备

液压站配备离心滤油机设备，吸油口接入油箱排污口，利用离心原理除去颗粒杂质，滤油机的真空功能可以去除油品中的水分，定期循环冲洗做好记录，保证油品清洁度达到设备使用要求。

（四）液压伺服系统关键元件的定期更换及冲洗制度

4#板坯连铸机经过多年运行，科学分析、找到规律，制定关键元件的定期更换和冲洗制度。

（1）振动伺服钢两年更换一次，伺服阀安装前先安装冲洗阀块循环冲洗，冲洗主要目的是为了去除整个系统管道或油路内壁的附着物，冲洗时间1h以上。

（2）振动液压站油箱容积4000L，液压油2.5年左右更换一次；主机液压站油箱油箱容积6000L，3.5年左右更换一次。

（3）弧形扇形段、矫直扇形段油缸2.5年左右更换一次，水平扇形段油缸3年更换一次等。分别把油缸有杆腔和无杆腔软管相接，伺服阀拆下，安装冲洗板进行液压系统循环冲洗。

（4）两个液压站冲洗设定压力5MPa-10MPa，先解除壓力开关连锁，然后把系统的减压阀和安全阀压力调至为0MPa左右，使回油路无压力，保证回油顺畅，如果回油背压太高大于1MPa，可以拆除安全阀阀芯。

七、结语

液压伺服系统中，70%的液压故障是由于液压油的污染而造成的，油品污染的控制是十分重要的。了解并掌握液压伺服系统工作概况，才能有效的对油品进行综合治理，预防因油品清洁度问题而造成的设备故障。

作者简介：宋瑞祥（1989-），男，河南扶沟人，现场助理工程师，从事炼钢设备管理工作。