炉前液压控制系统优化改进

罗南金

（福建三钢闽光股份有限公司炼铁厂 365000）

1 概述

随着电动泥炮和气动开口机逐步被液压泥炮和液压开口机取代，炼铁厂5#高炉炉前目前采用YYZ3020T 液压开口机和FT3080 液压泥炮设备，两种设备共用一套液压控制系统（详见图1）进行控制，通过手动换向阀既可以完成泥炮的打泥和回转动作，也可完成开口机的振打、旋转、进给及回转动作。

2 改造前炉前液压控制系统存在问题

图1 为改造前炉前液压控制系统原理图，该系统由三台（两用一备）斜轴式手动变量柱塞泵供油，通过溢流插装阀调节系统压力，经方向插装阀流至开口机泥炮切换阀。通过开口机泥炮切换阀将压力油液送至泥炮阀台或开口机阀台，完成泥炮和开口机各项动作。改造前开口机、泥炮及液压动力站使用过程中存在以下问题：

开口机液压控制系统存在的问题：因开口机液压系统中开口机的振打、小车后退及开口机后退压力无法根据现场实际使用情况单独可调，时常造成①开口机开完铁口后无法及时退出，导致开口机前挂板烧损严重；②小车后退时，对开口机机架上的后缓冲装置冲击较大，时常造成开口机后缓冲装置被撞坏等问题。

泥炮液压控制系统存在的问题：①泥缸填装炮泥过程、铁口校对修复过程及堵铁口作业时需两人或两人以上协同配合完成操作，存在操作不便及安全隐患等问题；②泥炮安全阀设置于打泥回路之后，当打泥压力过高（超安全阀压力）时，安全阀无法起到卸荷保护作用，易引起油管或阀门爆裂等安全隐患。

液压动力站存在的问题：当开口机泥炮切换阀处在“开口机工作位”时，如启动油泵会造成主油泵带载启泵，大大缩短了主油泵使用寿命。

3 炉前液压控制系统优化改造

本次炉前液压控制系统改造根据炉前泥炮自动控制要求，对泥炮打泥和转炮的换向阀进行重新选型和控制回路进行改进；另对动力站溢流插装阀、开口机液压控制阀台等进行优化改进，具体改造内容如下：

3.1 泥炮打泥和转炮的换向阀改型实现遥控功能

原泥炮转炮的手动换向阀（型号DMG-06-3C60-50）的中位机能为M 型，泥炮堵口保压效果差。将原泥炮操作阀台液压控制系统的手动换向阀更换成电液动手动换向阀（原理图见图2），实现遥控和手动操作（备用）泥炮。该电液动手动换向阀的选型具体如下：①保持原泵站不变，即提供油液的压力与流量不变，选取与原DMG-06 系列手动换向阀压降特性曲线相同的换向阀，且其阀体上部预留有先导控制油路，可供加装电磁换向阀完善先导控制油路，完成电液控和手动操作换向，经查阅资料进行选型对比，选择H-4WMM25 系列手动换向阀满足选型要求；②所选H-4WMM25 系列手动换向阀控制和泄漏方式为内控外排式，先导控制油路的压力控制油由P 口提供，即手动换向阀处中位状态时P 口有压力；③为保证泥炮堵口时的保压效果，泥炮液压系统的进炮油路上设置了液控单向阀，要求手动换向阀处中位状态时AB 口与T 口相连，达到卸荷作用。

综上所述，选取由电磁换向阀（型号：4WE6J61B/CG24N9Z5L）和手动换向阀（型号：H-4WMM25J50B）组合而成的电液动手动换向阀替代原手动换向阀（型号：DMG-06-3C60-50），既可以完成手动操作，也可完成电液控操作；同时改善了泥炮堵口时的保压效果。

3.2 炉前液压控制系统回路改进

3.2.1 炉前泥炮阀台控制油路改进

3.2.1.1 改造前（见图1）泥炮的打泥与转炮手动换向阀的中位机能均为M 型，打泥与转炮之间采用串联型式回路。改造后（见图2）泥炮的打泥与转炮手动换向阀选择中位机能均为Y 型，打泥与转炮动作只能采用并联型式回路，保证打泥与转炮的正常动作。

3.2.1.2 因泥炮堵口时需保压堵住铁口约20 分钟（即要求在此期间打泥和转炮液压控制回路能保住压力），因改造后的手动换向阀中位机能为Y 型，原打泥动作的液压控制回路无法满足保压要求，需在打泥液压控制回路上增设液控单向阀；根据液控单向阀的压力流量曲线，通径30 的液控单向阀满足炉前液压控制系统最大流量要求，选取型号为SV30PA1-30B 的液控单向阀。中位机能为Y 型的手动换向阀搭配液控单向阀组合而成的保压回路，较中位机能为M 型的手动换向阀保压效果更好。

3.2.1.3 为防止泥炮长时间进行遥控操作（即炉前液压系统长时间溢流）而造成油温过高，将原泥炮液压系统的安全阀（即先导式溢流阀，型号：DB30-2-50B/315）改成先导式电磁溢流阀（型号：DBW32A-3-50B/315Y/6BG24N），选用先导式电磁溢流阀后，有效地解决因长时间操作液压泥炮导致油温过高的问题。将该安全阀移位至泥炮液压控制系统的主油路上（见图2），使打泥和转炮动作时，安全阀均能起到卸荷保护作用。

3.2.2 炉前开口机阀台控制油路改进

为实现开口机振打、进给及回转压力均可单独根据使用情况进行调节，在开口机振打、进给及回转液压控制油路上分别增设了叠加式减压阀，详见图2。

3.2.3 炉前动力站液压控制系统改进

为防止主油泵带载启泵，将主油泵出口处的溢流插装阀（见图1）改成先导式电磁溢流插装阀（见图2）。即启泵时，先导式电磁溢流插装阀得电卸荷，主油泵空载启动，3S 后，先导式电磁溢流插装阀失电，系统升压。

3.3 改造后炉前液压控制系统要点

结合以上改进措施，改造后的炉前液压控制系统原理见图2，启泵时先导式电磁溢流插装阀得电卸荷，主油泵空载启动，3S 后，先导式电磁溢流插装阀失电，系统升压至系统压力后，通过开口机泥炮切换阀控制开口机或泥炮进行动作。

开口机泥炮切换阀切换至泥炮工作位，机旁控制面板上的“遥控/手动”按钮切换至遥控工作位，泥炮安全阀（先导式电磁溢流阀）得电卸荷；使用遥控器远程遥控电磁换向阀对泥炮进行进炮、打泥、退炮或退泥操作时，安全阀失电系统升压，设备动作。机旁控制面板上的“遥控/手动”按钮切换至手动工作位时（如遇到遥控器损坏、电磁线圈烧损或电气系统等电气故障），泥炮安全阀失电系统升压，通过阀台上的手动换向阀可进行手动操作，以保证设备正常运行。

当开口机泥炮切换阀切换至开口机工作位，开口机控制系统的溢流阀将系统压力降至开口机系统所需压力（新开口机液压控制系统调压至15MPa），调节开口

机振打、进给、回转压力，并通过开口机各动作的手动换向阀完成开口机所需各项动作。

4 结束语

5#高炉炉前液压控制系统经过本次优化改进，并配套电气自动控制系统投入使用后，操作人员既可在现场携带远程遥控器对炉前泥炮进行操作控制，有效的减少炉前操作人员的工作量，提高工作效率，也可通过泥炮液压阀台上的手动换向阀进行手动操作。同时对开口机及动力站的液压控制系统进行了部分优化改进，提高主油泵及开口机设备的使用寿命。