馬鋼2500m3高爐料流調(diào)節(jié)閥故障診斷分析.doc

馬鋼2500m3高爐料流調(diào)節(jié)閥故障診斷分析馬鋼2500m3高爐采用了PW型串罐式無料鐘爐頂。采用液壓及計算機自動控制的料流調(diào)節(jié)閥和水冷齒輪箱帶動的布料溜槽進行靈活、均勻布料，并采用軟硬密封，實現(xiàn)了大型高爐的高壓操作。由于現(xiàn)代化的爐頂設(shè)備精密復(fù)雜，出現(xiàn)故障有一定的隱蔽性，尤其料流調(diào)節(jié)閥是正常布料的關(guān)鍵設(shè)備，而且是全封閉傳動設(shè)計，一旦出現(xiàn)故障將導(dǎo)致整個爐頂設(shè)備無法正常工作，造成高爐長時間減風或休風。本文根據(jù)馬鋼使用無料鐘爐頂設(shè)備近9年的經(jīng)驗，詳細地分析爐頂裝料的工藝流程和每個部件的工作原理，對料流調(diào)節(jié)閥開關(guān)異常進行綜合診斷分析，從外部現(xiàn)象準確地確定故障的部位和發(fā)生原因，針對不同的情況采取相應(yīng)排除措施，以最短的時間、最簡單的處理方法、最少的生產(chǎn)損失，迅速果斷地排除故障。 1 料流調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式與性能參數(shù) 料流調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)如圖1所示。料流調(diào)節(jié)閥性能參數(shù)見表1。 2 常見開關(guān)異常故障診斷及排除方法 2.1 因料流調(diào)節(jié)閥上、下料襯板松動引起的開關(guān)異常 料流調(diào)節(jié)閥上、下閥體表面各襯有6塊高合金鑄鐵襯板，由連接螺栓固定，但通過一段時間的使用，加上長期的爐料沖擊，導(dǎo)致料流調(diào)節(jié)閥襯板松動，或襯板磨損后螺栓松動離開原始固定位置，產(chǎn)生了上、下料閘之間或上料閘表面與導(dǎo)料管口之間產(chǎn)生卡阻。由于它們之間的設(shè)計間隙要求在1O15mm，以防止關(guān)閉門后漏料，所以一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象，閘門在閉合時有剛性沖擊，極易造成閘門卡死，料流調(diào)節(jié)閥無法開關(guān)。表1 料流調(diào)節(jié)閥性能參數(shù)項目參數(shù)設(shè)計壓力，MPa2.7工作壓力，MPa2.45工作溫度，C120180油缸型號，mm100/70470油缸活塞桿直徑，mm70油缸全行程，mm470油缸簡直徑，mm100油缸工作壓力，MPa20旋轉(zhuǎn)最大角度63o開口精度2o開啟、關(guān)閉時間，s6料流調(diào)節(jié)閥通徑，mmDN750 排除方法：首先判斷有無硬性卡阻的聲音，再查看油缸工作壓力有無升高現(xiàn)象。確定后，采取多次強迫開關(guān)料流調(diào)節(jié)閥，利用上、下料閘之間的沖擊力，振脫松動襯板或撞彎卡阻的螺桿，一般能暫時恢復(fù)自由開關(guān)。如強迫沖擊10余次無效果，只有休風后迅速拆除更換襯板或更換螺栓以徹底解決。 2.2 剛性異物卡阻料流調(diào)節(jié)閥只能開但關(guān)不到位 高爐上料是由槽下料倉通過上料主皮帶輸送到爐頂，在上料過程中磨損的料倉壁板或圓鋼或角鋼頭，偶然的情況下隨爐料一起裝入爐頂正好卡在料閘之間，導(dǎo)致料閘關(guān)不到位和下密封閥夾緊不到位或旋轉(zhuǎn)不到位。 排除方法：如發(fā)現(xiàn)料流調(diào)節(jié)閥在計算機上的關(guān)閉信號無，趕快去現(xiàn)場確定油缸活塞桿位置是否完全壓到位。若沒有完全壓到位，并且開關(guān)停止位置比較固定，又有明顯的剛性沖擊，則表明有剛性異物卡阻，這時，無法從外部解決，必須休風進料閘用氣割割除異物，消除隱患，恢復(fù)正常上料。 2.3 因液壓系統(tǒng)故障引起的開關(guān)動作緩慢 料流調(diào)節(jié)閥的開關(guān)動作是靠液壓油缸執(zhí)行的，油缸是由爐頂液壓站控制的，所以液壓系統(tǒng)的故障也能引起料流調(diào)節(jié)閥開關(guān)異常。 排除方法：如發(fā)現(xiàn)料閘開關(guān)動作變慢，但料閘開關(guān)平穩(wěn)且內(nèi)部沒有沖擊現(xiàn)象，可以排除機械卡阻，把檢查重點放在液壓系統(tǒng)上。這時，因液壓系統(tǒng)問題可能導(dǎo)致油缸活塞桿停止位置不固定，且推行緩慢，從液壓站頂電磁閥試一下，油缸應(yīng)開關(guān)正常。液壓和電氣同時檢查液壓閥臺及電磁閥電控回路，判斷是液壓閥臺系統(tǒng)節(jié)流閥口有異物堵塞，還是控制電磁閥輸入電流過小。這時液壓節(jié)流閥更換或清洗，電磁閥電氣控制放大板輸入電流適當調(diào)大能迅速排除故障。 2.4 因外部四連桿傳動機構(gòu)故障引起的開關(guān)卡阻 料流調(diào)節(jié)閥的動作由四連桿機構(gòu)將油缸的直線運動變?yōu)樾D(zhuǎn)動作，四連桿機構(gòu)暴露在下部閥箱的外部，較容易檢查，但其故障現(xiàn)象容易同其他故障混淆，所以在判斷其他故障原因時，必須首先排除四連桿機構(gòu)的異常。 排除方法：在現(xiàn)場仔細檢查四連桿機構(gòu)的鉸接處和各銷軸，可能產(chǎn)生鉸接處有剛性異物卡阻，要清理異物，吹掃四連桿機構(gòu)，也可能四連桿的銷軸長期運行產(chǎn)生松動退出，退出部分與其相鄰連桿之間產(chǎn)生卡阻，導(dǎo)致無法正常運動，要將退出的銷軸進行復(fù)位并固定，將銷軸注油潤滑保持靈活轉(zhuǎn)動的狀態(tài)。排除上述兩種故障后，四連桿機構(gòu)仍然運行不靈活，可能是軸承缺油，必須對機構(gòu)前后軸承強制注油恢復(fù)潤滑功能，這樣四連桿機構(gòu)就可以正常工作，消除卡阻。 2.5 因軸承組件卡阻造成的開關(guān)失靈 轉(zhuǎn)動機構(gòu)軸承組件卡阻引起的故障是最致命的故障，比較難以處理，就是高爐休風也無法在短時間內(nèi)恢復(fù)設(shè)備功能，只有等到高爐20h以上的年修時更換下部閥箱來排除故障，如何維持生產(chǎn)是我們設(shè)備工作者探索的目標。先分析故障產(chǎn)生的原因，料流調(diào)節(jié)閥內(nèi)側(cè)軸承密封裝于下部閥箱內(nèi)部，經(jīng)常經(jīng)受爐頂高溫烘烤，易引起內(nèi)側(cè)軸承密封件老化，降低密封效果，如果外側(cè)的密封性能差時，易形成氣流通道，這樣高爐煤氣的灰塵等雜質(zhì)會粘附在有油脂的軸承滾道上，造成軸承摩擦力增大，引起軸承劣化，逐漸地影響料流調(diào)節(jié)閥的開關(guān)。 料流調(diào)節(jié)閥轉(zhuǎn)動軸承異常分別于1998年l1月和2002年l1月出現(xiàn)過2次。開始是料流調(diào)節(jié)閥外側(cè)軸承密封處出現(xiàn)輕微漏氣現(xiàn)象，引起轉(zhuǎn)動軸承滾道進入煤氣灰塵，隨后幾天，出現(xiàn)油缸工作壓力上升，接近液壓系統(tǒng)壓力(如圖2所示)。料閘關(guān)閉角度差7o 8o，并逐步擴大，引起料閘漏料，在開閉料閘時，四連桿機構(gòu)擺動較大。我們采取對轉(zhuǎn)動軸承強制加油后，油缸工作壓力又上升到系統(tǒng)壓力，料流調(diào)節(jié)閥工作到第14天左右時，油缸完全不能動作。 排除方法有二： (1)采用將油缸直徑加大的辦法來增加油缸推力(用2t手拉葫蘆拉在力臂上，發(fā)現(xiàn)有轉(zhuǎn)動跡象)。先計算原油缸的最大推力： F1=P1S1=P1(1/2D1)2=203.14251O-4=15700(N) 然后將油缸的活塞直徑加大到125mm，計算增加的推力： F2/F1=P2S2/P1S1=S2/S1=D22/D12=1252/1002=1.56 F=F2-F1=8792(N) 增大油缸直徑可以增大8792N推力，這時料閘系統(tǒng)又可以靈活轉(zhuǎn)動了。 (2)采取增加油缸活塞桿頭部連接處力臂長度的方法。因為故障發(fā)生時可能沒有現(xiàn)成的加大油缸，如果不及時處理，高爐無法正常生產(chǎn)，所以采取加長力臂長度可非?？旖莸嘏懦收?。 B為加長力臂400mm，將力臂A 兩側(cè)焊接翼板，并加工銷軸孔C，將油缸通過軸銷同桿B相連，這樣原桿A的長度變?yōu)锳+B，使旋轉(zhuǎn)點D的轉(zhuǎn)矩增大，以克服軸承的卡阻使之重新轉(zhuǎn)動，這樣在短時間內(nèi)搶出加大油缸的制作時間，待加長力臂仍無法解決卡阻時，再將加大油缸換上。生產(chǎn)實踐表明，使用這種方法一般能堅持1個月以上，能保證