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(wú)料鐘爐頂。采用液壓及計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的料流調(diào)節(jié)閥和水冷齒輪箱帶動(dòng)的布料溜槽進(jìn)行靈活、均勻布料，并采用軟硬密封，實(shí)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(dòng)設(shè)計(jì)，一旦出現(xiàn)故障將導(dǎo)致整個(gè)爐頂設(shè)備無(wú)法正常工作，造成高爐長(zhǎng)時(shí)間減風(fēng)或休風(fēng)。本文根據(jù)馬鋼使用無(wú)料鐘爐頂設(shè)備近9年的經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)地分析爐頂裝料的工藝流程和每個(gè)部件的工作原理，對(duì)料流調(diào)節(jié)閥開(kāi)關(guān)異常進(jìn)行綜合診斷分析，從外部現(xiàn)象準(zhǔn)確地確定故障的部位和發(fā)生原因，針對(duì)不同的情況采取相應(yīng)排除措施，以最短的時(shí)間、最簡(jiǎn)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(jiàn)表1。 2 常見(jiàn)開(kāi)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(dòng)引起的開(kāi)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(guò)一段時(shí)間的使用，加上長(zhǎng)期的爐料沖擊，導(dǎo)致料流調(diào)節(jié)閥襯板松動(dòng)，或襯板磨損后螺栓松動(dòng)離開(kāi)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(jì)間隙要求在1O15mm，以防止關(guān)閉門(mén)后漏料，所以一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象，閘門(mén)在閉合時(shí)有剛性沖擊，極易造成閘門(mén)卡死，料流調(diào)節(jié)閥無(wú)法開(kāi)關(guān)。表1 料流調(diào)節(jié)閥性能參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)設(shè)計(jì)壓力，MPa2.7工作壓力，MPa2.45工作溫度，C120180油缸型號(hào)，mm100/70470油缸活塞桿直徑，mm70油缸全行程，mm470油缸簡(jiǎn)直徑，mm100油缸工作壓力，MPa20旋轉(zhuǎn)最大角度63o開(kāi)口精度2o開(kāi)啟、關(guān)閉時(shí)間，s6料流調(diào)節(jié)閥通徑，mmDN750 排除方法：首先判斷有無(wú)硬性卡阻的聲音，再查看油缸工作壓力有無(wú)升高現(xiàn)象。確定后，采取多次強(qiáng)迫開(kāi)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(dòng)襯板或撞彎卡阻的螺桿，一般能暫時(shí)恢復(fù)自由開(kāi)關(guān)。如強(qiáng)迫沖擊10余次無(wú)效果，只有休風(fēng)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(kāi)但關(guān)不到位 高爐上料是由槽下料倉(cāng)通過(guò)上料主皮帶輸送到爐頂，在上料過(guò)程中磨損的料倉(cāng)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(jì)算機(jī)上的關(guān)閉信號(hào)無(wú)，趕快去現(xiàn)場(chǎng)確定油缸活塞桿位置是否完全壓到位。若沒(méi)有完全壓到位，并且開(kāi)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(shí)，無(wú)法從外部解決，必須休風(fēng)進(jìn)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(kāi)關(guān)動(dòng)作緩慢 料流調(diào)節(jié)閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)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(kāi)關(guān)異常。 排除方法：如發(fā)現(xiàn)料閘開(kāi)關(guān)動(dòng)作變慢，但料閘開(kāi)關(guān)平穩(wěn)且內(nèi)部沒(méi)有沖擊現(xiàn)象，可以排除機(jī)械卡阻，把檢查重點(diǎn)放在液壓系統(tǒng)上。這時(shí)，因液壓系統(tǒng)問(wèn)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(kāi)關(guān)正常。液壓和電氣同時(shí)檢查液壓閥臺(tái)及電磁閥電控回路，判斷是液壓閥臺(tái)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(guò)小。這時(shí)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(dāng)調(diào)大能迅速排除故障。 2.4 因外部四連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障引起的開(kāi)關(guān)卡阻 料流調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作由四連桿機(jī)構(gòu)將油缸的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)動(dòng)作，四連桿機(jī)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(shí)，必須首先排除四連桿機(jī)構(gòu)的異常。 排除方法：在現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)檢查四連桿機(jī)構(gòu)的鉸接處和各銷(xiāo)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(jī)構(gòu)，也可能四連桿的銷(xiāo)軸長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生松動(dòng)退出，退出部分與其相鄰連桿之間產(chǎn)生卡阻，導(dǎo)致無(wú)法正常運(yùn)動(dòng)，要將退出的銷(xiāo)軸進(jìn)行復(fù)位并固定，將銷(xiāo)軸注油潤(rùn)滑保持靈活轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)。排除上述兩種故障后，四連桿機(jī)構(gòu)仍然運(yùn)行不靈活，可能是軸承缺油，必須對(duì)機(jī)構(gòu)前后軸承強(qiáng)制注油恢復(fù)潤(rùn)滑功能，這樣四連桿機(jī)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(kāi)關(guān)失靈 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)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(fēng)也無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)設(shè)備功能，只有等到高爐20h以上的年修時(shí)更換下部閥箱來(lái)排除故障，如何維持生產(chǎn)是我們?cè)O(shè)備工作者探索的目標(biāo)。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(shí)，易形成氣流通道，這樣高爐煤氣的灰塵等雜質(zhì)會(huì)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(kāi)關(guān)。 料流調(diào)節(jié)閥轉(zhuǎn)動(dòng)軸承異常分別于1998年l1月和2002年l1月出現(xiàn)過(guò)2次。開(kāi)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(dòng)軸承滾道進(jìn)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(kuò)大，引起料閘漏料，在開(kāi)閉料閘時(shí)，四連桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)較大。我們采取對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承強(qiáng)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(shí)，油缸完全不能動(dòng)作。 排除方法有二： (1)采用將油缸直徑加大的辦法來(lái)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(dòng)跡象)。先計(jì)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(jì)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(shí)料閘系統(tǒng)又可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)了。 (2)采取增加油缸活塞桿頭部連接處力臂長(zhǎng)度的方法。因?yàn)楣收习l(fā)生時(shí)可能沒(méi)有現(xiàn)成的加大油缸，如果不及時(shí)處理，高爐無(wú)法正常生產(chǎn)，所以采取加長(zhǎng)力臂長(zhǎng)度可非?？旖莸嘏懦收?。 B為加長(zhǎng)力臂400mm，將力臂A 兩側(cè)焊接翼板，并加工銷(xiāo)軸孔C，將油缸通過(guò)軸銷(xiāo)同桿B相連，這樣原桿A的長(zhǎng)度變?yōu)锳+B，使旋轉(zhuǎn)點(diǎn)D的轉(zhuǎn)矩增大，以克服軸承的卡阻使之重新轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在短時(shí)間內(nèi)搶出加大油缸的制作時(shí)間，待加長(zhǎng)力臂仍無(wú)法解決卡阻時(shí)，再將加大油缸換上。生產(chǎn)實(shí)踐表明，使用這種方法一般能堅(jiān)持1個(gè)月以上，能保證