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1、KD100型液压泥炮故障分析与改造摘要液压泥炮是高炉的关键设备,液压泥炮发生故障造成高炉减风、休风成为制约高炉生产的瓶颈。分析液压泥炮不同故障产生的原因并制定相应解决方案,从而有效地保证液压炮稳定运行,保证了高炉的正常生产。关键词高炉液压泥炮故障分析改造1概述BG75型改为KD100型。与BG75型液压泥炮相比,KD100型液压泥炮采用斜底座,没有单独的压炮机构,其压炮动作是伴随着转臂的回转过程完成的,因此具有结构简单、操作方便的特点。但是,在KD100型液压泥炮使用前期也发生了很多故障:主要有液压泥炮堵口时炮口漏泥,液压管路漏油,吊挂机构鞍座与上盖之间的连接螺钉断
2、、鞍座及打泥机构整体脱落等,多次造成了高炉减风、休风,成为制约高炉生产的瓶颈。2故障分析及改进2.1液压泥炮堵口时炮口漏泥2.1.1压炮力不足造成炮口漏泥液压泥炮堵口时,如果炮嘴对铁口泥套的压紧力不足,液压炮打泥时炮泥对炮嘴产生的反作用力就会破坏炮嘴与泥套的密封程度,造成炮口漏泥。液压泥炮的动作由以下几个运动组成:回转油缸-V形杆-机架组成的曲柄滑块运动,V形杆-小连杆-转臂-机架组成的四连杆运动,转臂-吊挂机构-控制连杆-机架组成的四连杆运动,以及打泥机构的装泥和打泥运动。液压泥炮系统工作压力P=16MPa,回转油缸活塞直径D1=140mm,打泥油缸活塞直径为D2
3、=300mm,打泥泥塞直径D3=450mm,炮嘴内径D4=2246176N。如图1所示,液压炮在堵铁口状态时,L1=730mm,L2=350mm,L3=400mm,L4=2161mm,在V形杆-小连杆-转臂-机架组成的四连杆中,由力矩平衡得:F1!L1=F2!L2F3!L3=F4!L4由于小连杆为二力杆,故F2=F3由以上三式可得,堵铁口时的压炮力F4=95039N。液压炮打泥时炮泥对炮嘴产生的反作用力的裕量=F4-F5=14655N,满足压炮力裕量最低要求为20000~30000N。因此,如果系统压力波动或因机构磨损而使力的传递效率降低,都会引起压炮力下降,炮嘴与
4、泥套的密封程度降低,进而导致炮口漏泥。图1处于堵口状态的液压泥炮简图1打泥机构;2吊挂机构;3转臂;4控制连杆;5小连杆;6回转油缸;7V形杆;8机架解决方法有两个:1)增大系统的工作压力以增大压炮力。当系统工作压力增大到P=22MPa时,压炮力F4=130679N,炮泥对炮嘴反作用力F5=110528N,裕量为20151N;当系统工作压力增大到P=33MPa时,压炮力F4=196019N,炮泥对炮嘴反作用力F5=165792N,裕量为30227N。可以看出,增大系统的工作压力,虽然压炮力增大,但炮泥对炮嘴的反作用力也随之增大,因此裕量提高并不明显。2)增大回转油缸
5、的活塞直径以增大压炮力。回转油缸的活塞直径增大到D1=160mm,系统工作压力仍保持P=16MPa,炮泥对炮嘴的反作用力F5=80384N不变,而回转油缸推力F1=321536N,压炮力F4=124134N,则裕量为43750N>20000~30000N,完全可以确保炮嘴与泥套紧密接合。因此,选择增大回转油缸的活塞直径以增大压炮力的方法。2.1.2保压性能差造成漏泥图2改进前液压炮手动阀台工作原理图1手动换向阀;2液控单向阀;3单向节流阀;4高压软管由于液压系统保压性能差使打泥过程中液压炮回转机构产生后退造成漏泥,图2是三钢KD100型液压炮改进前的手动操作阀台工作
6、原理图,可以看出,手动换向阀1.2在右位时,液压炮回转油缸活塞杆伸出,回转机构前进,当液压炮炮嘴压住铁口泥套且回转油缸无杆腔的压力升至系统工作压力后,手动换向阀1.2切换至中位,紧接着手动换向阀1.1由中位切换至右位开始打泥,在打泥的动作过程中,回转油缸无杆腔的保压是由液控单向阀2.1来控制完成。但是,在手动换向阀1.2从右位切换至中位时,回转油缸和手动换向阀1.2之间的油路被切断闭死,回转油缸有杆腔到手动换向阀1.2之间的油路仍保持有一定的压力,即液控单向阀2.1的控制油路仍有压力存在,以至液控单向阀的阀芯处于浮动状态而不能立即关闭,直至由于手动换向阀1.2内泄使
7、得液控单向阀2.1的控制油路泄压,液控单向阀才能完全关闭,而在此过程中,回转油缸无杆腔的压力由于液控单向阀没有关闭随着手动换向阀1.2的内泄而下降,因此,泥炮的压炮力在打泥过程中逐渐下降,当压炮力低于炮泥对炮嘴产生的反作用力时,液压炮的回转机构便发生后退,造成炮嘴脱离泥套而发生炮口漏泥的现象。解决方法:将手动换向阀型号由原来的34SM-B20H-T改为DMG-06-3C60-50,手动换向阀DMG-06-3C60-50具有H型滑阀过渡机能,如图3所示,当液压炮回转油缸活塞杆伸出,炮嘴压住铁口泥套且回转油缸无杆腔的压力升至系统工作压力后,手动换向阀1.2从右位切换
