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摘要：本文介绍了宝钢集团八钢公司第二炼钢厂RH精炼炉液压系统的原理、系统原件的特点及故障，分析了故障原因，并征对相应的故障点做了优化和改进，消除了故障，产生了良好的效果。
关键词：RH精炼炉液压系统 系统振动 插装阀 故障
RH（即真空循环脱气）系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。要实现钢材成分特别是有害气体元素的精确控制，RH 真空精炼处理炉是目前高端钢材不可或缺的冶炼设备 。但是八钢二炼钢120吨RH精炼炉自投产以来，RH钢包升降液压系统的故障率就一直较高，已经严重影响到RH精炼炉的正常生产。
1.RH液压系统在运行中存在的问题
在RH精炼装置中，RH钢包升降液压系统是其中一个重要的组成部分。RH钢包升降液压系统是用于在钢包处理位，通过顶升钢包台车来升降盛有钢水的钢包，使RH真空槽浸渍管插入钢水液面下一定深度后进行真空脱气的处理系统，待钢水处理结束后，再将钢包台车降到钢包台车轨道上。RH精炼炉投产后发现：
（1）顶升油缸在顶升重包（盛满钢水的钢包）时，在顶升和停止的瞬间液压系统的噪音和振动非常大，经常出现液压泵出油压力管路爆裂漏油事故，在满负荷生产时基本上每周都要出现2-3次管路爆裂漏油事故。
（2）实现工位切换的插装阀漏油频繁，满负荷生产时基本上每两天就会发生一次漏油事故。在频繁拆解处理漏油时发现插装阀顶部端盖密封圈经常断裂且磨损严重，密封件安装过渡端盖与弹簧的接触面磨损严重，如下图一所示，插装阀阀芯弹簧在使用不到一个月就磨损变形严重。
图一（严重磨损的插装阀密封件安装过渡端盖）
2.RH液压系统存在问题的分析及措施
顶升油缸在顶升重包（盛满钢水的钢包）时，在顶升和停止的瞬间液压系统的噪音和振动非常大，我们可以从以下两方面进行分析：
①外负载阻力大，且可能有卡塞现象，震荡阻力传递至液压系统，使得系统噪音和振动非常大。不考虑卡塞阻力，单从顶升重量考虑，满包铁水有120吨，再加钢包、钢包车、顶升框架的重量，总重量超过240吨，从这点不难看出，液压系统所承载负荷是非常大的，但这部分负荷是生产必须，无法剔除或者减少。从卡塞阻力考虑，我们检查了钢包车顶升框架导轨及导轮，发现1#工位东北角和东南角导轮间隙太大，2#工位东南角和西南角的导轮间隙较大，两个工位钢包在顶升过程中都有晃动现象。解决方案：将两个工位顶升框架的导轮间隙按照图纸要求进行整体调整，保证钢包车在升降过程中即无晃动现象，也无卡塞现象。
②液压系统可能存在设计缺陷或者控制不合理之处，导致系统运行时噪音大，振动大。从这点考虑我们首先对系统原理进行简单介绍，如下图二、图三所示，当1#工位顶升时，比例溢流阀526、电磁换向阀527DT9a、电磁换向阀509.1同时得电，图二中比例溢流阀526和电磁换向阀527DT9a同时得电，控制泵的压力油进入主油泵控制系统，主油泵建立压力，图三中电磁换向阀509.1得电，压力油P将2#工位的插装阀510.2锁死，并通过1#工位的插装阀510.1进入到1#工位顶升缸，1#工位完成顶升动作。当1#工位下降时，液控单向阀508.1、比例溢流阀526、电磁换向阀527DT9b同时得电，液控单向阀508.1得电将液压锁503.2打开，同时图二中比例溢流阀526和电磁换向阀527DT9b同时得电，控制泵的压力油进入主油泵控制系统，主油泵失压后实现马达的功能，油缸中的液压油由于重力作用將插装阀511.1的弹簧顶开顺原管路返回油箱。从液压系统原理看，各种阀的得电配合顺序是合理的，但是在实现顶升、停止和下降功能的瞬间，比例溢流阀526所给的电压值是定值，也就是说控制泵的压力油会迅速进入液压泵控制系统来实现液压泵建立压力和失去压力的功能，导致的结果是系统压力会瞬间建立或瞬间失去，这样在开启和阻断点上系统本身就会产生很大的自振动，再加上外负载较大，外负载的力量传递至液压系统，系统振动会更大。解决方案：对比例溢流阀电压控制程序进行优化改造，使油缸在顶升和停止的一刹那，速度按照斜坡原理运行，也就是说主油泵建议压力和失去压力都是在一定时间内完成的，系统压力是慢慢建立和慢慢失去的。
图二（主油泵控制系统原理图）
图三（钢包顶升插装阀部位原理图）
3.优化改进后的效果
RH顶升缸在顶升和停止的一瞬间，噪音和振动均明显减小，改进前后比较，至少都减小了一倍多，在改进后的近一年时间里，再未发生过液压系统爆管漏油事故；插装阀的故障漏油频次明显降低，在改造后的近一年时间里未发生过一起插装阀漏油事故；液压系统的漏油量也得到明显控制，改进前液压系统平均月消耗液压油800L以上，改进后近一年时间，液压系统仅仅消耗360L液压油。RH液压系统优化改进项目在得到维护人员、操作人员及厂领导一致好评的同时又在炼钢厂QC成果发布上取得了优异的成绩。
参考文献：
[1]黄志坚.液压设备故障分析与技术改进[M].华中理工大学出版社，1999.
[2]何存兴.液压元件[M].北京：机械工业出版社，1989.
[3]刘忠，杨国平.工程机械液压传动原理、故障诊断与排除[M].北京：机械工业出版社，2004.
[4]范存德.液压技术手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，2004.
[5]GB 50231-2009 机械设备安装工程施工及验收通用规范.
关键词：RH精炼炉液压系统 系统振动 插装阀 故障
RH（即真空循环脱气）系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备。要实现钢材成分特别是有害气体元素的精确控制，RH 真空精炼处理炉是目前高端钢材不可或缺的冶炼设备 。但是八钢二炼钢120吨RH精炼炉自投产以来，RH钢包升降液压系统的故障率就一直较高，已经严重影响到RH精炼炉的正常生产。
1.RH液压系统在运行中存在的问题
在RH精炼装置中，RH钢包升降液压系统是其中一个重要的组成部分。RH钢包升降液压系统是用于在钢包处理位，通过顶升钢包台车来升降盛有钢水的钢包，使RH真空槽浸渍管插入钢水液面下一定深度后进行真空脱气的处理系统，待钢水处理结束后，再将钢包台车降到钢包台车轨道上。RH精炼炉投产后发现：
（1）顶升油缸在顶升重包（盛满钢水的钢包）时，在顶升和停止的瞬间液压系统的噪音和振动非常大，经常出现液压泵出油压力管路爆裂漏油事故，在满负荷生产时基本上每周都要出现2-3次管路爆裂漏油事故。
（2）实现工位切换的插装阀漏油频繁，满负荷生产时基本上每两天就会发生一次漏油事故。在频繁拆解处理漏油时发现插装阀顶部端盖密封圈经常断裂且磨损严重，密封件安装过渡端盖与弹簧的接触面磨损严重，如下图一所示，插装阀阀芯弹簧在使用不到一个月就磨损变形严重。
图一（严重磨损的插装阀密封件安装过渡端盖）
2.RH液压系统存在问题的分析及措施
顶升油缸在顶升重包（盛满钢水的钢包）时，在顶升和停止的瞬间液压系统的噪音和振动非常大，我们可以从以下两方面进行分析：
①外负载阻力大，且可能有卡塞现象，震荡阻力传递至液压系统，使得系统噪音和振动非常大。不考虑卡塞阻力，单从顶升重量考虑，满包铁水有120吨，再加钢包、钢包车、顶升框架的重量，总重量超过240吨，从这点不难看出，液压系统所承载负荷是非常大的，但这部分负荷是生产必须，无法剔除或者减少。从卡塞阻力考虑，我们检查了钢包车顶升框架导轨及导轮，发现1#工位东北角和东南角导轮间隙太大，2#工位东南角和西南角的导轮间隙较大，两个工位钢包在顶升过程中都有晃动现象。解决方案：将两个工位顶升框架的导轮间隙按照图纸要求进行整体调整，保证钢包车在升降过程中即无晃动现象，也无卡塞现象。
②液压系统可能存在设计缺陷或者控制不合理之处，导致系统运行时噪音大，振动大。从这点考虑我们首先对系统原理进行简单介绍，如下图二、图三所示，当1#工位顶升时，比例溢流阀526、电磁换向阀527DT9a、电磁换向阀509.1同时得电，图二中比例溢流阀526和电磁换向阀527DT9a同时得电，控制泵的压力油进入主油泵控制系统，主油泵建立压力，图三中电磁换向阀509.1得电，压力油P将2#工位的插装阀510.2锁死，并通过1#工位的插装阀510.1进入到1#工位顶升缸，1#工位完成顶升动作。当1#工位下降时，液控单向阀508.1、比例溢流阀526、电磁换向阀527DT9b同时得电，液控单向阀508.1得电将液压锁503.2打开，同时图二中比例溢流阀526和电磁换向阀527DT9b同时得电，控制泵的压力油进入主油泵控制系统，主油泵失压后实现马达的功能，油缸中的液压油由于重力作用將插装阀511.1的弹簧顶开顺原管路返回油箱。从液压系统原理看，各种阀的得电配合顺序是合理的，但是在实现顶升、停止和下降功能的瞬间，比例溢流阀526所给的电压值是定值，也就是说控制泵的压力油会迅速进入液压泵控制系统来实现液压泵建立压力和失去压力的功能，导致的结果是系统压力会瞬间建立或瞬间失去，这样在开启和阻断点上系统本身就会产生很大的自振动，再加上外负载较大，外负载的力量传递至液压系统，系统振动会更大。解决方案：对比例溢流阀电压控制程序进行优化改造，使油缸在顶升和停止的一刹那，速度按照斜坡原理运行，也就是说主油泵建议压力和失去压力都是在一定时间内完成的，系统压力是慢慢建立和慢慢失去的。
图二（主油泵控制系统原理图）
图三（钢包顶升插装阀部位原理图）
3.优化改进后的效果
RH顶升缸在顶升和停止的一瞬间，噪音和振动均明显减小，改进前后比较，至少都减小了一倍多，在改进后的近一年时间里，再未发生过液压系统爆管漏油事故；插装阀的故障漏油频次明显降低，在改造后的近一年时间里未发生过一起插装阀漏油事故；液压系统的漏油量也得到明显控制，改进前液压系统平均月消耗液压油800L以上，改进后近一年时间，液压系统仅仅消耗360L液压油。RH液压系统优化改进项目在得到维护人员、操作人员及厂领导一致好评的同时又在炼钢厂QC成果发布上取得了优异的成绩。
参考文献：
[1]黄志坚.液压设备故障分析与技术改进[M].华中理工大学出版社，1999.
[2]何存兴.液压元件[M].北京：机械工业出版社，1989.
[3]刘忠，杨国平.工程机械液压传动原理、故障诊断与排除[M].北京：机械工业出版社，2004.
[4]范存德.液压技术手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，2004.
[5]GB 50231-2009 机械设备安装工程施工及验收通用规范.