电炉液压系统特点及维护方法

珠钢续建工程电炉液压系统特点及维护方法
一、概况：
珠江钢铁有限责任公司（简称珠钢）续建炼钢系统电炉设备是由意大利DANIELI 公司设计，电炉标称容量为150吨，是目前国内容量最大的4座电炉之一。

液压系统的设计及供货均为意大利DANIELI公司。

二、液压传动的优点：
液压传动在冶金行业的应用越来越广泛，这是得益于液压传动自身的优势，与其它传动方式相比，其优势体现在：
⑴传动功率大，其传动功率/自重之比值是电机传动的十倍以上，因而可以用相对很小的传动设备进行大驱动力、大扭矩传动，也就是说，在传动机构重量、体积相同的条件下，采取液压传动的方式可以获得更大的驱动力、更大扭矩；
⑵液压传动机构简单，其设计简单，可以大大降低机构的复杂性及设计失误发生概率；
⑶采用液压传动可以大大简化自动控制系统的复杂性，如采用液压比例调速可以轻易地实现大范围的无级调速，与电机变频调速相比，成本低、可靠、调整方便、调速范围广，特备是对恶劣环紧的适应性，具有不可比拟的优势；
⑷采用液压传动可以大大提高控制系统的技术指标。

如电炉的核心技术就是电极调节系统在没有应用液压伺服控制技术前都是采用电机--齿轮--齿条传动进行伺服控制，其缺点非常明显：技术指标（频率响应、调节速度）低、机构复杂、可靠性差、故障率高、维护困难。

当液压技术发展起来后，采用液压伺服控制技术后技术指标大幅提高。

由于液压传动有着明显的优势，近年来在冶金行业被广泛地应用成套设备都在追求“全液压化”，液压技术的应用程度成了冶金设备先进性的一个指标。

珠钢续建工程电炉主体设备采用全液压传动。

三、珠钢续建工程电炉设备液压系统技术特点分析：
1、动力充沛，功率余量充足；
电炉液压系统采用5台排量为230升/分钟的伺服变量柱塞泵作为动力泵，4台工作，1台备用，泵的设定压力为160bar，采用恒压力控制，恒压力的控制方式可以通过泵自身配置的伺服控制器来自动改变改变排量，在系统流量需求大时，泵排量自动变大，在系统流量需求小时，泵排量自动变小，在系统流量为零时，泵排量自动变为零，此时，泵-电机几乎不消耗任何电能，恒压力控制的最大优点就是节能。

为保证系统工作压力稳定，电炉液压系统装有合计2100升有效工作容积的活塞式蓄能器，由合计3600升压力达到160bar的氮气来保压。

4台工作泵工作时最大流量可达920升/分钟，蓄能器组可以提供流量最大超过1000升/分钟，因而系统动力非常充沛，稳定性极高。

2、设计周密，配备用于防止设备事故的应急操作系统；
电炉主体设备采用全液压传动，正常情况下电炉所有的动作都由计算机控制执行，所有的操作指令都输入到计算机来控制液压系统完成所需的动作。

计算机控制系统备有UPS不间断电源来保证在计算机控制系统电源事故中断的情况下能继续工作。

但是一旦电炉的动力电源事故中断，电炉的所有机构就会失去动力而无法动作，防止出现上述情况，电炉的供电系统都设计成双回路供电，但是这还是不能足以保证电炉在一些更恶劣的事故下能安全操作，如出现火灾将所有的动力电缆或控制电缆烧毁，将没有办法让电炉能完成一些必须的动作。

（1）应对动力（液压泵不能工作）失效时的应急操作系统：
为保证电炉操作的足够安全性，，电炉液压系统装有合计2100升有效工作容积的活塞式蓄能器，由合计3600升压力达到160bar的氮气来保压，这些数量巨大的蓄能器在电炉正常工作时储存了巨大的能量，一旦出现电炉的动力电源中断，电机无法向电炉提供动力来源，这些蓄能器将向电炉提供足够的动力让电炉完成所需的动作如：将电极立柱升到最高位、将炉体倾动至水平位、升降炉盖等等。

每个蓄能器都配备了活塞位置传感器用于监控蓄能器储存的能量，一旦蓄能器能量不足，控制系统便会报警。

（2）应对电气及自动化控制失效时的应急操作系统：
在电气及自动化控制失效时的应急操作系统出现事故失效的情况下，所有的操作指令都无法控制液压系统完成所需的动作！这时，可以通过液压紧急操作系统来实现电炉的一些应急安全操作如电炉的倾动及电极的升降。

液压紧急操作系统的设置可以保证在上述紧急状况下通过手动操纵的液压控制阀来操作电炉的动作，液压紧急操作系统由手动操纵的液压控制阀组成，这些手动操纵的液压控制阀不会在计算机控制系统工作时对系统产生影响，自动系统与手动系统是连在一起的，任何时候都可以通过手动系统来操纵电炉，这为电炉的安全生产起到了重要的操作安全作用。

三、液压系统的维护
1、液压油的选型及维护
电炉液压系统都必须使用抗燃液压油，常用的抗燃液压油有乳化液及合成型液压液。

由于乳化液性能低，已很少使用于现代液压系统。

合成型液压液中的聚脂、磷酸脂类抗燃液性能优越，但价格昂贵，水-乙二醇合成液抗燃性最好，各项指标都很高，价格适中，用于工作压力低于250bar的液压系统（不适用于液动轴承齿轮泵变量泵叶片泵、径向柱塞泵）完全能满足各种要求，因而在炼钢连铸液压系统中广泛使用。

水-乙二醇使用维护得当，其寿命可达十年以上*。

在使用水-乙二醇的过程中应注意：
（1）每个月需检查油液的粘度，粘度是衡量水含量的指标，油液的正常粘度为180-250S μS（100°F），当粘度大于250 SμS时，表明油液中的水份蒸发掉一部分，这时应向油箱内加入新鲜的水-乙二醇液或加入蒸馏水（或软水、去离子水）以降低油液的粘度，通常加水量不易掌握，加入新鲜的水-乙二醇是最高安全有效的办法。

当粘度小于180 S μS时，表明有水进入到油液中去，应检查热交换器或其他用水点是否漏水，此后要将油箱内油液抽出一半，加入相等数量的新鲜水-乙二醇将油液的粘度调高，而抽出的油液可用于调低粘度升高的油液的粘度。

注：“*”HOUGHTOH公司HS620水-乙二醇数据
（2）每月需检查油液的PH值，PH值是油液防锈功能的指标，对有碳钢材料的系统尤为重要。

水-乙二醇的PH值应保持8以上，当油液受热和水份的蒸发导致PH值下降，同时粘度升高时，用加水的办法调低粘度但无法补充保持PH值的主原料——胺，因而用新鲜的水-乙二醇调低粘度升高的油液是最安全的办法，与加水的办法相比，它可以补充油液中的胺，提高PH值。

当油液的PH值降到8以下时，应将系统的油液排放更换。

（3）定期对油液进行抽样，全面检测，这项工作通常由油液供应商的化验室完成。

主要析检验指标除粘度、PH值外还有污染度、油含量等（见表），并将这些数据绘成趋势线，作为判断油液质量的依据。

总之，水-乙二醇的使用，相对矿物液压油的使用要更加注重维护的方法，处理不当，将对系统造成相当大的危害。

2、液压系统的维护
150t电炉液压系统的维护除了上述对油液的维护之外，系统的各元件如泵、阀台、管道、执行机构等均需进行定期的检查，保养以维护系统的稳定性可靠性，系统的常规检查与维护方法简要如下：
由于电炉周围温度极高，粉尘大，各种液压元件及油液使用寿命都会缩短，为提高系统的可靠性，避免设备事故的发生，减少设备故障，在实际生产的过程还应特别注意以下几点：（1）液压辅件的使用，水—乙二醇与常用密封材料的容性见表：
表：水—乙二醇与常用密封材料的容性
在使用密封件时应避免使用与水—乙二醇不相容的材料，同时，由于电炉液压系统执行元件处于高温区域，应采用耐高温密封材料。

水—乙二醇与铝、镁、锌、镉、铅等金属的适应性差，因而在选用液压管件、执行元件、蓄能器时应尽量避免使用含有以上金属的材料，过滤器不能使用纸质滤材。

液压系统的油箱内壁应涂刷酚醛树脂、环氧树脂类油漆，而不能使用醇酸类油漆。

（2）避免将液压阀类元件及液压管道安装到电炉周围高温区。

由于电炉周围环境高温、潮湿（水冷件漏水，渗水所致），液压阀在炉子周围工作时故障率高、寿命短；液压软管通常都是橡胶件，高温条件下容易变脆漏油；钢管虽然可以承受高温，但是钢管内的液压油高温加热后压力会升得很高，导致液压缸及密封件损坏。

（3）尽量避免使用碳钢管作为液压管道，虽然水—乙二醇对碳钢管腐蚀性极小，但由于电炉周围高温潮湿，碳钢管（特别是外径￠20mm以下的碳钢管），使用一段时间后锈蚀严重，经常穿漏，更换成不锈钢管是十分必要的。

（4）定期检查液压系统回油过滤器纳污盘内污染物，这些污染物包含了各执行机构及控制阀的劣化信息。

对于这一点，我们有过深刻的真实体会：我们检查液压系统回油纳污盘时发现破坏的密封件，由其材质及尺寸判断出一只液压缸活塞密封失效，在后来的检修当中将液压缸解体检查，验证了我们的判断，避免了设备事故！因此，定期检查液压系统回油过滤器纳污盘内污染物，可以获得设备的劣化信息，及时发现、处理设备故障。

总之，珠钢续建工程电炉液压系统设计完善、配置高、性能优越，只有我们能细心维护，一定可以保证液压系统长期稳定地运行。