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泥炮打泥系统涡轮流量计损坏问题的解决方案



摘要:为了精确控制泥炮的打泥量,泥炮打泥系统安装涡轮流量计,由于安装位置与涡轮流量计的特性相矛盾,造成涡轮流量计损坏。根据涡轮流量计的特性,重新设计涡轮流量计的安装位置,解决涡轮流量计频繁损坏的问题。

1、前言:
  随着钢铁企业的不断发展,针对高炉的冶炼提出了更高的要求,现在的冶炼都在向精细化的管理方向发展,高炉每次开口出完铁后,泥炮堵口时沿铁水通道打进去的炮泥量多少,影响到高炉铁口深浅。根据在高炉炉役不同时期,铁口的深度有不同的要求,所以打进去的炮泥量要求不同,但是在每一个炉役期,为了达到出铁的稳定性,其铁口深度必须处于一个稳定的状态,对泥炮的打泥量准确性提出更高的要求。
   设计院在高炉的开口机泥炮液压控制系统设计时,在泥炮的打泥控制回路中设计了流t计(如简图1所示),当高炉铁口需要堵口时,换向阀b端电磁铁得电,压力油通过涡轮流量计b口流向a口进而流向A腔,涡轮流量计测出流向A强的压力油总流量,活塞在压力的推动下向右侧移动,与活塞杆相连接的泥塞同时向右移动,将C腔的炮泥通过炮嘴D口推进高炉铁口里将铁口堵住。通过A腔压力油的流量计计算出油缸活塞以及泥塞的行程,进而计算出有多少炮泥进入铁口。通过悬挂在出铁场的操作室外墙上的显示屏,显示出精准的数据。此方法比之以前的机械标尺测量法更加准确。
图1 图2

2、流量计频繁出现损坏问题:
   根据设计院的设计选型,我厂液压泥炮控制系统采用的是德国原装的hydrotechnik品牌的涡轮流量计。2011年1月15日,经过我厂对液压泥炮系的流量计调试完毕后,我厂高炉的打泥量清晰准确的显示在现场显示屏以及主控的微机上,给高炉的冶炼操作提供了准确的数据(铁口深度)。
   我厂两个高炉炉前液压系统共计安装使用了8台流量计,但是经过2个多月的使用后,8台流量计轮流频繁的损坏,经过对损坏的流量计的拆解发现,涡轮叶片损坏严重,导致读数波动较大。

3、问题分析:
   开始怀疑液压油中含有微小颗粒,在涡轮流量计的涡轮叶片高速旋转时,碰到液压油中的小颗粒后,将其叶片损坏。经过逐个对系统的液压油的检测,系统的液压油均不大于NASS级,排除油液中小颗粒损坏涡轮叶片的原因。
    排除液压油的问题后,经过对德国hydrotechnik涡轮流量计的资料查阅,发现设计院对该部位的流量计的选型没有问题,该流量计完全适应本系统的运行条件(包括介质、压力、流量等)。但是涡轮流量计的使用只能是单方向使用,当系统中的油液逆向流动时,导致涡轮流量计的进出口压差增大,涡轮转动受阻,叶片承受的压差增大,长时间使用后导致涡轮叶片损坏。
    当泥炮堵完铁口退回待机状态,为下一次堵口作装泥准备时,必须将泥塞3退回到装泥位置口之前)。压力油进入B腔,活塞在压力推动下向左移动,活塞通过活塞杆使泥塞同时向左移动,A腔的液压油通过流量计以及换向阀流回油箱。此时涡轮流量计内液压油由a口流向b口属于逆向流动,与涡轮流量计单向流向相矛盾,是造成涡轮流量计损坏的原因。

4、问题的理论解决:
   分析出涡轮流量计的损坏原因后,针对涡轮流量计不能逆向使用的特性,必须将涡轮流量计的安装位置重新设计。根据泥炮打泥的原理图,只能将流量计安装在换向阀之前的压力油管路或者回油管路上,由于回油管路内液压油的压力小,可以将漏油隐患降到最低。所以涡轮流量计的最佳位置是安装在换向阀之前的回油管道上(如图2所示)。
    当高炉铁口需要堵口时,换向阀b端电磁铁得电,压力油进入A腔,活塞在压力的推动下向右侧移动,B腔的油通过涡轮流量计流回油箱,涡轮流量计检测出B腔流回油箱的液压油的总流量,与活塞杆相连接的泥塞在活塞的推动下同时向右移动,将C腔的炮泥通过炮嘴D口推进高炉铁口里将铁口堵住。通过B腔回油的总流量计算出油缸活塞以及泥塞的行程,进而计算出有多少炮泥进入铁口。经过调试,流量计运行正常,而且经过半年多的使用没有发现涡轮叶片损坏的现象。

5、结束语:
   随着高炉冶炼系统的精细化要求,高炉炉前泥炮的打泥量的精准度越来越高,打泥系统流量计的使用是一个必然的方向。但是,要根据流量计的特性正确安装使用,不然就会导致影响高炉泥炮打泥量的准确掌握,同时也增加了生产备件费用。