李 亙 張 寧

(山東萊鋼板帶廠 山東萊蕪 271104)

萊鋼620mm熱軋窄帶線液壓系統(tǒng)全部采用插裝閥控制形式，插裝閥以其通流量大、抗污染強(qiáng)、集成化高、體積小為主要特點(diǎn)，是近年來發(fā)展起來的一種新型液壓元件，主要由插件、閥塊、先導(dǎo)控制部分組成，但是帶鋼車間軋線插裝閥液壓系統(tǒng)多年的軋線竄油問題仍然存在，即操作一個換輥缸時另一個換輥缸動作，或者上輥平衡瞬時往下落后再上升。通過對設(shè)備現(xiàn)狀的認(rèn)真分析和系統(tǒng)原理論證，筆者對軋線插裝閥液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，避免此類問題的發(fā)生，減低事故發(fā)生率，減少換輥時間，保障安生生產(chǎn)。

1 軋線液壓系統(tǒng)改造技術(shù)條件

1.1 軋線液壓系統(tǒng)主要設(shè)備

1.1.1 動力元件 齒輪泵兩臺，一臺在機(jī)，一臺備用。型號:CBG－3125;泵的排量:125mL/r;電機(jī)轉(zhuǎn)速:1470r/min;泵壓力范圍:0－25Mpa;系統(tǒng)工作壓力:6Mpa;換輥壓力:10Mpa。

1.1.2 控制裝置 疊加式插裝控制閥，二位四通電磁閥。

1.1.3 主要執(zhí)行元件 液壓缸分別為:粗扎換輥缸120/90×2650，4件;精扎換輥缸120/90×2800，7件;粗軋柱塞缸170/140×205，4件;精軋柱塞缸170/140×160，7件。

1.2 運(yùn)行情況

粗、精軋換輥閥座都為疊加式插裝閥控制系統(tǒng)，即每個疊加閥既起到控制元件的功能，又起到連接塊和通道的作用，具有復(fù)合的控制功能。

疊加式插裝控制閥，二位四通電磁閥組成控制系統(tǒng)，通過操作臺的操作，控制閥座電磁閥的得電斷電以控制先導(dǎo)油路的通斷，達(dá)到控制主油路的通斷使液壓缸動作滿足工況使用要求。

閥座控制順序動作情況如圖1所示。粗、精軋換輥閥座電磁閥1DT得電換輥缸前進(jìn)——缸頭與軋輥連接，閥座控制打零位——電磁閥2DT得電換輥缸后退軋輥拉出。

圖1 未改造前的原理圖

1.3 插裝閥竄油問題的原因分析

1.3.1 操作一個換輥缸時另一個換輥缸動作的主要原因 由于粗、精軋換輥閥座為疊加式插裝閥控制系統(tǒng)，每個疊加閥既起到控制元件的功能，又起到連接塊和通道的作用，原設(shè)計(jì)存在缺陷，粗軋換輥閥座在電磁閥零位時上圖插裝閥1，2經(jīng)控制壓力油封閉，插裝閥3，4僅靠彈簧封閉閥芯，疊加在一起的另一控制塊運(yùn)行時，疊加式插裝閥通道里的回油壓力大于彈簧力，回油頂開閥芯4通油到無桿腔，液壓缸杠桿推出?；赜蛪毫μ螅y座結(jié)構(gòu)不合理這就是粗，精軋換輥缸串油，動一個液壓缸另一個也動的原因。

1.3.2 操作一個換輥缸時上輥平衡瞬時往下落后再上升的主要原因 操作一個換輥缸時上輥平衡瞬時往下落后再上升的主要原因是瞬間流量不夠造成，當(dāng)軋線多個換輥缸動作時，泵站壓力變化范圍很大，齒輪泵輸出流量瞬時不夠多個換輥缸的需求流量，系統(tǒng)又是同一壓力管路，上輥平衡電磁閥在上升位時，多個換輥缸動作，系統(tǒng)流量瞬間趨向于換輥缸，換輥時流量不足造成上輥平衡瞬間下落后再上升。

2 熱軋帶鋼軋線插裝閥控制液壓系統(tǒng)的改造與應(yīng)用的主要內(nèi)容

2.1 改造閥座

經(jīng)過科學(xué)分析對閥座、功能塊進(jìn)行認(rèn)真研究，改變電磁閥的結(jié)構(gòu)形式從而改變控制系統(tǒng)，用三位四通、中位為P型機(jī)能的電磁閥代替原二位四通電磁閥，閥座、功能塊不變可以從控制系統(tǒng)上解決以上串油，改造后原理圖如圖2所示。

圖2 改造后的原理圖

粗、精軋換輥閥座其中一個在兩電磁閥打零位時插裝閥1，2，3，4經(jīng)控制壓力油全部封閉，沒有油液進(jìn)入液壓缸，液壓缸不動作。疊加在一起的另一控制塊運(yùn)行時對此控制塊沒有影響。

運(yùn)行情況:三位四通電磁閥3DT、6DT同時得電換輥缸前進(jìn)——缸頭與軋輥連接，閥座控制打零位——電磁閥4DT、5 DT得電換輥缸后退軋輥拉出。

前期對R1前送料輥閥座進(jìn)行了改造，R1前送料輥閥座改造與粗、精軋換輥閥座液壓原理相同，電磁閥零位時上圖插裝閥1，2，3，4經(jīng)控制壓力油封閉。三位四通電磁閥3DT、6 DT得電液壓缸上升——4DT、5 DT得電液壓缸下降——調(diào)節(jié)送料輥壓下的高度到工藝要求的高度打零位，對液壓缸保壓。解決了以前因R1前送料輥?zhàn)灾叵侣?，電磁閥1DT一直得電，閥芯2，3打開液壓缸無桿腔一直通壓力油，使液壓缸活塞、密封一直承受壓力，造成液壓缸活塞密封損壞缸內(nèi)泄，端蓋密封損壞漏油更換頻繁等情況。根據(jù)對R1前送料輥閥座改造的成功，對粗、精軋換輥閥座的竄油攻關(guān)積累了經(jīng)驗(yàn)。

2.2 解決回油阻力過大問題

回油阻力過大也是竄油的一主要原因，在原因分析中已說明，解決回油阻力過大的主要措施:(1)原泵站溢流回油與主回油管連接在一起，現(xiàn)將溢流回油與主回油管分開，直接接回油箱。(2)去除回油過濾，減少回油阻力，增設(shè)獨(dú)立過濾系統(tǒng)。(3)將粗精軋的回油管分開，分別接回油箱。

2.3 解決換輥時流量不足造成上輥平衡瞬間下落后再上升，換輥時同時開兩臺泵補(bǔ)充流量不足

每臺泵的理論流量為:Q=qn=125mL/r×1470r/min=183750mL/min=183.75L/min，考慮流量損失，(按10%損耗)，則泵實(shí)際流量:Q=183.75/1.1=166.5L/min。

計(jì)算換輥缸前進(jìn)時所需流量最大。

精軋換輥缸前進(jìn)時最大速度:V1=140mm/s。

粗軋換輥缸前進(jìn)時最大速度:V2=132mm/s。

單個精軋換輥缸前進(jìn)所需最大流量:

Q1=V1A1=140mm/s×3.14×120mm×120mm ×60÷4=94.9L/min。

單個粗軋換輥缸前進(jìn)所需最大流量:

Q2=V1A1=132mm/s×3.14×120mm×120mm ×60÷4=89.5L/min。

當(dāng)一粗軋換輥缸和一精軋換輥缸同時動作時，瞬間所需流量為Q1+Q2=184.4 L/min＞泵實(shí)際流量Q=166.5L/min。

當(dāng)兩個精軋換輥缸同時動作時，瞬間所需流量為2Q1=189.8＞泵實(shí)際流量Q=166.5L/min。

當(dāng)兩個粗軋換輥缸同時動作時，瞬間所需流量為2Q2=179＞泵實(shí)際流量Q=166.5L/min。

由以上計(jì)算可知換輥時開一臺泵無法保證軋線需求流量。

當(dāng)換輥時開兩臺泵，系統(tǒng)提供實(shí)際流量為2Q=333 L/min，可保證同時精軋3臺換輥缸動作，或兩臺精軋換輥缸加一臺粗軋換輥缸動作，實(shí)際情況換輥時最多同時動作的缸如上。所以即使在上輥平衡的上輥平衡電磁閥在上升位時，也能保證換輥缸的流量供給，不會出現(xiàn)換輥時流量不足造成上輥平衡瞬間下落后再上升的情況。

2.4 規(guī)范操作

當(dāng)換輥缸、上輥平衡缸完成一個動作或不用時，操作手柄應(yīng)打零位，電磁閥不得電，油路斷開避免閥座改造后竄油可能性。

3 驗(yàn)證試驗(yàn)及結(jié)果

自軋線液壓系統(tǒng)改造及應(yīng)用以來有效地解決了困擾帶鋼車間軋線液壓系統(tǒng)多年的軋線竄油問題，解除因竄油帶來的安全隱患。降低事故發(fā)生率，減少換輥時間，保障安生生產(chǎn)。保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行則保證了生產(chǎn)的順行，解決了生產(chǎn)中的問題。

4 總體技術(shù)比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

對于疊加式插裝閥控制系統(tǒng)，它具有集成性高，通流大的特點(diǎn)，每個疊加閥既起到控制元件的功能，又起到連接塊和通道的作用，對于其特點(diǎn)，在設(shè)備運(yùn)行中，會出現(xiàn)竄油現(xiàn)象的發(fā)生，此次改造針對插裝閥芯由控制壓力油控制啟閉的特點(diǎn)，利用原有設(shè)備進(jìn)行巧妙的改造和通過緩解回油壓力過高及增大系統(tǒng)流量的改造，有效地解決了軋線閥組竄油引起的液壓設(shè)備聯(lián)動的危險。