馬鋼2500m³高爐采用了PW型串罐式無料鐘爐頂。采用液壓及計算機自動控制的料流調節(jié)閥和水冷齒輪箱帶動的布料溜槽進行靈活、均勻布料，并采用軟硬密封，實現(xiàn)了大型高爐的高壓操作。由于現(xiàn)代化的爐頂設備精密復雜，出現(xiàn)故障有一定的隱蔽性，尤其料流調節(jié)閥是正常布料的關鍵設備，而且是全封閉傳動設計，一旦出現(xiàn)故障將導致整個爐頂設備無法正常工作，造成高爐長時間減風或休風。本文根據(jù)馬鋼使用無料鐘爐頂設備近9年的經驗，詳細地分析爐頂裝料的工藝流程和每個部件的工作原理，對料流調節(jié)閥開關異常進行綜合診斷分析，從外部現(xiàn)象準確地確定故障的部位和發(fā)生原因，針對不同的情況采取相應排除措施，以*短的時間、*簡單的處理方法、*少的生產損失，迅速果斷地排除故障。

    1 料流調節(jié)閥的結構形式與性能參數(shù)

    料流調節(jié)閥的結構如圖1所示。料流調節(jié)閥性能參數(shù)見表1。

    2 常見開關異常故障診斷及排除方法

    2.1 因料流調節(jié)閥上、下料襯板松動引起的開關異常

    料流調節(jié)閥上、下閥體表面各襯有6塊高合金鑄鐵襯板，由連接螺栓固定，但通過一段時間的使用，加上長期的爐料沖擊，導致料流調節(jié)閥襯板松動，或襯板磨損后螺栓松動離開原始固定位置，產生了上、下料閘之間或上料閘表面與導料管口之間產生卡阻。由于它們之間的設計間隙要求在1O~15mm，以防止關閉門后漏料，所以一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象，閘門在閉合時有剛性沖擊，極易造成閘門卡死，料流調節(jié)閥無法開關。

表1 料流調節(jié)閥性能參數(shù)

    排除方法：首先判斷有無硬性卡阻的聲音，再查看油缸工作壓力有無升高現(xiàn)象。確定后，采取多次強迫開關料流調節(jié)閥，利用上、下料閘之間的沖擊力，振脫松動襯板或撞彎卡阻的螺桿，一般能暫時恢復自由開關。如強迫沖擊10余次無效果，只有休風后迅速拆除更換襯板或更換螺栓以徹底解決。

    2.2 剛性異物卡阻料流調節(jié)閥只能開但關不到位

    高爐上料是由槽下料倉通過上料主皮帶輸送到爐頂，在上料過程中磨損的料倉壁板或圓鋼或角鋼頭，偶然的情況下隨爐料一起裝入爐頂正好卡在料閘之間，導致料閘關不到位和下密封閥夾緊不到位或旋轉不到位。

    排除方法：如發(fā)現(xiàn)料流調節(jié)閥在計算機上的關閉信號無，趕快去現(xiàn)場確定油缸活塞桿位置是否完全壓到位。若沒有完全壓到位，并且開關停止位置比較固定，又有明顯的剛性沖擊，則表明有剛性異物卡阻，這時，無法從外部解決，必須休風進料閘用氣割割除異物，消除隱患，恢復正常上料。

    2.3 因液壓系統(tǒng)故障引起的開關動作緩慢

    料流調節(jié)閥的開關動作是靠液壓油缸執(zhí)行的，油缸是由爐頂液壓站控制的，所以液壓系統(tǒng)的故障也能引起料流調節(jié)閥開關異常。

    排除方法：如發(fā)現(xiàn)料閘開關動作變慢，但料閘開關平穩(wěn)且內部沒有沖擊現(xiàn)象，可以排除機械卡阻，把檢查重點放在液壓系統(tǒng)上。這時，因液壓系統(tǒng)問題可能導致油缸活塞桿停止位置不固定，且推行緩慢，從液壓站頂電磁閥試一下，油缸應開關正常。液壓和電氣同時檢查液壓閥臺及電磁閥電控回路，判斷是液壓閥臺系統(tǒng)節(jié)流閥口有異物堵塞，還是控制電磁閥輸入電流過小。這時液壓節(jié)流閥更換或清洗，電磁閥電氣控制放大板輸入電流適當調大能迅速排除故障。

    2.4 因外部四連桿傳動機構故障引起的開關卡阻

    料流調節(jié)閥的動作由四連桿機構將油缸的直線運動變?yōu)樾D動作，四連桿機構暴露在下部閥箱的外部，較容易檢查，但其故障現(xiàn)象容易同其他故障混淆，所以在判斷其他故障原因時，必須首先排除四連桿機構的異常。

    排除方法：在現(xiàn)場仔細檢查四連桿機構的鉸接處和各銷軸，可能產生鉸接處有剛性異物卡阻，要清理異物，吹掃四連桿機構，也可能四連桿的銷軸長期運行產生松動退出，退出部分與其相鄰連桿之間產生卡阻，導致無法正常運動，要將退出的銷軸進行復位并固定，將銷軸注油潤滑保持靈活轉動的狀態(tài)。排除上述兩種故障后，四連桿機構仍然運行不靈活，可能是軸承缺油，必須對機構前后軸承強制注油恢復潤滑功能，這樣四連桿機構就可以正常工作，消除卡阻。

    2.5 因軸承組件卡阻造成的開關失靈

    轉動機構軸承組件卡阻引起的故障是*致命的故障，比較難以處理，就是高爐休風也無法在短時間內恢復設備功能，只有等到高爐20h以上的年修時更換下部閥箱來排除故障，如何維持生產是我們設備工作者探索的目標。先分析故障產生的原因，料流調節(jié)閥內側軸承密封裝于下部閥箱內部，經常經受爐頂高溫烘烤，易引起內側軸承密封件老化，降低密封效果，如果外側的密封性能差時，易形成氣流通道，這樣高爐煤氣的灰塵等雜質會粘附在有油脂的軸承滾道上，造成軸承摩擦力增大，引起軸承劣化，逐漸地影響料流調節(jié)閥的開關。

    料流調節(jié)閥轉動軸承異常分別于1998年l1月和2002年l1月出現(xiàn)過2次。開始是料流調節(jié)閥外側軸承密封處出現(xiàn)輕微漏氣現(xiàn)象，引起轉動軸承滾道進入煤氣灰塵，隨后幾天，出現(xiàn)油缸工作壓力上升，接近液壓系統(tǒng)壓力（如圖2所示）。料閘關閉角度差7^o~ 8^o，并逐步擴大，引起料閘漏料，在開閉料閘時，四連桿機構擺動較大。我們采取對轉動軸承強制加油后，油缸工作壓力又上升到系統(tǒng)壓力，料流調節(jié)閥工作到第14天左右時，油缸完全不能動作。

    排除方法有二：

    （1）采用將油缸直徑加大的辦法來增加油缸推力（用2t手拉葫蘆拉在力臂上，發(fā)現(xiàn)有轉動跡象）。先計算原油缸的推力：

    F₁=P₁×S₁=P₁×π（1/2D₁）²=20×3.14×25×1O^-4=15700（N）

    然后將油缸的活塞直徑加大到125mm，計算增加的推力：

    F₂/F₁=P₂×S₂/P₁×S₁=S₂/S₁=D₂²/D₁²=125²/100²=1.56
    ΔF=F₂-F₁=8792（N）

    增大油缸直徑可以增大8792N推力，這時料閘系統(tǒng)又可以靈活轉動了。

    （2）采取增加油缸活塞桿頭部連接處力臂長度的方法。因為故障發(fā)生時可能沒有現(xiàn)成的加大油缸，如果不及時處理，高爐無法正常生產，所以采取加長力臂長度可非�？旖莸嘏懦收稀�

    B為加長力臂400mm，將力臂A 兩側焊接翼板，并加工銷軸孔C，將油缸通過軸銷同桿B相連，這樣原桿A的長度變?yōu)锳+B，使旋轉點D的轉矩增大，以克服軸承的卡阻使之重新轉動，這樣在短時間內搶出加大油缸的制作時間，待加長力臂仍無法解決卡阻時，再將加大油缸換上。生產實踐表明，使用這種方法一般能堅持1個月以上，能保證高爐正常上料。

    3 結語

    通過馬鋼2500m³高爐無料鐘爐頂9年的運行實踐，我們體會到要準確判斷料流調節(jié)閥開關異常故障，必須全面觀察，相互印證，抓住故障的本質，找出*佳排除方案。另外，要認真觀察設備運行中的微小劣化趨勢，加強周期點檢維護，將事故消除在萌芽狀態(tài)，確保生產持續(xù)有效運行。

原創(chuàng)作者：浙江金鋒自動化儀表有限公司