板坯連鑄機(jī)的液壓伺服系統(tǒng)工作概述及其油品清潔度綜合治理

宋瑞祥 楊年

摘要：液壓伺服系統(tǒng)是板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器振動、扇形段輕壓下的核心控制系統(tǒng)，液壓伺服系統(tǒng)對其油品的清潔度要求極高。本文對板坯連住機(jī)液壓伺服系統(tǒng)工作進(jìn)行概述和其油品清潔度綜合治理進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：伺服系統(tǒng)；油品；清潔度

一、緒論

新鋼第一煉鋼廠4#板坯連鑄機(jī)是公司引進(jìn)意大利達(dá)涅利公司技術(shù)的寬厚板連鑄機(jī)，設(shè)備精度要求高。采用結(jié)晶器自動調(diào)寬、液壓振動、扇形段動態(tài)輕壓下等先進(jìn)技術(shù)，是新鋼第一煉鋼廠的重要生產(chǎn)線。結(jié)晶器振動、扇形段輕壓下均為液壓伺服系統(tǒng)。

二、結(jié)晶器工作原理概述

（1）結(jié)晶器控制系統(tǒng)的構(gòu)成。

本控制系統(tǒng)可產(chǎn)生正弦、非正弦波形，可以根據(jù)用戶輸入正弦振動波形改變非對稱性，也可以改變鋸齒波的圓滑率。本系統(tǒng)調(diào)節(jié)振動頻率和振動振幅是為了工藝參數(shù)（負(fù)脫滑時間、結(jié)晶器振痕）保持恒定值。

（2）結(jié)晶器控制系統(tǒng)設(shè)備功能。

液壓振動控制系統(tǒng)有幾個功能。a.伺服液壓缸偏移對中：當(dāng)控制結(jié)晶器振動的系統(tǒng)接到“油缸對中”信號，PLC驅(qū)動南北兩側(cè)的伺服液壓缸進(jìn)行上下振動，當(dāng)油缸到達(dá)中間位置的時候，偏差控制在允許范圍之內(nèi)（只允許在測試的方式下進(jìn)行）。b.手動升降：這是一個維護(hù)功能，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)任意選擇A閥或B閥，都能夠驅(qū)動油缸進(jìn)行升/降動作（只允許測試方式下進(jìn)行）。c.振動開始功能：開啟結(jié)晶器振動是澆鑄的先決條件之一，只有當(dāng)主機(jī)的驅(qū)動投入生產(chǎn)時，本身才自動投入生產(chǎn)。d.振動停止功能：當(dāng)澆鑄生產(chǎn)在尾坯方式的時候且鑄坯已經(jīng)出了結(jié)晶器，才允許振動停止功能開啟，停止結(jié)晶器振動。

三、結(jié)晶器振動、扇形段輕壓下工藝概況

（1）結(jié)晶器的振動是兩側(cè)的伺服液壓缸控制對中裝置上下運動，這個運動防止?jié)茶T中的鋼水與結(jié)晶器的銅套產(chǎn)生粘結(jié)。振動靠兩個高頻運動液壓缸獲得，而每個液壓缸又靠兩個伺服閥控制（一個處于備用狀態(tài)），一個專用液壓單元（結(jié)晶器振動液壓站）提供液壓動力。兩振動液壓缸同步位置偏差小于0.2mm。液壓缸的動作使結(jié)晶器以預(yù)期的頻率、振幅和波形獲得振動。結(jié)晶器在澆鑄期間必須一直振動，振動中的結(jié)晶器如果以一個錯誤的波形振動或者不合適的一個振幅或頻率，可能會導(dǎo)致鑄坯表面質(zhì)量出現(xiàn)問題，影響保護(hù)渣的正常消耗或者導(dǎo)致漏鋼等。

（2）14套扇形段液壓動力由主機(jī)液壓站提供動力，每套扇形段輕壓下功能由4個液壓缸、4個伺服閥、4個位置傳感器控制，夾送輥壓下由2個液壓缸、2個伺服閥、2個壓力傳感器、電子壓差控制器控制液壓缸壓下力。

四、油品清潔度在液壓伺服系統(tǒng)的重要性

板坯連鑄機(jī)液壓伺服系統(tǒng)的核心包括MOOG高頻振動液壓缸和力士樂4WSE3EE噴嘴伺服閥等。4WSE3EE噴嘴伺服閥的噴嘴與擋板的距離約0.03～0.04mm，噴嘴的直徑為0.20mm左右，閥套與閥芯的活動間隙為1～3微米。它在接受電氣模擬信號后，將小功率的微弱電氣輸入信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的大功率的液壓能（流量和壓力）輸出。如此高精密、高靈活的液壓調(diào)節(jié)元件，要求工作液壓油的清潔度一般為NAS1638 5～6級，假如油品的清潔度情況控制的較差就可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)性能變差，比如閥套與閥芯的磨損顆粒會導(dǎo)致伺服閥噴嘴堵死或產(chǎn)生卡死現(xiàn)象，導(dǎo)致伺服閥失效，進(jìn)而有可能會導(dǎo)致整個伺服系統(tǒng)癱瘓，所以保持液壓伺服系統(tǒng)液壓油的清潔度至關(guān)重要。

五、液壓伺服系統(tǒng)中油品清潔度的劣化趨向分析

液壓伺服系統(tǒng)經(jīng)過長時間的運行后，油品的清潔度會明顯下降，主要原因：

（1）負(fù)載重，使用頻率高，液壓元件就磨損的相對厲害，磨損中產(chǎn)生固體顆粒，使油品內(nèi)污染物增多。

（2）現(xiàn)場環(huán)境粉塵較大，油污較多，工作環(huán)境惡劣。

（3）伺服閥動作頻率高，閥套與閥芯摩擦產(chǎn)生大量的熱量，油品產(chǎn)生焦化現(xiàn)象等。

（4）扇形段故障更換較多，檢修過程中避免不了污染物浸入系統(tǒng)。

（5）頻繁往液壓站加注新油（新油一般NAS1638 9～10級 ）會降低系統(tǒng)的清潔度。

（6）系統(tǒng)的濾芯已國產(chǎn)化，部分國產(chǎn)濾芯質(zhì)量不穩(wěn)定，污染物不能有效控制。

六、液壓伺服系統(tǒng)油品清潔度的綜合治理

（一）做好液壓伺服系統(tǒng)油品檢測

液壓伺服系統(tǒng)油品清潔度的檢測有著嚴(yán)格的要求，每三個月對振動、主機(jī)液壓站進(jìn)行一次油樣化驗分析。另外油品清潔度存在劣化傾向的，要不定期的增加在線取樣次數(shù)，在線選取油樣地點一般為低壓處取樣（如低壓泵出口、低壓過濾器之前的測壓點），測壓軟管接上測壓點后必須放油一分鐘左右，取完油樣后記錄取樣位置、日期等。

（二）液壓伺服系統(tǒng)的在線循環(huán)系統(tǒng)沖洗管理

結(jié)晶器振動和主機(jī)液壓站本身配有循環(huán)過濾冷卻系統(tǒng)，加強(qiáng)對循環(huán)系統(tǒng)的維護(hù)相當(dāng)重要，確保過濾器及壓差發(fā)訊裝置、電子溫度開關(guān)、電子壓力開關(guān)、磁浮子液位計及發(fā)訊裝置、空氣濾清器、油箱回油過濾器出口底部備有永久磁鐵等附件完好，要求班中點巡檢三次并記錄等措施，保證液壓設(shè)備正常運行。

（三）新增線外過濾設(shè)備

液壓站配備離心濾油機(jī)設(shè)備，吸油口接入油箱排污口，利用離心原理除去顆粒雜質(zhì)，濾油機(jī)的真空功能可以去除油品中的水分，定期循環(huán)沖洗做好記錄，保證油品清潔度達(dá)到設(shè)備使用要求。

（四）液壓伺服系統(tǒng)關(guān)鍵元件的定期更換及沖洗制度

4#板坯連鑄機(jī)經(jīng)過多年運行，科學(xué)分析、找到規(guī)律，制定關(guān)鍵元件的定期更換和沖洗制度。

（1）振動伺服鋼兩年更換一次，伺服閥安裝前先安裝沖洗閥塊循環(huán)沖洗，沖洗主要目的是為了去除整個系統(tǒng)管道或油路內(nèi)壁的附著物，沖洗時間1h以上。

（2）振動液壓站油箱容積4000L，液壓油2.5年左右更換一次；主機(jī)液壓站油箱油箱容積6000L，3.5年左右更換一次。

（3）弧形扇形段、矯直扇形段油缸2.5年左右更換一次，水平扇形段油缸3年更換一次等。分別把油缸有桿腔和無桿腔軟管相接，伺服閥拆下，安裝沖洗板進(jìn)行液壓系統(tǒng)循環(huán)沖洗。

（4）兩個液壓站沖洗設(shè)定壓力5MPa-10MPa，先解除壓力開關(guān)連鎖，然后把系統(tǒng)的減壓閥和安全閥壓力調(diào)至為0MPa左右，使回油路無壓力，保證回油順暢，如果回油背壓太高大于1MPa，可以拆除安全閥閥芯。

七、結(jié)語

液壓伺服系統(tǒng)中，70%的液壓故障是由于液壓油的污染而造成的，油品污染的控制是十分重要的。了解并掌握液壓伺服系統(tǒng)工作概況，才能有效的對油品進(jìn)行綜合治理，預(yù)防因油品清潔度問題而造成的設(shè)備故障。

作者簡介：宋瑞祥（1989-），男，河南扶溝人，現(xiàn)場助理工程師，從事煉鋼設(shè)備管理工作。