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(dòng)、扇形段輕壓下的核心控制系統(tǒng)，液壓伺服系統(tǒng)對(duì)其油品的清潔度要求極高。本文對(duì)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(dòng)調(diào)寬、液壓振動(dòng)、扇形段動(dòng)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(dòng)、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(dòng)波形改變非對(duì)稱性，也可以改變鋸齒波的圓滑率。本系統(tǒng)調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率和振動(dòng)振幅是為了工藝參數(shù)（負(fù)脫滑時(shí)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(dòng)控制系統(tǒng)有幾個(gè)功能。a.伺服液壓缸偏移對(duì)中：當(dāng)控制結(jié)晶器振動(dòng)的系統(tǒng)接到“油缸對(duì)中”信號(hào)，PLC驅(qū)動(dòng)南北兩側(cè)的伺服液壓缸進(jìn)行上下振動(dòng)，當(dāng)油缸到達(dá)中間位置的時(shí)候，偏差控制在允許范圍之內(nèi)（只允許在測(cè)試的方式下進(jìn)行）。b.手動(dòng)升降：這是一個(gè)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(dòng)油缸進(jìn)行升/降動(dòng)作（只允許測(cè)試方式下進(jìn)行）。c.振動(dòng)開始功能：開啟結(jié)晶器振動(dòng)是澆鑄的先決條件之一，只有當(dāng)主機(jī)的驅(qū)動(dòng)投入生產(chǎn)時(shí)，本身才自動(dòng)投入生產(chǎn)。d.振動(dòng)停止功能：當(dāng)澆鑄生產(chǎn)在尾坯方式的時(shí)候且鑄坯已經(jīng)出了結(jié)晶器，才允許振動(dòng)停止功能開啟，停止結(jié)晶器振動(dòng)。

三、結(jié)晶器振動(dòng)、扇形段輕壓下工藝概況

（1）結(jié)晶器的振動(dòng)是兩側(cè)的伺服液壓缸控制對(duì)中裝置上下運(yùn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)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(dòng)靠?jī)蓚€(gè)高頻運(yùn)動(dòng)液壓缸獲得，而每個(gè)液壓缸又靠?jī)蓚€(gè)伺服閥控制（一個(gè)處于備用狀態(tài)），一個(gè)專用液壓?jiǎn)卧ńY(jié)晶器振動(dòng)液壓站）提供液壓動(dòng)力。兩振動(dòng)液壓缸同步位置偏差小于0.2mm。液壓缸的動(dòng)作使結(jié)晶器以預(yù)期的頻率、振幅和波形獲得振動(dòng)。結(jié)晶器在澆鑄期間必須一直振動(dòng)，振動(dòng)中的結(jié)晶器如果以一個(gè)錯(cuò)誤的波形振動(dòng)或者不合適的一個(gè)振幅或頻率，可能會(huì)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(dòng)力由主機(jī)液壓站提供動(dòng)力，每套扇形段輕壓下功能由4個(gè)液壓缸、4個(gè)伺服閥、4個(gè)位置傳感器控制，夾送輥壓下由2個(gè)液壓缸、2個(gè)伺服閥、2個(gè)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(dòng)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(dòng)間隙為1～3微米。它在接受電氣模擬信號(hào)后，將小功率的微弱電氣輸入信號(hào)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(jí)，假如油品的清潔度情況控制的較差就可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)性能變差，比如閥套與閥芯的磨損顆粒會(huì)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(huì)導(dǎo)致整個(gè)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(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，油品的清潔度會(huì)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(duì)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(chǎng)環(huán)境粉塵較大，油污較多，工作環(huán)境惡劣。

（3）伺服閥動(dòng)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(jí) ）會(huì)降低系統(tǒng)的清潔度。

（6）系統(tǒng)的濾芯已國(guó)產(chǎn)化，部分國(guó)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(cè)

液壓伺服系統(tǒng)油品清潔度的檢測(cè)有著嚴(yán)格的要求，每三個(gè)月對(duì)振動(dòng)、主機(jī)液壓站進(jìn)行一次油樣化驗(yàn)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(diǎn)一般為低壓處取樣（如低壓泵出口、低壓過濾器之前的測(cè)壓點(diǎn)），測(cè)壓軟管接上測(cè)壓點(diǎn)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(dòng)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(duì)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(jì)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(diǎn)巡檢三次并記錄等措施，保證液壓設(shè)備正常運(yùn)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(yùn)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(dòng)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(gè)系統(tǒng)管道或油路內(nèi)壁的附著物，沖洗時(shí)間1h以上。

（2）振動(dòng)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(gè)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(duì)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(jiǎn)介：宋瑞祥（1989-），男，河南扶溝人，現(xiàn)場(chǎng)助理工程師，從事煉鋼設(shè)備管理工作。