7 m顶装焦炉机械液压系统改进设计★

梅晓庆

（太原重工股份有限公司技术中心，山西太原 030024）

7 m顶装焦炉机械液压系统改进设计★

梅晓庆

（太原重工股份有限公司技术中心，山西太原 030024）

归纳分析了之前设计并投产的7 m炼焦机械设备液压系统出现的主要问题，并针对问题提出了改进设计方案。实践证明，对7 m顶装焦炉机械液压系统装煤车搓盖回路、推焦车提门回路、液压油冷却控制回路等进行改进设计，在改进后的焦炉投产后各大车液压系统完全满足炼焦工艺要求且运行稳定。

焦炉机械 改进设计 液压系统 液压油

7m焦炉机械设备是目前国内先进的顶装炼焦机械设备，主要由装煤车、推焦机、除尘拦焦机、电机车（干湿两用）、焦罐运载车、炉门服务车、液压交换机等组成。[1]但是，在山东某钢厂使用过程中，发现该设备存在设计方面的不足，于是对该设备及时进行了改进，取得了良好效果。

1 存在的问题

1.1 液压回路问题

1.1.1 装煤车搓盖问题

如图1所示，在装煤车揭炉盖过程中，揭盖电磁铁吸合炉盖后，搓盖油缸动作，通过摇杆带动炉盖搓动。揭盖动作完成后，揭盖装置后退，需要保持炉盖在一定的位置，而在实际工作中搓盖后炉盖一直自由摆动，不能完全固定。

1.1.2 推焦车提门问题

如图2所示，推焦车提门动作由2个Y型机能电磁换向阀控制，提门动作电磁铁闭合情况如表1所示。按照工艺要求，1次提门动作受电电磁铁为Y3b，（2+3）次提门动作受电电磁铁为Y4b。实际工作反映，（2+3）次提门动作时仅仅Y4b受电时不能提起炉门，将电控改成Y4b、Y3b同时受电后能够提起炉门。

图2 提门动作液压控制回路

表1 提门动作电磁铁闭合表

1.2 液压油清洁度与温度控制问题

1.2.1 油液清洁度问题

在原大车液压回路中配置了高压管路过滤器、旁路过滤器，考虑到降低回油背压问题，在回油管路上没有配置回油过滤器。实际运行结果反映，油液清洁度难以保证，导致柱塞泵吸入较脏的油液，使得柱塞泵寿命大打折扣。后来在回油管路上补装了回油过滤器，油液清洁度才基本得到控制。

1.2.2 油温控制问题

原液压回路采用风冷却器，独立冷却回路，冷却器单元自带油泵。实际运行反映，冷却器离油箱太远，超过5 m的距离。夏季高温季节，特别是环境温度在30℃以上时，液压油温一直保持在50℃以上，居高不下。

2 设计改进的措施

针对以上问题进行分析，并且采取了相应的改进设计措施。

2.1 液压回路改进设计

2.1.1 装煤车搓盖回路的改进

原设计装煤车搓盖油缸液回路如图3-1所示，搓盖动作由O型机能电磁换向阀控制。该回路利用电磁换向阀的中位O型机能锁闭搓盖油缸的两腔，由于该换向阀为滑阀结构，滑阀的环形间隙较大，难免造成油液泄漏，因此中位的锁紧功能不是很好[2-3]。这种锁紧回路结构简单，一般只用于锁紧要求不太高或只需短暂锁紧的场合[4]。

经过分析认为，采用Y型机能电磁换向阀加双向液控单向阀的锁紧回路比较好。改进后的搓盖油缸液压回路如图3-2所示，双向液控单向阀的阀芯密封面为锥面结构，有良好的密封性，锁闭效果较好[3]。这种锁紧回路被广泛应用于工程机械、起重运输机械等有较高锁紧要求的场合[4-5]。

图3 搓盖动作液压控制回路

2.1.2 推焦车提门回路的改进

原设计推焦车提门油缸液回路如上页图2-1所示，分析液压回路图可以看出：当电磁铁Y3b受电时，1次提门动作能够完成；当Y4b受电时，高压液压油会走捷径，通过单向减压阀、Y型机能电磁换向阀进入回油管，从而流回油箱，而不再流向阻力约为8 MPa液压压力的提门油缸。因此，（2+3）次提门只有在Y4b受电的同时，Y3b也受电，才能阻止高压油走捷径。这样Y型机能电磁换向阀1和2共同给油，推动提门油缸动作。

改进后的提门油缸液压回路如上页图2-2所示，在1次提门减压阀3后再加上一个单向液压锁8。这样在（2+3）次提门动作时，Y4b受电，由于单向液压锁8的阻碍，高压液压油经过电磁换向阀2、液控单向阀、单向节流阀后推动提门油缸动作，满足了提门动作的控制要求。

2.2 液压油清洁度及温度控制措施

2.2.1 油液清洁度控制措施

鉴于以往7 m炼焦机械液压油液清洁度控制不好带来的后果，山东某钢厂各大车设计时采取了相应的措施。在油泵吸油口装有吸油过滤器，其额定流量为油泵最大流量的2.5倍，过滤精度为100μm。在油泵压力油口至阀台间装有高压过滤器，其额定流量为油泵最大流量的3倍，过滤精度为10μm。在油箱回油口装有回油过滤器，其额定流量为油泵最大流量的3倍，过滤精度为10μm。在液压回路上配置的所有过滤器均带有单向阀和电子报警发讯器。另外，为了更好地防止液压站工作环境中的水分及粉尘对液压油造成污染，采用带除湿功能的油箱空滤器[6]。

2.2.2 油温控制措施

鉴于以往7 m炼焦机械液压系统采用风冷却器而液压油冷却效果不佳的实际情况，山东某钢厂各大车液压回路采用高温油冷机独立冷却循环回路，并且将油冷机尽量接近液压油箱布局，给油冷机配置单独的供油泵。独立油温控制回路如图4所示，主要组成部分有液压泵、油泵电机、冷却器、低压球阀。

图4 液压油冷却控制回路

2.3 其他细节设计

1）之前的2个主油泵压力控制阀组为各自独立的阀组单元，在油箱上处于同一水平线，距离很近，两者之间的连接采用硬管连接，密封问题很难解决。本次设计改进了结构，直接把2个主油泵的压力控制阀组合二为一，配管难题得到了解决。

2）液压主油泵之前采用支架安装方式，现场安装时对同轴度误差、油泵支座垂直度误差的检查困难，导致主油泵和电动机的同轴度难以保证，油泵运行时噪音过大。为了避免此类问题，对于液压油泵采用法兰安装，对于液压泵与电动机的连接，采用钟形罩连接，保证同心度。钟形罩和联轴器由专业厂家制作，液压站在出厂前已经在厂内安装调试完毕，这样保证了液压泵和电动机的同心度。

3 结论

最新设计的7 m炼焦机械设备已经投产使用，实践证明，各大车液压系统完全满足炼焦工艺要求，运行稳定。这说明7 m焦炉机械液压系统的改进设计取得了良好的效果，同时为用户带来了较好的经济效益。

[1]于振东，郑文华.现代焦化生产技术手册[M].北京：冶金工业出版社，2010.

[2]雷天觉.新编液压工程手册[M].北京：北京理工大学出版社，1998.

[3]张利平.液压阀原理、使用与维护[M].北京：化学工业出版社，2005.

[4]崔培雪，冯宪琴.典型液压气动回路600例[M].北京：化学工业出版社，2011.

[5]周士昌.液压气动系统设计运行禁忌470例[M].北京：机械工业出版社，2002.

[6]姚银军，王德达，易际川，等.浅谈过滤器选型及使用误区[J].液压气动与密封，2007（4）：42-43.

（编辑：胡玉香）

Improvement Design of Mechanical Hydraulic System in 7 m Top Loading Coke Oven

MEI Xiaoqin
（Technique Center,Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030024）

The main problems of the designed hydraulic system in 7 m coking machinery and equipment are concluded and analyzed,and the improved design scheme for the problems is put forward.Practice has proved that the charging car cover circuit,pushing car lifting circuit,hydraulic oil cooling control circuit in mechanical hydraulic system of 7 m top coke oven are improved.The operation of hydraulic system in every car fully meets the requirements with stable operation.

coke oven machine,improvement design,hydraulic system,hydraulic oil

TQ520.5

A

1672-1152（2016）06-0093-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.06.33

2016-11-04

2014年度山西省煤基重点科技攻关项目（MJH2014-08）

梅晓庆（1981—），男，工程师，主要从事液压、润滑与气动系统的设计与研究工作。