连铸机液压油液状态监测实例分析

1、连铸机液压系统简介

 

连铸机是钢铁冶金行业的关键设备之一，功能是把钢水通过连续浇铸转变成钢坯。在连铸机成套设备中，液压设备是重要的辅机，每台连铸机一般配有三套液压系统，按生产流程依次是主机液压系统，液压剪液压系统和冷床液压系统。由于是高温易燃场合，三套液压系统使用的都是抗燃液压油。在联鑫钢铁，连铸机所有液压系统使用的是聚酯抗燃液压油，型号为HE68,是一种合成抗燃液用油。

 

2、引入油液状态监测技术

合成抗燃液压油不同于矿物液压油，没有明确的换油指标，那依据什么标准换油呢？这种液压油到底能使用多长时间呢？如果要对该液压油进行检测，要检测哪些指标呢？这些问题都需要加以明确，否则相关工作的开展就失去依据。要解决上述问题就需要引入油液状态监测技术。什么是油液状态检测技术呢？油液状态监测技术是设备状态监测的重要组成部分，通常分为油液分析和

 

磨损颗粒分析两个方面

前者着重油液理化和性能指标的测定，其目的是判定油液的劣化状态，后者通过对油中所含磨损颗粒尺寸、形貌、颜色和浓度等形态的观测来实现对设备磨损状态的监测和诊断。本文重点讨论抗燃液压油理化指标的测定，以及这些指标与液压系统运行状态的关系。

 

3、各液压系统油品检测情况

近期，联鑫钢铁建立了油品检测试验室，对炼钢连铸机各液压站在用油品进行了取样检测，检测项目有40℃运动黏度、酸值和清洁度。检测发现4号连铸机主机液压站在用油品40℃时的运动黏度为79.8,酸值为8.00mg/g,4号连铸冷床液压站在用油品40℃时的运动黏度为78.7,酸值为6.38mg/g,其他连铸机液压站在用油品40℃时的运动黏度均在70左右，酸值未超过2mg/g,而聚酯抗燃液压油新油的黏度是68,酸值为1-2mgg。关于清洁度，有多台液压站在用油品为NAS9-NAS10,严重超标，清洁度超标加强过滤即可，此处不进行详细讨论。通过以上的检测结果说明，4号连铸主机液压站和冷床液压站在用油品氧化严重，已经生成了酸性的粘性物质。这两套液压站油品如何处置呢？是继续使用还是换油呢？如果继续使用担心会出问题，如果冒然换油，费用又很高，因为该油品为合成油，每桶超过了5000元。为此液压技术人员咨询了油品供应商，他们认为40℃运动黏度达到79.8问题不大，如果酸值过高则建议换油，具体建议酸值达到4~6mg/g时换油，而宝钢的做法是酸值达到8mg/g时才决定换油。了解了这一情况，联鑫钢铁决定凡是使用抗燃液压油的场合，把酸值达到6mg/g时作为警戒值，此时要加强监控，提高油品的检测频率，而把酸值达到8mgg时作为换油指标。到此，联鑫钢铁抗燃液压油有了换油标准。根据这个标准，4号连铸主机液压站决定换油处理，而4号连铸冷床液压站则加强监控。

 

4、各液压系统运行情况对比

通过对各连铸机液压系统在用油品指标的对比，发现各油站油品状态变化差异较大，因为联鑫钢铁炼钢厂所有连铸机液压系统是从2017年下半年开始使用抗燃液压油HE68的，也就是说各台连铸机的液压系统使用的是完全相同的油品，而且是同时开始使用的，为什么有的液压系统油品氧化速度快，而有的液压系统油品基本没有氧化呢？为此，液压技术人员对各连铸机液压系统运行情况进行了了解，通过现场查看，发现4号连铸机主机液压系统和冷床液压系统油温长期偏高，一般都超过了55℃，有时超过了70℃。这两套液压系统都有板式冷却器，为什么冷却效果不好呢？是冷却器冷却效果不好，还是循环泵出现了问题？另外还发现一个情况，就是这两套液压系统循环泵都是立式安装在油箱顶部的，会不会是循环系统运行有问题呢？经过与现场液压维修人员交流了解到，这两套液压系统循环泵经常损坏，有时液压泵吸不上油，还有一次循环泵的吸油管脱落，导致油温达到了80℃到此，可以完全确定，4号连铸机两套液压系统油品过度氧化完全是因为油温过高造成的，而导致油温过高的根本原因在于循环泵经常损坏，液压油得不到冷却。

 

5、对油温高的问题分析

 

液压系统油温高，从冷却角度入手去降低油温是正确的，但是应该还要从造成油温高的其它原因去做分析，看看是否存在相关 问题。液压系统油温高无非来自于2个方面，一个是液压系统内部产生的热量，比如液压管道和液压缸处在高温区域被高温烘烤，里面流动的液压油把热量带进了液压系统。通过对4号连铸主机和冷床两套液压系统的观察发现，上面说的两种情况都是存在的。液压系统从外部进入的热量可以通过防护尽量减少，但是不能避免这部分的热量只有通过冷却器带出。液压系统内部产生的热量，由于液压泵和液压阀等元件存在一定量的内泄，会产生一些热量，这也是不可避免的。

但是有一种情况就不正常了，就是通过对各溢流阀温度地测量发现，两套液压系统均存在某个溢流阀温度偏高的现象，可以判断该溢流阀存在溢流现象。两套液压站使用的都是恒压变量泵，靠液压泵调定系统压力，而溢流阀是作为安全阀使用的，换句话说，溢流阀应该是常闭的，而现在变成了常开的，这说明液压泵和溢流阀压力调定不正确，溢流阀作为安全阀压力调定应该比液压泵高约2MPa。而现在，溢流阀的调定压力低于了液压泵的调定压力，导致变量泵达不到变量点，一直工作在最大流量状态，当液压系统需要小流量时，系统产生大量的多余流量只能通过溢流阀溢流了，溢流的过程中，液压能转化成了热能。

 

6、结果和结论

综上所述，4号连铸机两套液压系统油温高的原因主要在于两个方面，一是由于液压泵和溢流阀的压力调节错误，导致溢流阀溢流产生了异常的能量转换。二是循环泵工作不可靠，频繁出现故障导致冷却效果较差。针对以上两个方面，一是对液压泵和溢流阀的压力进行重新调节，调节后变量泵正常变量，溢流阀不再溢流；二是对循环冷却装置的改造，把立式安装在油箱上面的循环泵改为在地面上卧式安装。通过这两个方面的改进，这两套液压系统油温均保持在40℃左右，在气温达到35℃时油温也没有超过50℃。另一方面通过油液状态监测，可以掌握油品的使用状态，通过油品的使用状态，可以反映出液压系统的工作状态，所以油液状态监测可以用来指导液压设备的管理，主要是维护、维修和改造等内容