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
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