热卷箱液压技术浅析
摘要：本文介绍了热卷箱液压系统的基本工作原理以及设计特点，通过现场实际应用情况，提出系统在设计和使用过程中出现的一些问题，并提出了相应的改进措施，以及系统日常维护的要点。对于设备安装和维护管理具有重要的实际意义。 关键词：热卷箱 液压回路 改进措施 维护
一、引言
热卷箱是加拿大斯梯尔柯公司为了缩短热轧带钢厂的轧线长度，卷取中间坯而设计。在现代化热轧带钢厂中，使用热卷箱已成为一种趋势。采用热卷箱主要具有的优点有：缩短轧线长度、提高成材率、节约加热炉燃料、降低精轧机组功耗、减少中间坯头尾温差，同时具有较好的除鳞效果。
攀钢1450热轧板厂自1992年引进热卷箱在使用10年后，为提高钢卷卷重和质量，于2003年对热卷箱进行了更新改造，新热卷箱主要特点有：弯曲辊采用全液压辊缝调节装置；成形辊采用非传动惰性辊；增设带有缓冲装置的开尾辊，用于减少钢卷对夹送辊框架的冲击，同时帮助开卷；钢卷从卷取站到移送站采用无芯移送，以减少钢卷内圈温降；2号托卷辊处设置带隔热层的侧导板，用于防止中间坯钢卷“跑偏”；同时隔热层可减少开卷过程的钢卷边部温降。侧导板上设置的开尾销在带钢开至最后两圈的时候插入钢卷内防止叠轧。
二、液压系统简介
热卷箱液压系统主要为热卷箱和飞剪实现各种复杂的动作提供动力源。系统主要由液压站、VS1阀架、VS2阀架、VS3阀架组成。
（一）液压站
液压站由油箱装置、三台恒压变量柱塞泵
A4VSO-250DR/3XR-PPB13N00、两套蓄能器装置、一套循环冷却过滤系统、一套回油过滤装置组成。系统正常工作时，主泵（两台工作，一台备用）输出的压力油分两路，一路进入站内的蓄能器装置，一路进入控制阀架，蓄能器的作用是补充瞬时油量不足和吸收系统压力脉动。油箱装置上有液位控制和温度控制继电器，能对油箱异常液位温度进行报警显示。循环冷却系统可连续对油箱内油液进行冷却过滤，将系统油温控制在35ºС～55℃之间，此系统还兼起加新油，排污油的作用，对主泵轴承润滑冷却。主泵与循环泵之间有连锁条件，在启动主泵前须启动循环泵。
（二）VS1阀架
该阀架共有六个阀组和一个过滤器组，如图2-1所示，每一个阀组为热卷箱的一个执行机构提供液压油源和方向控制。这六个阀组分别控制入口导槽液压回路、成形辊液压回路、插入臂液压回路、开尾销液压回路、稳定器液压回路、开卷臂液压回路。
图2-1 VS1阀架原理图
（三）VS2阀架
该阀架包含有三个阀台八个阀组，如图2-2所示，每一个阀组为热卷箱的一个执行机构提供液压油源和方向控制。这八个阀组分别控制夹送辊液压回路、2#托卷辊A辊液压回路、2#托卷辊C辊液压回路、2#托卷辊D辊液压回路、飞剪前侧导板液压回路、保温罩侧导板液压回路、推卷辊液压回路、1#托卷辊液压回路。
图2-2 VS2阀架原理图
（四）VS3阀架
该阀架包含有一个阀组、一个过滤器组和一个蓄能器组，如图2-3所示，阀组为热卷箱的上弯曲辊的辊缝调整提供动力油源，过滤器组可保证上弯曲辊回路控制油的清洁度，蓄能器组能够保证及时充油和泄油。
图2-3 VS3阀架原理图
三、系统主要存在的问题及改进措施
根据系统在实际生产当中的运行情况并结合系统的设计特点，系统主要存在以下问题：
（一）弯曲辊液压回路的设计缺陷及改进措施
如图2-3所示该回路是弯曲辊的液压回路，弯曲辊的工况要求是：上升，下降，锁定，泄压。该回路由：
1、一个比例伺服阀，用于对液压缸进行控制及速度调整。
2、一个负载压力补偿器，用以保证在负载压力波动时，比例伺服阀进、出口压差的恒定，从而保证其流量控制不受负载变化的影响，保证控制的精度。
3、液控单向阀，作为对各中间位置的锁定。
4、一个直控式电磁阀，作为对液控单向阀的开启关闭控制。
5、一个3DR型减压溢流阀，用于对液压缸有杆腔供油，并保障有杆腔压力基本恒定在3DR型减压溢流阀的设定值。
6、压力传感器，用于液压缸两腔压力的探测或根据控制的需要参与控制。
7、一个电液换向阀，用于对液压缸有杆腔的泄压。
8、四个单向阀及一个安全阀组成的整流桥式回路，用于液压缸两腔在承受进钢过程中，对两腔进行整流就是在冲击脉动时进行流量补偿，安全阀的设定压力为22Mpa。
分析图2-3VS3阀架原理图，在上弯曲辊有杆腔液压回路当中，该回路是由一个3DR型减压溢流阀和一个型号为4WEH22D7X/6AG24N9ETK4/V的电液换向阀组成，该电液换向阀是一个内控内泄式换向阀，在设计该回路时的本意是，在检修条件下，电液换向阀的电磁铁得电，使上弯曲辊有杆腔回路泄荷，保持在一个固定的位置上，但实际情况却由于电液换向阀的泄油口联接在回油管上，而回油管设有回油单向阀，回油具有一定的背压，使得电液换向阀不能在弹簧力的作用下失电复位，上弯曲辊有杆腔一直处在泄荷位置上不能正常工作。
改进措施有：
1、将内控内泄电液换向阀更改内控外泄电液换向阀，并重新设计阀块通道，使泄荷油经独立的泄荷管路直接返回油箱，保证回油畅通。
2、暂不使用快速泄荷的功能，拔去电液换向阀的电磁铁插头， 6
使换向阀无法换向，始终保持畅通状态。（实际生产中实行该措施）
3、将电液换向阀换成电磁换向阀，保证换向阀换向正常，从而使上弯曲辊有杆腔回路正常工作。
（二）托卷辊回路存在设计缺陷及改进措施
如图2-4所示，该回路是1#托卷辊的液压回路，1#托卷辊的工况要求是能自由升降并准确定位在任何位置。该回路由：
1、一个比例换向流量控制阀，作为对1＃托卷辊的升降控制。
2、一个负载压力补偿器，用以保证在负载压力波动时，比例换向阀进、出口压差的恒定，从而保证其流量控制不受负载变化的影响，保证控制的精度。
3、一个平衡阀，作为液压缸下降过程中速度稳定的负载补偿，以及停止状态时平衡锁定。
4、液控单向阀，用于对液压缸在任意位置时的锁定。
5、四个单向阀及一个安全阀组成的整流桥式回路，用于液压缸两腔在承受进钢过程中，冲击脉动造成流量补偿，对两腔进行整流，安全阀的设定压力为22Mpa。
图2-4 托卷辊回路原理图
设计本意是要依靠回路中平衡阀来锁定液压缸无杆腔的液压油并控制无杆腔的回油速度从而控制执行机构的下降速度，保证液压缸在比例换向阀阀芯一旦处于中位时立即被锁定不动作。然而在生产实际当中，执行机构下降后不能准确定位总是向下漂移一段距离后才停止。
分析图2-4所示回路，液压缸的锁定主要依靠平衡阀和液控单向阀来实现，当比例换向阀处于中位机能时，梭阀联接的两油路A、B连通回油管，液控单向阀在这种情况下保持锁定状态，液压缸有杆腔的油液立即被封锁保持一定压力，由于平衡阀的控制油口处于液控单向阀的出口在下降停止瞬间仍存在较高压力，该压力足可推动平衡阀的阀芯，致使液压缸无杆腔连通回油管，液压缸产生移动，直至有杆腔压力降至平衡阀开启压力以下，液压缸停止移动，即表现为液压缸 8
向下漂移一段距离后才停止。
改进措施有：
1、将平衡阀的控制油由液控单向阀之后改到联接到液控单向阀之前，以保证在比例换向阀处于中位机能时，平衡阀的控制油压力不至于使其阀芯动作，但该方案需重新制作阀块；工期较长，现场实际情况不允许。
2、用双叠加式液控单向阀（液压锁）替代原叠加式液控单向阀（图2-4中标记“1”处），通过液压锁来锁定液压缸有杆腔和无杆腔的油路，从而保证液压缸被锁定时不动作。
四、系统日常维护
1、定期更换系统各过滤器滤芯，保证系统油液清洁度在NAS 1638 7级以上；
2、定期检查更换主泵和循环泵的联轴器弹性体，并标定泵的工作压力；
3、系统皮囊未起到吸振、吸收脉动的作用，皮囊在日常使用中由于多种原因造成皮囊接头等处漏油而未及时处理，直接将皮囊截止阀关闭导致皮囊退出系统工作，另外皮囊中充氮气压不足，或皮囊破损也不能较好地吸震，从而会造成液压阀响应速度慢要及时处理皮囊接头等处出现的故障，第一时间恢复皮囊系统工作，定期检查皮囊氮气压力，及时充压，精心维护确保皮囊正常投用。
4、新的液压油本身存在杂质，以及在加新油时操作不规范而带入灰尘杂质，在检修拆卸、清洗阀件时，严禁将杂质带进系统。
5、执行元件液压缸密封圈损坏，以及磨损出现铁屑等杂质带入系统油液中。
6、系统温度过高造成油液氧化，加快变质，以及液压系统在低液位运行造成泵吸油困难而产生气蚀而污染油液。
7、由于系统管线长管夹较多，现场环境和设计造成的一些因素，使维护检修人员无法对一些管路管夹进行更有效的维护，造成管夹松动或脱落，换向阀换向时产生冲击造成管路振动，使管路连接部位松动，泄漏增加。应定期紧固管路活接和法兰、管夹螺栓，定期更换胶管；
8、易损液压元件随时备有机旁备件，避免出现突发故障影响正常生产
。
五、结束语
本文针对热卷箱液压系统存在的一些问题，进行了一些了浅析，并提出了改进方法。对今后液压系统设计、维护、使用等都具有一定意义。
参 考 文 献
〔1〕曹鑫铭 液压伺服系统〈M〉 冶金工业出版社 1990 〔2〕雷天觉 液压工程手册〈M〉 北京理工大学出版社 1997
