论文部分内容阅读
[摘 要]分析LF精炼炉油缸密封漏油原因并制定预防措施，研究油缸密封在线快速更换方法，减少影响品种钢生产时间，降低劳动强度及安全风险，新技术值得在同行业推广使用！
[关键词]油缸；密封；在线更换
中图分类号：TS639 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0198-01
1.前言
LF精炼炉是炼钢工序中重要而且使用非常频繁的设备，设备主要由电极升降机构，炉盖升降机构等组成，电极升降机构是精炼炉对钢水升温调节成分的主要设备，其由电极升降油缸、升降立柱、电极横臂、电极夹紧放松装置、电极以及冷却循环水等组成，升降油缸装在升降立柱内，由销轴连接固定，油缸外筒在上，缸杆在下，杆端有支座，给油时缸筒与立柱一体升降。
2.问题阐述
电极升降油缸是柱塞式油缸，在使用中由于灰尘杂质污染，油脂过滤不净，密封件压缩变形，高温环境下油缸杆外漏，密封碳化甚至着火烧坏，活塞杆锈点麻点导致密封圈拉伤唇口磨损等原因，油缸密封经常产生漏油故障，漏油部位主要是油缸活塞杆出口端带有防尘圈和组合密封的插装式接头，油缸漏油严重影响三相电极的同步性，影响电极弧流不稳，容易造成电极折断，进而造成停产事故。
密封漏油传统处理方法是更换油缸下线修理，修理完毕后再安装调试。这种方法需要停机，关闭并拆卸设备冷却水管，需要占用液体天车吊出，拆卸电极升降机构的大部分组件，更换油缸完毕后再把电极升降机构组件按照顺序组装起来，工序繁琐，需要大量人工，劳动强度大，危险性高，需要连续作业48h左右，严重影响生产。
对此问题，目前国内还没有简单快捷的修复方法。
3.解决方案
3.1 技术研究
要解决LF精炼炉电极升降油缸密封漏油下线修理，费时费力费资材，劳动强度大，危险性高，影响品质钢生产等问题，需要研究一种油缸密封在线快速修复的方法，需要设计一种电极升降油缸在线快速处理密封渗漏的装置，通过这种装置及方法可以比较快速地把电极油缸渗漏的插装式接头更换，实现油缸密封的快捷更换，在线修复，避免拆卸、组装电极升降机构的各个部件，极大提高作业率，降低劳动强度，不需要占用天车，不影响下道连铸工序的生产，为品种生产赢得时间。
3.2 方案实施（图1）
3.2.1 原方法采用的技术方案说明
上图1所示为电极升降结构示意图，1为电极横臂，2为升降立柱，3为电极升降油缸，4为电极夹紧放松装置，5为升降电极。当升降油缸3的下端密封漏油时，原常规处理方法是拆除精炼炉整体除尘罩，拆除电极，拆除横臂及连接的水冷电缆冷却水管，拆下升降立柱及油缸，线下修复油缸密封，而后按相反顺序安装拆除的设备。整个过程费时费力，需要消耗大量资材，存在吊装作业，危险性高等弊端。
3.2.2 新方法技术方案研究
研究电极升降油缸在线快速处理密封渗漏的装置与方法，实现油缸密封在线更换，具体技术方案为：研究的电极升降油缸在线快速处理密封渗漏装置，包括：带新密封的接头、支撑架、假轴、4根M20丝杠（带母）、吊环等部件组成。
利用这种装置实现油缸密封的在线更换修复，带新密封的接头提前在线下安装好所有的密封元件；支撑架可靠支撑电极油缸立柱的底部，其高度为1.5米左右，以不影响人员在下部作业即可，支撑架两侧各挂一个1t导链；假轴直径为160mm，假轴的直径略小于油缸活塞杆直径，可以使油缸接头顺利落到最低位置，并与新的接头置换，假轴同时支撑油缸活塞杆，保证更换接头工作进行时，油缸杆不坠落，假轴高为220mm，大于新接头的高度即可；M20丝杠长为1200mm，通长螺纹，利用此丝杠能够使油缸接头从最低位置到达油缸法兰螺栓孔的安装位置，同时保证新接头受力均匀的通过轴径变化区域。
支撑架两侧带有提升导链的挂钩可以方便放置导链等工具，当油缸泄压放油后，拆除活塞杆端部阀块，安装吊环，利用导链可以使活塞杆升降；假轴的作用是支撑活塞杆，起到安全保护作用；在活塞杆的端部与工作部位结合的位置有轴径变化，造成密封接头安装的时候比较困难，4根丝杠在接头法兰的螺栓孔均布，利用螺母不断旋合，使接头受力均匀的向上通过活塞杆轴径变化的过渡段，防止磨损接头内的密封元件。
3.2.3 新技術方案实施过程说明
图2所示为油缸拆卸密封接头示意图。其中：1是支架；2是吊环，3是假轴。拆除前通过液压系统油缸伸出把电极升降机构的所有部件支起，把支架安放在立柱下方并固定，然后拆除液压锁以及阀块，同时清除废油，此时在油缸活塞杆头不参与工作的部分安装吊环，利用导链把活塞杆向上提起300mm左右，拆除油缸球形支座，然后把假轴安放在活塞杆正下方，同时落下导链，活塞杆靠假轴支撑，拆除吊环，接着拆除油缸密封接头的紧固螺栓，把渗漏的接头落到油缸的底座上，然后在安装吊环，利用导链拉起活塞杆，使之与假轴分离，向外移出假轴和密封接头，拆除完毕。
上图3所示为安装密封接头示意图。其中1支架；2丝杠（带母）；3油缸活塞杆；4新油缸接头；5假轴。安装时把新接头和假轴安放在油缸底座，放松导链使活塞杆降落到假轴上方，拆除吊环，然后把4根丝杠安装到油缸法兰，接着将接头托起使丝杠穿过接头的法兰螺栓孔，之后旋合螺母，这时接头刚好在活塞杆轴径变化的过渡区域，接下来不断旋紧螺母，接头平滑且受力均匀的通过过渡段，之后不断旋合，接头的法兰与油缸法兰贴合，剩余的4个螺栓孔安装紧固螺栓，此后拆卸丝杠，安装其余螺栓，紧固接头。
接头安装完毕之后，利用导链提起油缸活塞杆，移出假轴，安装油缸球形底座，放下油缸活塞杆，安装阀块和液压锁以及液压管路，通过液压系统升高立柱然后拆除支架，安装完毕。在提前准备好工器具的基础上整个技术方案实施过程仅需要4h左右。
4.应用效果
电极升降油缸在线快速处理密封渗漏装置及方法，实现了油缸密封的快捷更换，在线修复，避免了油缸密封漏油导致电极升降不同步，弧流不稳折断电极停产事故甚至着火安全事故的发生，避免了影响下道连铸工序的生产，为品种钢生产提供保障，避免了拆装电极升降机构的作业，降低了油缸修理费用及维修费，降低了劳动强度及安全风险，这项技术可以在国内外同行业LF精炼炉系统推广使用，技术创新对推动科技进步起到一定的促进作用！
[关键词]油缸；密封；在线更换
中图分类号：TS639 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）32-0198-01
1.前言
LF精炼炉是炼钢工序中重要而且使用非常频繁的设备，设备主要由电极升降机构，炉盖升降机构等组成，电极升降机构是精炼炉对钢水升温调节成分的主要设备，其由电极升降油缸、升降立柱、电极横臂、电极夹紧放松装置、电极以及冷却循环水等组成，升降油缸装在升降立柱内，由销轴连接固定，油缸外筒在上，缸杆在下，杆端有支座，给油时缸筒与立柱一体升降。
2.问题阐述
电极升降油缸是柱塞式油缸，在使用中由于灰尘杂质污染，油脂过滤不净，密封件压缩变形，高温环境下油缸杆外漏，密封碳化甚至着火烧坏，活塞杆锈点麻点导致密封圈拉伤唇口磨损等原因，油缸密封经常产生漏油故障，漏油部位主要是油缸活塞杆出口端带有防尘圈和组合密封的插装式接头，油缸漏油严重影响三相电极的同步性，影响电极弧流不稳，容易造成电极折断，进而造成停产事故。
密封漏油传统处理方法是更换油缸下线修理，修理完毕后再安装调试。这种方法需要停机，关闭并拆卸设备冷却水管，需要占用液体天车吊出，拆卸电极升降机构的大部分组件，更换油缸完毕后再把电极升降机构组件按照顺序组装起来，工序繁琐，需要大量人工，劳动强度大，危险性高，需要连续作业48h左右，严重影响生产。
对此问题，目前国内还没有简单快捷的修复方法。
3.解决方案
3.1 技术研究
要解决LF精炼炉电极升降油缸密封漏油下线修理，费时费力费资材，劳动强度大，危险性高，影响品质钢生产等问题，需要研究一种油缸密封在线快速修复的方法，需要设计一种电极升降油缸在线快速处理密封渗漏的装置，通过这种装置及方法可以比较快速地把电极油缸渗漏的插装式接头更换，实现油缸密封的快捷更换，在线修复，避免拆卸、组装电极升降机构的各个部件，极大提高作业率，降低劳动强度，不需要占用天车，不影响下道连铸工序的生产，为品种生产赢得时间。
3.2 方案实施（图1）
3.2.1 原方法采用的技术方案说明
上图1所示为电极升降结构示意图，1为电极横臂，2为升降立柱，3为电极升降油缸，4为电极夹紧放松装置，5为升降电极。当升降油缸3的下端密封漏油时，原常规处理方法是拆除精炼炉整体除尘罩，拆除电极，拆除横臂及连接的水冷电缆冷却水管，拆下升降立柱及油缸，线下修复油缸密封，而后按相反顺序安装拆除的设备。整个过程费时费力，需要消耗大量资材，存在吊装作业，危险性高等弊端。
3.2.2 新方法技术方案研究
研究电极升降油缸在线快速处理密封渗漏的装置与方法，实现油缸密封在线更换，具体技术方案为：研究的电极升降油缸在线快速处理密封渗漏装置，包括：带新密封的接头、支撑架、假轴、4根M20丝杠（带母）、吊环等部件组成。
利用这种装置实现油缸密封的在线更换修复，带新密封的接头提前在线下安装好所有的密封元件；支撑架可靠支撑电极油缸立柱的底部，其高度为1.5米左右，以不影响人员在下部作业即可，支撑架两侧各挂一个1t导链；假轴直径为160mm，假轴的直径略小于油缸活塞杆直径，可以使油缸接头顺利落到最低位置，并与新的接头置换，假轴同时支撑油缸活塞杆，保证更换接头工作进行时，油缸杆不坠落，假轴高为220mm，大于新接头的高度即可；M20丝杠长为1200mm，通长螺纹，利用此丝杠能够使油缸接头从最低位置到达油缸法兰螺栓孔的安装位置，同时保证新接头受力均匀的通过轴径变化区域。
支撑架两侧带有提升导链的挂钩可以方便放置导链等工具，当油缸泄压放油后，拆除活塞杆端部阀块，安装吊环，利用导链可以使活塞杆升降；假轴的作用是支撑活塞杆，起到安全保护作用；在活塞杆的端部与工作部位结合的位置有轴径变化，造成密封接头安装的时候比较困难，4根丝杠在接头法兰的螺栓孔均布，利用螺母不断旋合，使接头受力均匀的向上通过活塞杆轴径变化的过渡段，防止磨损接头内的密封元件。
3.2.3 新技術方案实施过程说明
图2所示为油缸拆卸密封接头示意图。其中：1是支架；2是吊环，3是假轴。拆除前通过液压系统油缸伸出把电极升降机构的所有部件支起，把支架安放在立柱下方并固定，然后拆除液压锁以及阀块，同时清除废油，此时在油缸活塞杆头不参与工作的部分安装吊环，利用导链把活塞杆向上提起300mm左右，拆除油缸球形支座，然后把假轴安放在活塞杆正下方，同时落下导链，活塞杆靠假轴支撑，拆除吊环，接着拆除油缸密封接头的紧固螺栓，把渗漏的接头落到油缸的底座上，然后在安装吊环，利用导链拉起活塞杆，使之与假轴分离，向外移出假轴和密封接头，拆除完毕。
上图3所示为安装密封接头示意图。其中1支架；2丝杠（带母）；3油缸活塞杆；4新油缸接头；5假轴。安装时把新接头和假轴安放在油缸底座，放松导链使活塞杆降落到假轴上方，拆除吊环，然后把4根丝杠安装到油缸法兰，接着将接头托起使丝杠穿过接头的法兰螺栓孔，之后旋合螺母，这时接头刚好在活塞杆轴径变化的过渡区域，接下来不断旋紧螺母，接头平滑且受力均匀的通过过渡段，之后不断旋合，接头的法兰与油缸法兰贴合，剩余的4个螺栓孔安装紧固螺栓，此后拆卸丝杠，安装其余螺栓，紧固接头。
接头安装完毕之后，利用导链提起油缸活塞杆，移出假轴，安装油缸球形底座，放下油缸活塞杆，安装阀块和液压锁以及液压管路，通过液压系统升高立柱然后拆除支架，安装完毕。在提前准备好工器具的基础上整个技术方案实施过程仅需要4h左右。
4.应用效果
电极升降油缸在线快速处理密封渗漏装置及方法，实现了油缸密封的快捷更换，在线修复，避免了油缸密封漏油导致电极升降不同步，弧流不稳折断电极停产事故甚至着火安全事故的发生，避免了影响下道连铸工序的生产，为品种钢生产提供保障，避免了拆装电极升降机构的作业，降低了油缸修理费用及维修费，降低了劳动强度及安全风险，这项技术可以在国内外同行业LF精炼炉系统推广使用，技术创新对推动科技进步起到一定的促进作用！