摘要：随着钢铁铸造企业的发展以及生产技术的不断改进，生产设备需要进行配套更新，而对生产设备进行有效的管理和维护是企业正常生产的重要保证。连铸设备在钢铁生产中应用广泛，连铸机液压系统的有效运行直接影响到正常生产，因此一定要重视连铸机设备液压系统泄漏问题，对连铸机设备液压系统泄漏成因及防范措施进行探讨。

关键词：连铸机设备；液压系统；系统泄漏；钢铁铸造企业；生产设备 文献标识码：A

中图分类号：TG233 文章编号：1009-2374（2017）08-0090-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.043

随着科学技术的不断发展，产品更新速度非常快。在钢铁生产的众多阶段中，连铸是其中较为关键的阶段，也是半成品加工的主要过程。近年来，随着连铸设备的不断更新与改进，连铸机设备的自动化方面得到明显增强，精确度也得到了显著的提升。由于连铸设备的液压系统故障较多，其中液压油的泄漏是最为常见也是解决最为棘手的一个故障。液压油的泄漏问题若未得到及时处理，一方面会对液压设备的正常运行造成一定的影响；另一方面也会对周围的环境造成严重的污染，对居民的正常生活带来不良影响。所以，做好连铸设备液压系统泄漏防治工作则显得尤为重要。

1 液压系统的组成及原理

一般而言，连铸机液压系统主要由三部分组成：一是泵站。泵站的作用是对系统进行供油，泵站有轴向柱塞泵两台，一台进行正常工作，另一台则留作备用。轴向柱塞泵的工作压力为20MPa。若系统压力小于17MPa时，说明一台轴向柱塞泵不能满足实际所需，备用柱塞泵则自动启动，以确保生产环节的顺利实施；二是控制阀台。共有两套控制阀台，这两套控制阀台可分别控制两个水口油缸；三是油缸。油缸一共有三个开关，即正常开关、慢开关以及事故关闭开关，结合现场系统运行系统，油缸的三个开关可进行自动转换。连铸机液压系统在正常运行过程中，可采取点动开关方式对水口开度进行适当调整，这样可避免人为操作失误带来不可估量的损失。此外，液压系统通过单向节流阀对设备运行速率进行有效调节。若出现停电现象时，系统会处于自动保护状态，自动关闭滑动水口，避免泄漏现象的发生。连铸机液压系统如图1所示。

2 连铸机设备液压系统密封及泄露量分析

连铸机设备液压系统的密封与泄漏是相互关联的。现针对密封机理与泄漏量的影响因素进行分析，以供相关人员在研究时提供一定的借鉴。密封的机理表现为如下两个层面：一是间隙两端压差所造成的推力F大于液层间的内摩擦力f；二是平面间隙与柱状环形间隙的泄漏量与间隙大小的三次方成正比例关系，而与压力差以及间隙长度成反比。若使用0型密封圈时，则得出的泄漏量计算公式如下：

式中：Q表示的含义是泄漏量；D代表孔径大小；V表示运动速度。从公式中可明显的看出密封圈的泄漏量Q与密封圈硬度有关的函数成反比关系，而与运动速度以及孔径成正比例关系。当系统处于相对运行状态时，密封圈接触部位会形成一定的凹形小区，这时原油会从系统内流入到小区内变成高压区，将密封圈有效推开，引发泄漏现象的发生。由此可知，不管从动态层面来看或者是稳态层面进行分析，泄漏量的相关函数都是极其复杂的。若系统在低温环境下运行时，可知泄漏量与运动速度V的1.5次方成正比关系。由于我国技术水平有限，在该方面的研究还处于初级阶段，对于一些深层次的理论还需通过实验进行深入探究与分析，准确掌握引发泄漏现象的原因，并寻求行之有效的方式加以防治，提高系统运行的安全性。

3 连铸机设备液压系统泄露的成因

3.1 连铸机控制阀不动作而引起泄漏问题

众所周知，连铸液压系统在长期高温高压环境下，原件表面在相互作用过程中会发生不同程度的磨损现象，致使密封圈老化脱落，再加之空气中粉尘含量较多，加剧了液压油的污染现象，最终造成液压系统发生泄漏。

3.2 连铸机液压系统温升发热而引起泄漏

连铸设备的液压系统在运行过程中，系统自身会产生一定的热量，再加之受热坯辐射的影响，使得系统迅速升温，若温度超过许可范围时，油液黏度降低，高温的冲击使得压力增加，原件之间的间隙以及密封圈受热膨胀会加大，则会引发系统泄漏现象的发生。如果油液温度一直处于15℃以下或者低温环境时，会影响密封圈的密封效果，因此为了最大限度防止此种现象的发生，应采取行之有效的措施加以预防。此外，若油温高于60℃时，油液的黏度也会逐渐降低，使得油液失去原有的效果，引发变质现象。油温的不断上升不仅会加剧间隙，造成泄漏现象发生，而且也会增加原件的磨损程度，缩短原件的使用寿命。

3.3 连铸机液压系统冲击和振动而引起泄漏

一般而言，连铸机液压系统工作速率较快，相对应的其传递功率也较大，在高速运行状态下，系统也会受到强烈的沖击力与剧烈的振动现象，造成配件松动、焊接裂缝加大等问题层出不穷，缩短了系统的使用年限，影响设备的正常运行。当前，通过分析可知造成液压冲击泄漏的原因主要表现为如下三种：一是密封圈失去原有效果而引发的泄漏问题；二是原件在强烈的冲击摩擦下，受到一定的损伤，致使强度降低而引发的不良现象；三是接头与法兰连接不牢固所造成的泄漏现象。液压冲击经常出现在变速、变压等情况下，液压冲击会使得设备处于超负荷运作状态，造成内部原件磨损加剧，长此下去造成原油泄漏，使系统无法正常工作。

4 连铸机设备液压系统泄露的防范对策

4.1 避免因控制阀不动作而导致泄漏

针对控制阀不动作而造成的泄漏问题，采取的主要防范对策如下：一是如果是减压阀发生泄油事故，则可重新更换新的阀芯。若阀芯堵塞，工作人员可将其拆卸并对内部进行彻底清理，确保内部无杂物存在；二是若控制阀转换方向失灵，可在确保无渗油的情况下，增加外力回复，如果仍处于不动作状态，则可更换控制阀；三是对流量阀设定位置与运行速率进行观察，如若出现故障应及时进行修理。为了避免触电等现象的发生，可先将电动控制操作更改为手动操作，然后将泵先导溢流阀的二位四通换向阀进行转化，确保系统压力处于可控范围内，最后关闭缸球阀门，将手控换向阀前进回油球阀打开并迅速转换到手动控制操作，以保证生产流程的顺利实施。

4.2 减少因液压系统发热引起的泄漏

连铸机设备液压系统在运行中，如果液压油温度超过允许值，会造成油液黏度迅速降低，引起油液变质现象的发生。系统长期处于高温运行状态下，使得系统出现内部压力增加、密封圈受热膨胀等问题，造成液压系统出现泄漏现象。因此为了最大限地避免因液压系统发热所引起的泄漏问题的发生，可从液压系统设计层面进行改进：一是要采取有效的方式尽可能降低热源；二是要做好液压系统的散热工作，确保室内通风状况良好；三是还要防止其他气体混入到系统油液中，造成油液污染现象的发生；四是应限制阀内油液流速，所选择的泵与阀的额定流量应与缸速完全匹配，这样才能降低流失现象，保证系统的安全、稳定运行。

4.3 通过维护液压系统来减少冲击和振动

连铸机设备液压系统在运行过程中，若发生剧烈的振动或者冲击现象，会影响设备的正常运行，而且也会使管路内流动的液体换向过快，造成设备内部压力急剧增大，引发接件、法兰等原件发生松动现象，导致液体出现不同程度的泄漏。针对此种情况，采取如下措施加以防范：一是使用减震支架对管子进行必要的加固处理，尽可能降低系统振动对管子所带来的不良影响；二是选择一些减振元件比如带阻尼的换向阀等，降低系统冲击时对设备造成的伤害；三是减少管接头的使用。一般而言，可选择金属软管或者焊接链接的方式来降低管内压力，提高设备的运行效率。

5 结语

总而言之，连铸机液压系统在运行过程中，若发生泄漏现象则一方面会对周围的环境造成严重的影响；另一方面也会对设备的安全运行造成一定的威胁。因此，采取有效的方式对液压系统泄漏问题进行处理则显得尤为重要。但考虑到液压系统构造复杂，引发泄漏现象的因素也是多种多样，因此相关企业应强化液压系统的日常维修与保养工作，尽可能降低泄漏现象的发生，提高设备的运行效率。

参考文献

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作者简介：高紫文（1981-），男，山东章丘人，山东钢铁股份有限公司莱芜分公司机械动力部工程师，研究方向：冶金设备管理。

（责任编辑：王 波）