1、概述
随着钢铁产品质量的不断升级，热轧板带生产层流冷却（淬火）工序，已使用计算机模型进行实时控制，对控制阀门要求也随之提高，但控制阀频繁的动作导致运行中故障频发。以下就以柳钢热轧板带生产线层流冷却（图1）使用的气动蝶阀，在运行中遇到的故障和改进展开探讨。
图1 热轧板带生产线层流冷却图
2、控制原理
层流冷却系统采用气动蝶阀，是因其执行器结构简单、动作速度快, 易于控制, 其蝶阀体积小、起动力矩小等特点。气动蝶阀采用单电控二位四通电磁阀控制, 而电磁阀接受可编程序控制器信号, 当信号改变时, 其气动输出信号改变, 从而使气缸受力方向改变, 带动蝶阀开启或闭合，如图2。
图2 气动蝶阀控制原理图
3、控制故障原因
因层流层流冷却系统，对冷却水开关时间和流经的特殊要求，气动蝶阀必须安装在高温高湿的位置见图1，该环境不利于电磁阀长期工作。
控制模型下的实时调整，导致气动蝶阀的频繁动作，使气动蝶阀轴套密封件极易受损，管道里的水进入气缸从电磁阀位置排出，更加快电磁阀损坏速度，控制系统故障率居高不下。
实际生产现场，受使用环境影响的电磁阀，运行中的情况如图3。
图3 电磁阀的运行情况
4、 改进方法的实施
出于对电磁阀安装位置的思考，原本电磁阀故障以后只能生产线全线停机时才能处理，气动蝶阀使用阀体集成的二位四通电磁阀，改进为使用独立安装的电磁阀，并把电磁阀安装位置，移位至远离红钢辐射位置（见图4），实现在生产线不停机的情况下处理电磁阀故障。
图4 改进后二位四通电磁阀安装位置
持续优化：
电磁阀的移位，使控制故障处理变得容易，但并没有改变控制系统居高的故障率。为了应对气动蝶阀轴套密封件受损漏水对电磁阀的影响，根据原有气动控制原理图（见图2），在保证控制过程要求时间条件下，增加二位四通气控阀，将气动蝶阀控制改成，PLC电信号驱动二位三通电磁阀，电磁阀输出气压信号驱动二位四通气控阀，再由气控阀驱动气动蝶阀动作，改进后的气动控制原理图见图5。
图5 改进后的气动控制原理图
气动控制的改变，由于气控阀受水汽影响远小于电控阀，即使在高温高湿和气动蝶阀漏水（见图6）的情况下，气控阀的使用寿命也优于气动蝶阀本体寿命，改进后的维护方式因此变为在更换蝶阀时连同气控阀周期更换即可，二位三通电磁阀的集中阀块安装，由于电磁阀环境的改变基本实现免维护工作，大大降低了气动蝶阀控制系统的维护强度。图6和图7为改进后的安装及现场效果。
图6 改进后的安装情况
图7 改进后的现场效果
5、 结束语
本文所提及的改进方法，是将电磁阀控制和气控阀控制配合使用，改变单电控受环境影响导致故障率居高的问题，其实在现场很多情况下，都可以使用这种多项控制思路协同的办法，将电磁控制、气动控制、液压控制等控制手段结合加以改进，就能达到降低设备故障率和维护强度的目的。
