淺析轉爐電氣自動化常見的問題及原因分析

蔣君毅

【摘 要】隨著時代的進步，社會對鋼鐵的需求與日俱增，轉爐作為冶煉鋼鐵的主要設備之一。其具有的問題一直是影響鋼鐵冶煉質量和數(shù)量的重要原因之一，因此對轉爐電氣自動化常見的問題及原因進行多方剖析對提高鋼鐵的產量和質量是至關重要的一項探究。本文通過簡介轉爐煉鋼自動化的概述，詳細的提出了轉爐電氣自動化常見的問題并對原因進行了具體的分析，旨在為加速我國鋼鐵冶煉事業(yè)的發(fā)展提供一份助力。

【關鍵詞】轉錄；自動化；常見問題；原因分析

1 轉爐電氣自動化概述

轉爐設備是將鐵水作為直接處理對象的自動化系統(tǒng)，它是煉鋼企業(yè)的工業(yè)化產物，它的工作就是通過對鐵水的一系列加工、處理最終得到鋼的過程。煉鋼過程的第一步就是氧化，氧化鐵水的目的就是出去鐵水中混入的雜質成分。其次就是在除去雜質的鐵水中添加石灰，得到氧化性渣爐。從具體的步驟進行分析，轉爐電氣自動化主要可以概述為以下幾個方面：煉鋼的原料，也就是由鋼鐵企業(yè)提供的鐵水，要注意向鐵水中添加氧化劑；控制熔爐比在恰當?shù)姆秶鷥?，確保爐內深度與鐵水深度的比值剛好能夠保證轉爐正常運轉；規(guī)范的供養(yǎng)要求供養(yǎng)的壓力、輕度和氧槍的噴嘴都在標準范圍內；標準的爐渣要求爐渣的堿性在規(guī)定范圍內波動；溫度方面要采取恰當?shù)目刂品椒?，在確定鋼出爐的溫度后，還要確保添加冷卻劑的劑量符合規(guī)定要求；最終確保鋼材能夠合金化即可。

2 轉爐電氣自動化常見的問題及原因

2.1 設備部分

設備部分主要包括轉爐本體和氧槍兩個部分。除此之外，還有一些諸如上料系統(tǒng)、副槍系統(tǒng)、風機、復吹系統(tǒng)、投料系統(tǒng)、汽化系統(tǒng)及通訊系統(tǒng)等的外圍設備系統(tǒng)。

2.2 轉爐本體部分

控制轉爐本體主要就是控制轉爐的傾動。雖然傾動發(fā)生故障的可能性相對較小，但一旦發(fā)生將會造成非常嚴重的后果。其主要現(xiàn)象有：轉爐無法搖爐、無高速和低速運轉等。出現(xiàn)以上問題后，要查看主控室、PLC室、MCC室和現(xiàn)場等。

其中轉爐傾動故障要從以下幾點找問題的原因：變頻器故障。每座轉爐都需要四臺變頻器進行控制，四臺機器無故障的運作，才保證控制維持正常的傾動轉速。當傾動故障出現(xiàn)的時候，要立即檢查變頻器，查看是否至少有三臺機器維持正常的工作；選擇了錯誤的操作地點。轉爐的傾動共有爐前兌鐵操作臺、爐前出渣操作臺和爐后出鋼操作臺三個操作地點，當需對轉爐進行控制操作時，需保證有且僅有一各操作點擁有控制權，并將其余操作點設置為異地狀態(tài)；急停信號。在按下緊急按鈕后，觀察是否有信號從主操作臺、爐前兌鐵操作臺、爐前出渣操作臺和爐后出鋼操作臺中發(fā)出。當出現(xiàn)轉爐無法搖爐的故障時，要注意氧槍是否位于帶吹點以上和潤滑油的溫度是否維持正常兩點。如果有突發(fā)的網絡故障并且有大量鋼水位于爐內，如不能及時迅速的解決這個問題就會嚴重降低轉爐的使用壽命，甚至還會引起轉爐出現(xiàn)漏鋼的情況，造成嚴重的事故。針對此類情況的發(fā)生，應該及時開啟強制搖爐功能。強制搖爐的工作實質是通過PLC室將信號傳至操作臺，其具體操作方法就是在畫面中找到強制搖爐按鈕，并及時按下，然后直接在操作臺上進行下一步操作即可。

2.3 氧槍部分

氧槍是能夠直接影響到冶煉效果好壞和冶煉時間長短的關鍵性因素。也是間接地對鋼材的質量和產量產生影響的重要因素。氧槍的主要工作是控制氧槍的升降、速度和位置。由于氧槍在工作的時候不僅要保證自身無故障，還要保障與其周圍的外圍設備有所聯(lián)系，因此氧槍系統(tǒng)中各部分的關系較為復雜，其故障來源主要是自動提搶和無法下?lián)尅?/p>

為保障氧槍使用過程的安全，當發(fā)生操作緊急提升按鈕、冷卻水異常、氧槍壓力異常、氣化系統(tǒng)異常和風機故障等問題時要緊急提搶。其中，操作緊急提升按鈕是指當在主操作臺上按下緊急停止按鈕后，氧槍點擊立即停止運作，呈現(xiàn)抱閘鎖死的狀態(tài)，給定的速度會以最快的速度下降直至歸零，氧槍由此停止運作，恢復至原位。該按鈕不因操作地點的更改而失效，也不因所選模式的異同而受到限制，即在任何地點和模式下均有停止操作的效果。冷卻水異常是指，在保證儀表正常運行的程序中，對冷卻水的流量下限有著嚴格的規(guī)定，當流經設備的水流量低于正常值時，儀器就會發(fā)出警報。

除此之外溫度、壓力和流量差異的改變或異常也會引起氧槍運作的異常，導致氧槍出現(xiàn)緊急上升的情況。氧槍壓力異常是指，氧槍在正常情況下運作的條件是在開氧點以上，同時要求總管的壓力以0.6為最低值，當氧槍達到開氧點后，要求支管的壓力以0.5為最低值。汽化系統(tǒng)是一個經過付復吹系統(tǒng)后與氧槍共同控制通訊的系統(tǒng)，其主要包含汽包水位過低或過高、除氧器水位過低或過高、兩組低壓和兩組高壓循環(huán)泵及其出口電閘都出現(xiàn)故障、氮氣壓力超過規(guī)定值、過水流量低于最小值等多種情況。造成風機故障中的風機也是通過復吹系統(tǒng)和氧槍二者結合通訊傳遞信號的。當風機的平均轉速小于900時，就會有緊急提搶的信號傳到復吹系統(tǒng)，再經過該系統(tǒng)傳至氧槍。

造成氧槍出現(xiàn)緊急停止狀態(tài)的還有人為按下正在工作的操作臺上的緊急停止按鈕，鋼絲繩所承受的拉力高于其最大承受限度，氧槍的限位出現(xiàn)異常，為對速度進行設定，編碼器的最大值小于780等。氧槍本身合閘是氧槍正常下降的首要條件，其次要保證爐體垂直于地面，最后還要保證不能有緊急提搶的信號出現(xiàn)，否則就會導致氧槍無法下降的故障。

2.4 網絡通訊部分

煉鋼系統(tǒng)采用的網絡是工業(yè)以太網，采用將MPI和PROFIBUS二者相互結合的通訊方式。通過生產范圍對網絡區(qū)域進行詳細劃分，即每座轉爐都會被一層網絡區(qū)域包圍，再將每個區(qū)域連接起來就構成了完整的網絡系統(tǒng)。因此，網絡通訊的正常運行是保障生產能夠順利進行的重要前提，網絡通訊的中斷也會對生產造成巨大的財力和人力的損失。網絡故障的出現(xiàn)與排查可以通過通訊中斷和上位機網絡兩個方面進行診斷。其中通訊中斷指的是在同一時間內，兩個或兩個以上的設備沒有工作。例如在同一時間段內同時出現(xiàn)轉爐停止搖爐，擋火門停止行走和卷簾門不受控制，就可以判斷故障為網絡問題，或者查看PLC柜內的信號指示燈是否出現(xiàn)報警現(xiàn)象。當在某一時段內出現(xiàn)某臺計算機無法完成所有操作時，要查看WinCC畫面能否出現(xiàn)反色顯示，這種情況下，應該優(yōu)先檢查主機與交換機相連的網線及二者的接口。

3 結語

綜上所述，爐電氣自動化常見的問題主要是設備情況、轉爐本體、氧槍及網絡通訊四個部分，其中轉爐本體容易出現(xiàn)閘門無法正常閉合和自動跳起及轉爐無法搖爐的問題。氧槍部分出現(xiàn)的主要問題是由冷卻水一場和風機故障等原因造成的氧槍緊急上升、鋼絲繩張麗過大和為給定標準速度等原因造成的氧槍緊急停止和閘門未合、爐體未垂直地面及出現(xiàn)緊急提搶信號等原因造成的氧槍無法下降的故障。網絡通訊部分主要是由多個設備沒有同時工作造成的通訊中斷和出現(xiàn)一臺不能完成所有操作的故障電腦造成的上位機網絡出現(xiàn)問題的故障。綜合以上故障的原因及分析，本文還提出了部分解決方法和注意事項，旨在為煉鋼事業(yè)的順利發(fā)展提供一份助力。

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[責任編輯：楊玉潔]