基于電氣系統(tǒng)技術(shù)改造降低鐵水?dāng)[動(dòng)溜槽故障率

董紅麗

摘 要：在鋼鐵企業(yè)中，高爐是煉鐵廠最重要的設(shè)備，而鐵水?dāng)[動(dòng)溜槽是高爐出鐵場(chǎng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。實(shí)際生產(chǎn)中要求該設(shè)備性能可靠，操作簡(jiǎn)單，檢修方便。該文從某鋼廠實(shí)際生產(chǎn)情況出發(fā)，首先闡述了鐵水?dāng)[動(dòng)溜槽的工作原理，之后分析了其電氣故障頻發(fā)的原因，重點(diǎn)介紹了降低故障頻發(fā)的措施，最后分析了改善后的效果。提出了如何通過電氣系統(tǒng)技術(shù)改造的方法，達(dá)到降低鐵水?dāng)[動(dòng)溜槽故障率的目的，實(shí)施效果良好。

關(guān)鍵詞：電氣系統(tǒng) 技術(shù)改造 鐵水?dāng)[動(dòng)溜槽 降低 故障率

中圖分類號(hào)：F424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（b）-0046-02

高爐出鐵時(shí)，鐵水流經(jīng)鐵水溝進(jìn)入擺動(dòng)溜槽，通過擺動(dòng)溜槽的左右擺動(dòng)，改變鐵水流動(dòng)方向，并根據(jù)流量調(diào)整落點(diǎn)，使鐵水準(zhǔn)確流入到鐵水罐中，運(yùn)往煉鋼廠進(jìn)行下一步工序的生產(chǎn)。高爐出鐵的鐵水溫度高達(dá)1 500多℃，擺動(dòng)溜槽故障可能會(huì)導(dǎo)致鐵水外溢，燒毀運(yùn)鐵鐵路及運(yùn)鐵罐車。這會(huì)直接影響高爐的生產(chǎn)節(jié)奏，進(jìn)而影響全廠的生產(chǎn)進(jìn)度。因此，降低鐵水?dāng)[動(dòng)溜槽故障率，能夠保障高爐按時(shí)出鐵，對(duì)順利生產(chǎn)起著舉足輕重的作用。

1 鐵水?dāng)[動(dòng)溜槽的工作原理

鐵水?dāng)[動(dòng)流槽由驅(qū)動(dòng)裝置、連桿、托架和殼體等組成，驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器和手輪等部件組成。正常工作時(shí)，由接觸器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)動(dòng)作，電機(jī)提供需要的動(dòng)力，傳遞給減速器，經(jīng)過減速器降低轉(zhuǎn)速，提高傳動(dòng)力矩，連桿傳遞，推動(dòng)托架在一定角度的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)溜槽殼體左右隨著擺動(dòng)，將鐵水放到鐵水罐中，滿足高爐生產(chǎn)需要。操作過程中，操作人員按動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)控制按鈕，根據(jù)鐵水罐中鐵水量控制按動(dòng)按鈕的時(shí)間，待鐵水罐裝滿鐵水，松開按鈕，通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)的點(diǎn)動(dòng)控制，完成溜槽左右擺動(dòng)動(dòng)作。

2 鐵水?dāng)[動(dòng)溜槽電氣故障頻發(fā)原因

從實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況看，鐵水?dāng)[動(dòng)溜槽故障頻發(fā)的主要因素是電氣系統(tǒng)故障。其中電機(jī)及與電機(jī)相關(guān)的系統(tǒng)故障是主要誘因。

2.1 電氣設(shè)備選型不合理

2.1.1 接觸器選型不合理

設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行工況考慮不全，造成接觸器選型不合理。電機(jī)額定電流為21.3 A，起動(dòng)電流為43～69 A，而接觸器額定電流僅25 A。由于電機(jī)經(jīng)常在點(diǎn)動(dòng)狀態(tài)下工作，頻繁起動(dòng)，電流較大，而接觸器額定電流較小，即額定容量偏小，接觸器觸頭容易粘連損壞。

2.1.2 按鈕控制不合理

控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的按鈕（控制手柄）為嵌入式按鈕，需操作人員用手指按入按鈕孔內(nèi)10～18 mm。一方面，操作人員操作不方便；另一方面，按鈕動(dòng)作行程較長(zhǎng)，容易造成按鈕虛接，使接觸器抖動(dòng)損壞，電機(jī)拖動(dòng)的溜槽頻繁地左右擺動(dòng)無(wú)法停止，使鐵水外溢。

2.2 操作人員操作不規(guī)范

崗位工操作方法不規(guī)范，隨意性較大。溜槽擺動(dòng)時(shí)，操作人員經(jīng)常連續(xù)快速切換點(diǎn)動(dòng)按鈕或手指用力不足，造成接觸器連續(xù)快速動(dòng)作，觸頭拉弧嚴(yán)重，容易造成接觸器觸頭燒蝕或粘連，致使接觸器損壞。經(jīng)常發(fā)生因接觸器粘連導(dǎo)致溜槽過位，而使鐵水無(wú)法倒入鐵水罐中，損壞軌道等事故。

2.3 電機(jī)配套設(shè)備不齊全

擺動(dòng)溜槽配用電機(jī)為繞線式抱閘電機(jī)，沒有配用電阻器。電機(jī)起動(dòng)電流為43～69 A，起動(dòng)電流較大，無(wú)配用電阻器則不能有效降低起動(dòng)電流。較大的起動(dòng)電流會(huì)產(chǎn)生較大的線路壓降，減小電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，影響電機(jī)本身的起動(dòng)；還會(huì)使電機(jī)繞組發(fā)熱，縮短電機(jī)使用壽命。

2.4 電氣控制回路安全措施不完善

控制回路只能控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，且均為點(diǎn)動(dòng)控制。即操作人員點(diǎn)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；點(diǎn)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)；不按按鈕時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。未設(shè)計(jì)單獨(dú)的急停裝置。如接觸器因電流過大，意外粘連，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)一直正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，造成溜槽長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)動(dòng)作，無(wú)法停止，而發(fā)生各種事故。

3 降低故障頻發(fā)措施

3.1 選用合適的電氣設(shè)備

3.1.1 更換合適的接觸器

原接觸器額定電流僅25 A，而電機(jī)額定電流為21.3 A，起動(dòng)電流為43～69 A，接觸器觸點(diǎn)容量明顯不足。故將額定電流為25 A的接觸器更換為額定電流32 A的接觸器，提高接觸器觸點(diǎn)容量。能夠有效解決點(diǎn)動(dòng)操作過程中瞬間電流過大，觸頭間拉弧嚴(yán)重的問題，保護(hù)好接觸器。

3.1.2 更換新型手柄

將原來(lái)嵌入式按鈕更換為NP3-1A型控制手柄。此控制手柄輕小靈便、易于操作，可避免嵌入式按鈕動(dòng)作行程較長(zhǎng)的問題。

3.2 改造設(shè)備規(guī)避人為因素風(fēng)險(xiǎn)

對(duì)于操作人員不按規(guī)范操作的問題，首先要從管理上制定切實(shí)有效的管理措施；更要從設(shè)備改造的角度出發(fā)，從根本上解決問題。原接觸器觸頭在操作人員點(diǎn)動(dòng)控制按鈕時(shí)，會(huì)馬上接通或者斷開?，F(xiàn)加裝延時(shí)觸頭，延時(shí)時(shí)間為0.1～3 s，防止接觸器連續(xù)快速動(dòng)作。比如，電機(jī)剛剛正轉(zhuǎn)，操作人員突然點(diǎn)反轉(zhuǎn)，電機(jī)會(huì)延時(shí)一段時(shí)間才能反轉(zhuǎn)，有效地保護(hù)電機(jī)，規(guī)避操作人員胡亂操作的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 合理改裝電氣設(shè)備

在公式中：U1為電機(jī)定子相電壓；R1， X1為電機(jī)定子相電阻、相電抗；R2，X2為電機(jī)轉(zhuǎn)子相電阻、相電抗折算值。由（1）、（2）兩式可知，在電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入電阻器，增加適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子電阻值，既能降低起動(dòng)電流，又能提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，有效改善電機(jī)機(jī)械特性，電機(jī)抗過載能力增強(qiáng)。因此，在此電機(jī)控制裝置轉(zhuǎn)子回路中串入起動(dòng)電阻，能夠增加電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，同時(shí)降低起動(dòng)電流，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命。

3.4 增加安全防護(hù)措施

在原有的只能進(jìn)行電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)控制基礎(chǔ)上。在電機(jī)主控制回路中，加裝主回路控制接觸器，在控制回路中，加裝相應(yīng)的接觸器和控制開關(guān)。且加裝的主回路接觸器容量大于正、反轉(zhuǎn)接觸器容量，在主回路中，加裝的接觸器主觸點(diǎn)在控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器主觸點(diǎn)之前，當(dāng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制出現(xiàn)問題時(shí)，能夠及時(shí)切斷主回路控制電源，保護(hù)電機(jī)。

4 改善后效果

通過以上對(duì)鐵水?dāng)[動(dòng)溜槽電氣故障頻發(fā)原因的分析，進(jìn)行電氣系統(tǒng)技術(shù)改造，取得了較好的效果。首先，電機(jī)起動(dòng)電流由43～69 A降至17～35 A，損壞率明顯降低；其次，加裝的接觸器延時(shí)觸頭延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3 s，有效避免了接觸器因連續(xù)快速動(dòng)作導(dǎo)致?lián)p壞的問題；最后，即使快速連續(xù)點(diǎn)動(dòng)按鈕，接觸器仍斷續(xù)動(dòng)作，觸頭不易拉弧，接觸器損壞率幾乎為零。不僅降低了因電氣系統(tǒng)故障導(dǎo)致的鐵水?dāng)[動(dòng)溜槽故障率，還延長(zhǎng)了電氣設(shè)備使用壽命，節(jié)省了備件費(fèi)用。操作人員操作方便，動(dòng)作可靠，且可隨時(shí)切斷主電源，保障設(shè)備安全，避免發(fā)生因擺動(dòng)溜槽故障造成鐵路及鐵水罐車損壞的事故。設(shè)備安全性顯著提高，保障高爐準(zhǔn)時(shí)出鐵，使生產(chǎn)順利進(jìn)行。

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