連鑄機(jī)大包誤旋轉(zhuǎn)原因分析

尹世謙

（天鐵集團(tuán)機(jī)械動(dòng)力處，河北涉縣056404）

0 引言

天鐵冶金集團(tuán)有限公司現(xiàn)有兩臺(tái)1 650 mm雙流板坯連鑄機(jī)，2017年10月12日14點(diǎn)13分，1#連鑄機(jī)發(fā)生一起大包誤旋轉(zhuǎn)事故。記錄顯示，大包在180度的澆注位置于14點(diǎn)01分37秒開(kāi)澆，14點(diǎn)13分03秒，大包突然逆時(shí)針誤旋轉(zhuǎn)，造成跑鋼，大包最終停止在270度位置。大包旋轉(zhuǎn)示意圖，如圖1所示。

事故發(fā)生后，通過(guò)分析、勘驗(yàn)、查證，確認(rèn)了“按鈕誤操作是造成此次事故的直接原因”。

大包的觀察位置和1#連鑄機(jī)大包操作臺(tái)擺放位置不匹配，形成了安全隱患，人在座椅上距離操作臺(tái)左前方“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕很近，抬手就能碰觸到，這個(gè)隱患就是誤操作的誘因，為大包誤操作旋轉(zhuǎn)埋下隱患。

圖1 大包旋轉(zhuǎn)示意圖

1 自動(dòng)化技術(shù)分析和排查

1.1 調(diào)取計(jì)算機(jī)記錄曲線

大包操作計(jì)算機(jī)歷史曲線記錄圖如圖2所示。

大包操作計(jì)算機(jī)歷史曲線記錄顯示，大包在180度的澆注位于14點(diǎn)01分37秒開(kāi)澆，14時(shí)13分03秒，大包操作臺(tái)“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕有指令發(fā)出，電動(dòng)旋轉(zhuǎn)變頻輸出指令發(fā)出，啟動(dòng)了大包回轉(zhuǎn)電機(jī)，造成正在澆注位進(jìn)行澆注的大包從180度位置開(kāi)始逆時(shí)針電動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

1.2 大包操作臺(tái)“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕系統(tǒng)示意框圖如圖3的所示。

圖2 大包操作計(jì)算機(jī)歷史曲線記錄圖

圖3 “緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕系統(tǒng)示意框圖

“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕指令輸出系統(tǒng)由兩部分組成：

（1）是操作臺(tái)元器件回路，包括大包操作臺(tái)上的“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕、Φ0.75多股軟線、ET200S遠(yuǎn)程數(shù)字輸入模塊等元器件；功能是實(shí)現(xiàn)“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕指令在大包操作臺(tái)上的輸入輸出。

（2）是通訊電纜和電氣室通訊模塊回路，含兩芯通訊電纜SIEMENS 6XV1 830-0EUI0，（路徑是從大包操作臺(tái)至1#連鑄機(jī)電氣室公用PLC柜通用柜）以及1#連鑄機(jī)電氣室公用PLC柜CP443-5通信模塊；功能是實(shí)現(xiàn)“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕系統(tǒng)指令的DP網(wǎng)絡(luò)通信傳輸和接收。

1.3 大包操作臺(tái)“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕系統(tǒng)的檢查、試驗(yàn)

（1）對(duì)“操作臺(tái)元器件回路”的排查確認(rèn)。

對(duì)1#連鑄機(jī)大包緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鈕進(jìn)行鑒定，檢查觸點(diǎn)、拆解按鈕，遙測(cè)絕緣，并連續(xù)操作按鈕10次，每次該柜內(nèi)運(yùn)程站數(shù)字輸入輸出模塊均有信號(hào)，指示燈對(duì)應(yīng)點(diǎn)亮。

確認(rèn)了大包操作臺(tái)上的“操作臺(tái)元器件回路元器件正常。

（2）對(duì)“通訊電纜和電氣室通訊模塊回路”的排查確認(rèn)。

大包回轉(zhuǎn)角度編碼器所鏈接的DP網(wǎng)絡(luò)與操作臺(tái)DP網(wǎng)絡(luò)是串行連接的。

從大包操作計(jì)算機(jī)歷史曲線記錄圖（見(jiàn)圖2）看，大包從180度位置電動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，于14時(shí)21分02秒最終停車在270度位置，全程大包角度是連續(xù)不間斷變化的，最后角度突然回零，說(shuō)明DP網(wǎng)線在被鋼水燒斷之前數(shù)據(jù)傳輸是正常的。

大包操作臺(tái)上電氣元件除急停、復(fù)位按鈕直接進(jìn)變頻柜外，包括“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鈕”在內(nèi)的其他所有元件均通過(guò)DP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入PLC主機(jī)，如果DP網(wǎng)絡(luò)中斷，則PLC主機(jī)中所有信號(hào)全部為0，而緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鈕按下時(shí)為1有效，且操作記錄曲線已經(jīng)記錄了按鈕按下時(shí)的1信號(hào)，并且回轉(zhuǎn)臺(tái)確實(shí)已經(jīng)旋轉(zhuǎn)了，證明DP網(wǎng)絡(luò)正常。

確認(rèn)了“通訊電纜和電氣室通訊模塊回路”網(wǎng)絡(luò)正常。

1.4 初步結(jié)論

大包誤旋轉(zhuǎn)事故發(fā)生時(shí)，大包的電氣設(shè)備及自動(dòng)化控制系統(tǒng)正常運(yùn)行。

大包操作計(jì)算機(jī)歷史曲線記錄圖表明，14時(shí)13分03秒“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕有指令發(fā)出，說(shuō)明緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕有誤操作發(fā)生。

2 位置不匹配為誤操作埋下隱患

大包操作臺(tái)位置示意圖，如圖4所示。

2.1 操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和觀察窗的開(kāi)孔

在操作臺(tái)設(shè)計(jì)者的理念中，崗位工是正對(duì)著操作臺(tái)，將“緊急按鈕”布置在面板的左上方，主要考慮此按鈕不常用、并且為了防止誤碰，這個(gè)位置是要站起來(lái)才能操作的；而把“常用按鈕”布置在面板下方，則是為了便于經(jīng)常操作。

在大包操作室正對(duì)大包的位置開(kāi)了一個(gè)觀察窗，是為了操作人員在大包操作室可以觀察到大包的澆注情況。

圖4 大包操作臺(tái)位置示意圖

2.2 對(duì)連鑄1#、2#操作室的擺放位置比較

比較1#連鑄機(jī)操作臺(tái)和2#連鑄機(jī)操作臺(tái)可以發(fā)現(xiàn)：

2#連鑄機(jī)的操作臺(tái)“側(cè)靠著觀察窗墻壁”擺放，座椅放在操作臺(tái)的正面，位置匹配合理，人在座椅上距離操作臺(tái)左上方“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕遠(yuǎn)，不容易碰觸到按鈕；

1#連鑄機(jī)的操作臺(tái)“正對(duì)著觀察窗墻壁擺放”，座椅放在操作臺(tái)的側(cè)面，不符合操作臺(tái)設(shè)計(jì)者的初衷，人在座椅上距離操作臺(tái)左上方“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)按鈕反而很近，抬手就能碰觸到按鈕，按鈕又沒(méi)有防護(hù)罩，很容易發(fā)生誤碰、誤操作；

2.3 位置不匹配形成安全隱患

1#連鑄機(jī)操作臺(tái)的擺放位置和澆注作業(yè)觀察位置，從現(xiàn)場(chǎng)各自專業(yè)角度單獨(dú)設(shè)計(jì)考慮，都有其合理性，但如果兩者結(jié)合起來(lái)，是不匹配的，形成了安全隱患，是誤操作的誘因。

2.4 隱患的整改

整改措施：在開(kāi)孔觀察窗位置不變的情況下改變1#連鑄機(jī)操作臺(tái)原設(shè)計(jì)的擺放位置或?qū)Α熬o急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕加裝防護(hù)罩。

大包誤旋轉(zhuǎn)事故發(fā)生后，對(duì)1#連鑄機(jī)操作臺(tái)的“緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕加裝了防護(hù)罩，如圖5所示。

圖5 “緊急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕加裝了防護(hù)罩

3 結(jié)束語(yǔ)

從連鑄機(jī)大包操作臺(tái)擺放位置、大包的電氣設(shè)備及自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行情況等方面分析了天鐵1#連鑄機(jī)大包誤旋轉(zhuǎn)和跑鋼事故的發(fā)生原因，指出按鈕誤操作是事故的直接原因。通過(guò)改變1#連鑄機(jī)操作臺(tái)原擺放位置或?qū)Α熬o急電動(dòng)旋轉(zhuǎn)”按鈕加裝防護(hù)罩排除了隱患，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)。“小隱患”可以導(dǎo)致“大事故”，排查隱患、消除隱患是永恒的主題。

[1]《鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì)編.鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].冶金工業(yè)出版社,1996.

[2]能源部西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].水利電力出版社,1991.