煉鋼電爐電氣故障分類及處理方法

譚永彥

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司特鋼事業(yè)部，山東萊蕪 271104）

0 引言

煉鋼超高功率電弧爐的正常運(yùn)行和穩(wěn)定運(yùn)行是保證煉鋼質(zhì)量的基礎(chǔ)，所以，在實(shí)際煉鋼過程中需要確保煉鋼超高功率電弧爐的供電穩(wěn)定性和可靠性。在制定煉鋼工藝規(guī)章制度的過程中需要對(duì)利用系數(shù)、電網(wǎng)干擾以及變壓器的容量等問題進(jìn)行全方位的考慮，只有這樣才能有效地保障煉鋼生產(chǎn)的工作順利開展，避免電氣設(shè)備故障發(fā)生，從而減少對(duì)實(shí)際煉鋼生產(chǎn)效率造成不利影響。

1 煉鋼超高功率電弧爐電氣故障的實(shí)際分類

1.1 設(shè)備設(shè)計(jì)階段的缺陷

目前很多大型企業(yè)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)主要由設(shè)計(jì)院來完成，設(shè)計(jì)人員將根據(jù)煉鋼的具體工藝對(duì)電氣原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)備的負(fù)荷容量來選擇適用的電氣元器件，并按照煉鋼現(xiàn)場(chǎng)施工圖紙對(duì)電氣安裝圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣能夠保證所設(shè)計(jì)的煉鋼電氣設(shè)備的內(nèi)容和設(shè)計(jì)規(guī)范要求相對(duì)一致。但這些生產(chǎn)線時(shí)常會(huì)忽視了多變復(fù)雜的煉鋼現(xiàn)場(chǎng)地理環(huán)境以及地質(zhì)條件，它會(huì)直接導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的煉鋼電氣設(shè)備和現(xiàn)實(shí)的實(shí)際應(yīng)用有很多不同的地方，這樣會(huì)直接導(dǎo)致超高功率電弧爐出現(xiàn)不同類型的安全故障。比如，某煉鋼公司對(duì)于鋼鐵進(jìn)行冶煉和開發(fā)期間，由于沒有通過正規(guī)的設(shè)計(jì)，使煉鋼設(shè)備過于簡(jiǎn)單、工藝生產(chǎn)較為落后等缺陷將直接讓設(shè)備出現(xiàn)故障。在這些沒有經(jīng)過正規(guī)設(shè)計(jì)的電氣設(shè)備中，有很多電氣工作人員在超高功率電弧爐中加入鐵渣時(shí)，大多數(shù)都是使用小車把超高功率電弧爐進(jìn)行融化的鐵水加入到實(shí)際生產(chǎn)區(qū)域，在鐵水包的底部會(huì)經(jīng)常發(fā)生堵塞，這樣會(huì)讓鐵水流入水池并且會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽，這樣會(huì)讓局部的壓力不斷增大，從而直接引發(fā)爆炸現(xiàn)象的出現(xiàn)，也會(huì)時(shí)刻威脅著生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 設(shè)備安裝階段的故障分析

安裝質(zhì)量以及安裝方式對(duì)煉鋼電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行有著極為重要的作用，還和電氣故障的發(fā)生有著極為密切的關(guān)系。故障原因主要是體現(xiàn)在電纜走向不合理、安裝不符合現(xiàn)場(chǎng)要求、接線不穩(wěn)固以及檢測(cè)元器件的安裝方式不合理等方面。若是對(duì)于電源控制柜中的電源接線不穩(wěn)固，有可能直接導(dǎo)致在合金加料過程中的旋轉(zhuǎn)溜管在實(shí)際運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)斷續(xù)等現(xiàn)象，在料線工作中很難去順利的開展，這樣會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間來對(duì)煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備的故障進(jìn)行確定和維修，從而直接影響到實(shí)際生產(chǎn)效率和質(zhì)量。還有一種情況就是在連鑄區(qū)域移動(dòng)坯機(jī)實(shí)際運(yùn)行中存在檢測(cè)接近開關(guān)的軸向串動(dòng)情況，這樣也會(huì)直接導(dǎo)致電源接近開關(guān)在移坯機(jī)檢測(cè)距離中出現(xiàn)變化，從而直接導(dǎo)致了在接近開關(guān)中很難對(duì)移坯機(jī)中所存在的故障進(jìn)行檢測(cè)，在移坯機(jī)實(shí)際運(yùn)行過程中是會(huì)存在一定徑向串動(dòng)，在接近開關(guān)安裝之后的信號(hào)有可能會(huì)出現(xiàn)丟失等問題，這些問題會(huì)直接導(dǎo)致煉鋼電氣設(shè)備出現(xiàn)故障。

1.3 設(shè)備實(shí)際運(yùn)行故障分析

在煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備實(shí)際運(yùn)行期間所出現(xiàn)的故障稱為運(yùn)行故障，電氣設(shè)備運(yùn)行中最為常見的故障主要包括元件接觸不良、電氣元件和器件的磨損以及電路板短路等。因?yàn)楣收纤l(fā)生的位置不同，運(yùn)行故障分為明顯故障位置和隱蔽故障。其中明顯故障位置是在設(shè)備實(shí)際運(yùn)行期間所出現(xiàn)的問題，工作人員和維修人員都是可以直接找到設(shè)備故障位置的，比如設(shè)備中的電器元件出現(xiàn)打火現(xiàn)象或者電燒冒煙等問題。此外，還有多種設(shè)備的隱蔽性故障，這種故障一般出現(xiàn)的位置都是相對(duì)隱蔽的，在實(shí)際操作過程中很多人員都很難看到故障問題的發(fā)生位置，并且在實(shí)際運(yùn)行中是很難判斷出該設(shè)備是否真的出現(xiàn)故障，所以對(duì)于這個(gè)問題就必須要通過專業(yè)人員來根據(jù)設(shè)備故障進(jìn)行實(shí)際分析，并且要充分運(yùn)用電氣原理圖來對(duì)煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備的故障進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。例如在2015 年我國(guó)某一煉鋼廠的超高功率電弧爐發(fā)生了沖擊性的氣體爆炸，當(dāng)時(shí)死亡人員10 人，受傷的工作人員13 人。故障出現(xiàn)的主要原因是因?yàn)樵跓掍撨^程中超高功率電弧爐里面有一根含有雜物的鐵管，直接導(dǎo)致設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行不流暢，引發(fā)了煉鋼超高功率電弧爐發(fā)生故障問題，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。

1.4 設(shè)備意外故障分析

對(duì)于煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備的意外故障，可以分為外力影響、操作失誤以及自然災(zāi)害等故障，它們的出現(xiàn)都是會(huì)對(duì)設(shè)備造成不利影響的，如超高功率電弧爐進(jìn)水、鋼水噴濺等。超高功率電弧爐意外故障的最大特征就是故障位置極為明顯，這種情況的出現(xiàn)會(huì)在某種程度上減少查找故障點(diǎn)的時(shí)間。煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備若是遇到意外故障時(shí)，受損程度較為嚴(yán)重，對(duì)煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備的破壞也是極大的，嚴(yán)重時(shí)會(huì)給清理工作帶來極大的困難。煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備意外故障解決之后要恢復(fù)生產(chǎn)，所需要耗費(fèi)的人力和物力都是相對(duì)較大的，因此，意外故障的出現(xiàn)勢(shì)必是讓設(shè)備出現(xiàn)較為嚴(yán)重的損壞。

2 煉鋼超高功率電弧爐電氣故障處理方法分析

2.1 對(duì)于設(shè)計(jì)階段故障的處理

對(duì)于煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備再設(shè)計(jì)階段是把原來的設(shè)計(jì)以及實(shí)際運(yùn)行中不合適的地方進(jìn)行優(yōu)化完善，然后將其徹底消除。比如在煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備中，因車輪和軌道之間是有一定間距咬合的，所以有一定程度上的水平竄動(dòng)，大多數(shù)的工業(yè)在實(shí)際應(yīng)用接近開關(guān)的間距都是在15～30 mm，這種間距就屬于在設(shè)備安全運(yùn)行范圍之內(nèi)，因此，要把接近開關(guān)處于水平安全間距范圍內(nèi)，然后再使用上下檢測(cè)的方式來避免這類故障的出現(xiàn)。

2.2 設(shè)備安裝以及檢修過程中的故障處理

煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備安裝的故障大多都是在電氣調(diào)試環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化的。在煉鋼實(shí)際應(yīng)用中電氣設(shè)備不論是系統(tǒng)大小，都是需要根據(jù)安裝圖紙進(jìn)行實(shí)際使用的，在安裝完成之后需要經(jīng)過電氣調(diào)試的二次檢測(cè)，其中檢測(cè)主要包含：電源、線路的走向是否按照規(guī)定要求去安裝的，電線線路的絕緣數(shù)值是否都達(dá)標(biāo)，以及線路的接頭連接是否和設(shè)計(jì)圖紙相一致，在檢驗(yàn)中還需要校對(duì)故障點(diǎn)的處理，這樣能夠有效的排除故障位置，在確定設(shè)備沒有故障時(shí)就可以進(jìn)行空載測(cè)試和觀察顯示以及帶負(fù)載的測(cè)試等方面。至于對(duì)設(shè)備的檢修故障是要先從操作工作人員所接觸過設(shè)備的地方進(jìn)行檢測(cè)，若是在實(shí)際對(duì)設(shè)備操作回路的端口有積灰，這就需要及時(shí)的進(jìn)行清除；還需要檢測(cè)操作人員所更換的元器件安裝是否穩(wěn)固，在對(duì)設(shè)備的電氣元件檢測(cè)時(shí)，還需要看其是否和原件相一致。上述要求中若是沒有得到滿足就會(huì)直接導(dǎo)致超高功率電弧爐電氣出現(xiàn)故障，因此，超高功率電弧爐電氣設(shè)備的要求是較高較復(fù)雜的。此外，還有機(jī)械故障，若是遇見這種故障就必須讓專業(yè)的人員進(jìn)行處理了。

2.3 超高功率電弧爐實(shí)際運(yùn)行故障處理

超高功率電弧爐實(shí)際運(yùn)行故障在設(shè)備運(yùn)行中所出現(xiàn)故障是相對(duì)較多的。超高功率電弧爐的電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行故障處理方法是必須要根據(jù)其具體故障的性質(zhì)來進(jìn)行確定，有的是較為常見的故障，比如電線絕緣膠皮破損和絕緣塑料繃帶等方面的故障。有的可能就是相對(duì)嚴(yán)重一點(diǎn)的設(shè)備運(yùn)行故障，這就必須要讓設(shè)備進(jìn)行停機(jī)處理，比如超高功率電弧爐電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷過大而引起的燒壞和電路板損壞等方面。還有就是對(duì)于變頻器，調(diào)壓裝置以及PLC 等方面的煉鋼電氣設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)行期間出現(xiàn)的故障，可以根據(jù)電氣設(shè)備上的顯示屏中的故障指示及時(shí)地進(jìn)行處理，這樣能在一定程度上降低設(shè)備故障查找和處理的時(shí)間。目前，我國(guó)煉鋼企業(yè)所實(shí)際應(yīng)用的超高功率電弧爐的電氣控制設(shè)備大多都是電氣元件以及電力元件的結(jié)合產(chǎn)品，在一定程度上主和輔系統(tǒng)的集成化程度是相對(duì)較高的，在實(shí)際運(yùn)行故障中是會(huì)變現(xiàn)出很多偶然現(xiàn)象的，比如電氣設(shè)備受到外界干擾，其運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)偶然失去等方面，這種情況是不需要進(jìn)行過多處理，只需要重新啟動(dòng)恢復(fù)操作就可以了。此外，電氣設(shè)備的信號(hào)源電壓所采用的是低電壓，這類信號(hào)源是非常容易受到干擾的，因此對(duì)于這種類型的故障處理就必須進(jìn)行優(yōu)化。

2.4 設(shè)備意外故障的處理

在對(duì)煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備意外事故處理中也必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分類處理。比如鋼水噴濺所導(dǎo)致的相關(guān)設(shè)備損壞大多都是局部性質(zhì)的，對(duì)于這種情況就需要工作人員把燒壞的線路和元器件進(jìn)行更換即可。若是輕微或者是恢復(fù)電氣線路絕緣可以達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行條件的具體要求時(shí)，就不需要進(jìn)行元器件的更換了。在對(duì)于超高功率電弧爐已經(jīng)損壞嚴(yán)重的地方必須要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行確定。若是在一定程度上不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備大面積停止生產(chǎn)的單體設(shè)備，那么是可以將已經(jīng)損壞的設(shè)備進(jìn)行從新整合之后再安裝。若是在某種程度上因?yàn)楣收隙鴮?dǎo)致設(shè)備大面積停機(jī)停產(chǎn)，在某種程度上就需要進(jìn)行安裝臨時(shí)的設(shè)備控制盤面，這樣能夠保證在最短的時(shí)間之內(nèi)讓煉鋼生產(chǎn)恢復(fù)，讓設(shè)備的生產(chǎn)繼續(xù)，從而不直接影響煉鋼的實(shí)際生產(chǎn)，也會(huì)讓煉鋼的經(jīng)濟(jì)效益得到有效提升。

3 結(jié)語(yǔ)

煉鋼企業(yè)電氣設(shè)備的故障形式多種多樣，對(duì)于電氣設(shè)備故障的處理方式也是多種多樣的，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電氣煉鋼設(shè)備也會(huì)隨時(shí)更新，在某種程度上對(duì)于新設(shè)備的故障處理技術(shù)和方式也是隨時(shí)更新的。在實(shí)際故障處理中，需要維修人員自身的專業(yè)能力水平較高，專業(yè)人員還需要具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，只有這樣才能夠讓我國(guó)煉鋼超高功率電弧爐電氣設(shè)備的故障得到處理，從而保證煉鋼的正常穩(wěn)定運(yùn)行。