浅析转炉电气自动化常见的问题及原因分析

蒋君毅

【摘 要】随着时代的进步，社会对钢铁的需求与日俱增，转炉作为冶炼钢铁的主要设备之一。其具有的问题一直是影响钢铁冶炼质量和数量的重要原因之一，因此对转炉电气自动化常见的问题及原因进行多方剖析对提高钢铁的产量和质量是至关重要的一项探究。本文通过简介转炉炼钢自动化的概述，详细的提出了转炉电气自动化常见的问题并对原因进行了具体的分析，旨在为加速我国钢铁冶炼事业的发展提供一份助力。

【关键词】转录；自动化；常见问题；原因分析

1 转炉电气自动化概述

转炉设备是将铁水作为直接处理对象的自动化系统，它是炼钢企业的工业化产物，它的工作就是通过对铁水的一系列加工、处理最终得到钢的过程。炼钢过程的第一步就是氧化，氧化铁水的目的就是出去铁水中混入的杂质成分。其次就是在除去杂质的铁水中添加石灰，得到氧化性渣炉。从具体的步骤进行分析，转炉电气自动化主要可以概述为以下几个方面：炼钢的原料，也就是由钢铁企业提供的铁水，要注意向铁水中添加氧化剂；控制熔炉比在恰当的范围内，确保炉内深度与铁水深度的比值刚好能够保证转炉正常运转；规范的供养要求供养的压力、轻度和氧枪的喷嘴都在标准范围内；标准的炉渣要求炉渣的碱性在规定范围内波动；温度方面要采取恰当的控制方法，在确定钢出炉的温度后，还要确保添加冷却剂的剂量符合规定要求；最终确保钢材能够合金化即可。

2 转炉电气自动化常见的问题及原因

2.1 设备部分

设备部分主要包括转炉本体和氧枪两个部分。除此之外，还有一些诸如上料系统、副枪系统、风机、复吹系统、投料系统、汽化系统及通讯系统等的外围设备系统。

2.2 转炉本体部分

控制转炉本体主要就是控制转炉的倾动。虽然倾动发生故障的可能性相对较小，但一旦发生将会造成非常严重的后果。其主要现象有：转炉无法摇炉、无高速和低速运转等。出现以上问题后，要查看主控室、PLC室、MCC室和现场等。

其中转炉倾动故障要从以下几点找问题的原因：变频器故障。每座转炉都需要四台变频器进行控制，四台机器无故障的运作，才保证控制维持正常的倾动转速。当倾动故障出现的时候，要立即检查变频器，查看是否至少有三台机器维持正常的工作；选择了错误的操作地点。转炉的倾动共有炉前兑铁操作台、炉前出渣操作台和炉后出钢操作台三个操作地点，当需对转炉进行控制操作时，需保证有且仅有一各操作点拥有控制权，并将其余操作点设置为异地状态；急停信号。在按下紧急按钮后，观察是否有信号从主操作台、炉前兑铁操作台、炉前出渣操作台和炉后出钢操作台中发出。当出现转炉无法摇炉的故障时，要注意氧枪是否位于带吹点以上和润滑油的温度是否维持正常两点。如果有突发的网络故障并且有大量钢水位于炉内，如不能及时迅速的解决这个问题就会严重降低转炉的使用寿命，甚至还会引起转炉出现漏钢的情况，造成严重的事故。针对此类情况的发生，应该及时开启强制摇炉功能。强制摇炉的工作实质是通过PLC室将信号传至操作台，其具体操作方法就是在画面中找到强制摇炉按钮，并及时按下，然后直接在操作台上进行下一步操作即可。

2.3 氧枪部分

氧枪是能够直接影响到冶炼效果好坏和冶炼时间长短的关键性因素。也是间接地对钢材的质量和产量产生影响的重要因素。氧枪的主要工作是控制氧枪的升降、速度和位置。由于氧枪在工作的时候不仅要保证自身无故障，还要保障与其周围的外围设备有所联系，因此氧枪系统中各部分的关系较为复杂，其故障来源主要是自动提抢和无法下抢。

为保障氧枪使用过程的安全，当发生操作紧急提升按钮、冷却水异常、氧枪压力异常、气化系统异常和风机故障等问题时要紧急提抢。其中，操作紧急提升按钮是指当在主操作台上按下紧急停止按钮后，氧枪点击立即停止运作，呈现抱闸锁死的状态，给定的速度会以最快的速度下降直至归零，氧枪由此停止运作，恢复至原位。该按钮不因操作地点的更改而失效，也不因所选模式的异同而受到限制，即在任何地点和模式下均有停止操作的效果。冷却水异常是指，在保证仪表正常运行的程序中，对冷却水的流量下限有着严格的规定，当流经设备的水流量低于正常值时，仪器就会发出警报。

除此之外温度、压力和流量差异的改变或异常也会引起氧枪运作的异常，导致氧枪出现紧急上升的情况。氧枪压力异常是指，氧枪在正常情况下运作的条件是在开氧点以上，同时要求总管的压力以0.6为最低值，当氧枪达到开氧点后，要求支管的压力以0.5为最低值。汽化系统是一个经过付复吹系统后与氧枪共同控制通讯的系统，其主要包含汽包水位过低或过高、除氧器水位过低或过高、两组低压和两组高压循环泵及其出口电闸都出现故障、氮气压力超过规定值、过水流量低于最小值等多种情况。造成风机故障中的风机也是通过复吹系统和氧枪二者结合通讯传递信号的。当风机的平均转速小于900时，就会有紧急提抢的信号传到复吹系统，再经过该系统传至氧枪。

造成氧枪出现紧急停止状态的还有人为按下正在工作的操作台上的紧急停止按钮，钢丝绳所承受的拉力高于其最大承受限度，氧枪的限位出现异常，为对速度进行设定，编码器的最大值小于780等。氧枪本身合闸是氧枪正常下降的首要条件，其次要保证炉体垂直于地面，最后还要保证不能有紧急提抢的信号出现，否则就会导致氧枪无法下降的故障。

2.4 网络通讯部分

炼钢系统采用的网络是工业以太网，采用将MPI和PROFIBUS二者相互结合的通讯方式。通过生产范围对网络区域进行详细划分，即每座转炉都会被一层网络区域包围，再将每个区域连接起来就构成了完整的网络系统。因此，网络通讯的正常运行是保障生产能够顺利进行的重要前提，网络通讯的中断也会对生产造成巨大的财力和人力的损失。网络故障的出现与排查可以通过通讯中断和上位机网络两个方面进行诊断。其中通讯中断指的是在同一时间内，两个或两个以上的设备没有工作。例如在同一时间段内同时出现转炉停止摇炉，挡火门停止行走和卷帘门不受控制，就可以判断故障为网络问题，或者查看PLC柜内的信号指示灯是否出现报警现象。当在某一时段内出现某台计算机无法完成所有操作时，要查看WinCC画面能否出现反色显示，这种情况下，应该优先检查主机与交换机相连的网线及二者的接口。

3 结语

综上所述，炉电气自动化常见的问题主要是设备情况、转炉本体、氧枪及网络通讯四个部分，其中转炉本体容易出现闸门无法正常闭合和自动跳起及转炉无法摇炉的问题。氧枪部分出现的主要问题是由冷却水一场和风机故障等原因造成的氧枪紧急上升、钢丝绳张丽过大和为给定标准速度等原因造成的氧枪紧急停止和闸门未合、炉体未垂直地面及出现紧急提抢信号等原因造成的氧枪无法下降的故障。网络通讯部分主要是由多个设备没有同时工作造成的通讯中断和出现一台不能完成所有操作的故障电脑造成的上位机网络出现问题的故障。综合以上故障的原因及分析，本文还提出了部分解决方法和注意事项，旨在为炼钢事业的顺利发展提供一份助力。

【参考文献】

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[2]冯聚和，柯少华，郑玉平，何飞舟.优化配料降低转炉冶炼过程原料消耗[J].河北理工大学学报（自然科学版），2011（03）.

[责任编辑：杨玉洁]