连铸机大包误旋转原因分析

尹世谦

（天铁集团机械动力处，河北涉县056404）

0 引言

天铁冶金集团有限公司现有两台1 650 mm双流板坯连铸机，2017年10月12日14点13分，1#连铸机发生一起大包误旋转事故。记录显示，大包在180度的浇注位置于14点01分37秒开浇，14点13分03秒，大包突然逆时针误旋转，造成跑钢，大包最终停止在270度位置。大包旋转示意图，如图1所示。

事故发生后，通过分析、勘验、查证，确认了“按钮误操作是造成此次事故的直接原因”。

大包的观察位置和1#连铸机大包操作台摆放位置不匹配，形成了安全隐患，人在座椅上距离操作台左前方“紧急电动旋转”按钮很近，抬手就能碰触到，这个隐患就是误操作的诱因，为大包误操作旋转埋下隐患。

图1 大包旋转示意图

1 自动化技术分析和排查

1.1 调取计算机记录曲线

大包操作计算机历史曲线记录图如图2所示。

大包操作计算机历史曲线记录显示，大包在180度的浇注位于14点01分37秒开浇，14时13分03秒，大包操作台“紧急电动旋转”按钮有指令发出，电动旋转变频输出指令发出，启动了大包回转电机，造成正在浇注位进行浇注的大包从180度位置开始逆时针电动旋转。

1.2 大包操作台“紧急电动旋转”按钮系统的组成结构

“紧急电动旋转”按钮系统示意框图如图3的所示。

图2 大包操作计算机历史曲线记录图

图3 “紧急电动旋转”按钮系统示意框图

“紧急电动旋转”按钮指令输出系统由两部分组成：

（1）是操作台元器件回路，包括大包操作台上的“紧急电动旋转”按钮、Φ0.75多股软线、ET200S远程数字输入模块等元器件；功能是实现“紧急电动旋转”按钮指令在大包操作台上的输入输出。

（2）是通讯电缆和电气室通讯模块回路，含两芯通讯电缆SIEMENS 6XV1 830-0EUI0，（路径是从大包操作台至1#连铸机电气室公用PLC柜通用柜）以及1#连铸机电气室公用PLC柜CP443-5通信模块；功能是实现“紧急电动旋转”按钮系统指令的DP网络通信传输和接收。

1.3 大包操作台“紧急电动旋转”按钮系统的检查、试验

（1）对“操作台元器件回路”的排查确认。

对1#连铸机大包紧急电动旋转按钮进行鉴定，检查触点、拆解按钮，遥测绝缘，并连续操作按钮10次，每次该柜内运程站数字输入输出模块均有信号，指示灯对应点亮。

确认了大包操作台上的“操作台元器件回路元器件正常。

（2）对“通讯电缆和电气室通讯模块回路”的排查确认。

大包回转角度编码器所链接的DP网络与操作台DP网络是串行连接的。

从大包操作计算机历史曲线记录图（见图2）看，大包从180度位置电动旋转后，于14时21分02秒最终停车在270度位置，全程大包角度是连续不间断变化的，最后角度突然回零，说明DP网线在被钢水烧断之前数据传输是正常的。

大包操作台上电气元件除急停、复位按钮直接进变频柜外，包括“紧急电动旋转按钮”在内的其他所有元件均通过DP网络进入PLC主机，如果DP网络中断，则PLC主机中所有信号全部为0，而紧急电动旋转按钮按下时为1有效，且操作记录曲线已经记录了按钮按下时的1信号，并且回转台确实已经旋转了，证明DP网络正常。

确认了“通讯电缆和电气室通讯模块回路”网络正常。

1.4 初步结论

大包误旋转事故发生时，大包的电气设备及自动化控制系统正常运行。

大包操作计算机历史曲线记录图表明，14时13分03秒“紧急电动旋转”按钮有指令发出，说明紧急电动旋转”按钮有误操作发生。

2 位置不匹配为误操作埋下隐患

大包操作台位置示意图，如图4所示。

2.1 操作台的设计和观察窗的开孔

在操作台设计者的理念中，岗位工是正对着操作台，将“紧急按钮”布置在面板的左上方，主要考虑此按钮不常用、并且为了防止误碰，这个位置是要站起来才能操作的；而把“常用按钮”布置在面板下方，则是为了便于经常操作。

在大包操作室正对大包的位置开了一个观察窗，是为了操作人员在大包操作室可以观察到大包的浇注情况。

图4 大包操作台位置示意图

2.2 对连铸1#、2#操作室的摆放位置比较

比较1#连铸机操作台和2#连铸机操作台可以发现：

2#连铸机的操作台“侧靠着观察窗墙壁”摆放，座椅放在操作台的正面，位置匹配合理，人在座椅上距离操作台左上方“紧急电动旋转”按钮远，不容易碰触到按钮；

1#连铸机的操作台“正对着观察窗墙壁摆放”，座椅放在操作台的侧面，不符合操作台设计者的初衷，人在座椅上距离操作台左上方“紧急电动旋转按钮反而很近，抬手就能碰触到按钮，按钮又没有防护罩，很容易发生误碰、误操作；

2.3 位置不匹配形成安全隐患

1#连铸机操作台的摆放位置和浇注作业观察位置，从现场各自专业角度单独设计考虑，都有其合理性，但如果两者结合起来，是不匹配的，形成了安全隐患，是误操作的诱因。

2.4 隐患的整改

整改措施：在开孔观察窗位置不变的情况下改变1#连铸机操作台原设计的摆放位置或对“紧急电动旋转”按钮加装防护罩。

大包误旋转事故发生后，对1#连铸机操作台的“紧急电动旋转”按钮加装了防护罩，如图5所示。

图5 “紧急电动旋转”按钮加装了防护罩

3 结束语

从连铸机大包操作台摆放位置、大包的电气设备及自动化控制系统运行情况等方面分析了天铁1#连铸机大包误旋转和跑钢事故的发生原因，指出按钮误操作是事故的直接原因。通过改变1#连铸机操作台原摆放位置或对“紧急电动旋转”按钮加装防护罩排除了隐患，实现了安全生产。“小隐患”可以导致“大事故”，排查隐患、消除隐患是永恒的主题。

[1]《钢铁企业电力设计手册》编委会编.钢铁企业电力设计手册[M].冶金工业出版社,1996.

[2]能源部西北电力设计院.电力工程电气设计手册[M].水利电力出版社,1991.