马钢（合肥）公司镀锌线锌锅及铝硅锅设计原理及异常断电应急方案

王成鹏 张坤 吴昊

摘要：带钢表面镀锌是现阶段冷板保持耐久使用的主要方法。锌锅及铝硅锅作为热镀锌机组的主体设备，是带钢镀锌工艺的重要设备。本文主要介绍马钢（合肥）板材有限责任公司热镀锌线锌锅及铝硅锅主体设备、异常断电应急方案，解决了锌锅及铝硅锅运行中出现的一些故障和异常断电情况下的应急措施。

关键词：锌锅;感应加热器;应急措施

一、简介

马钢（合肥）板材有限责任公司热镀锌线锌锅及铝硅锅为上海应达公司生产，带有升降装置和横移轨道，南侧为锌锅，北侧为铝硅锅和预融锅，锌锅和铝硅锅能通过横移轨道移动到中间升降平台工作位，可以切换生产镀锌板和镀铝硅板产品。

锌锅和铝硅锅采用感应器加热的方式，感应加热器分低功率、高功率两种加热方式。当正常生产时，感应加热器处于低功率加热方式，锅体内的热平衡主要通过调节带钢的入锅温度与速度来维持。在加锭造成液体温度降低时，感应加热器切换到高功率加热方式，维持锅体温度稳定。高低功率分有更细档位，可根据生产情况自行调节档位，通常高功率档位为加热功能，低功率档位为保温功能。

镀锌线的锅体包含两个部分：电加热系统;锌锅平台升降及锅体移动系统。锌锅电加热系统是整个锌锅的灵魂。它主要包括三部分，其一是感应器，其二是控制柜，其三是应急电源切换。锅体需要一天24小时不间断工作，并且供电系统停电时间原则上不得超过60分钟，否则感应加热器内的液体会冷却凝固，进而整个锅体内液体也随之冷却，危害极大。一旦出现供电系统停电就会立刻切换到应急电源或者柴油发电机组供电，保证锅内温度。

锌锅及铝硅锅的感应加热器由水冷电缆、二次电感线圈、耐火材料、隔热铜套、热电偶五部分组成。

1、水冷电缆用于保持感应加热器内二次线圈的冷却。永久保持感应加热器内耐火材料温差的倾斜度，防止耐火材料由于高温破裂。必须时刻保持水冷电缆通畅。

2、二次电感线圈相当于变压器的一次测，而在感应加热器通道内流动的液体相当于变压器的二次测。变化的电流传给二次电感线圈，产生变化的磁场，使感应加热器通道内流动的液体产生巨大的加热电流，1600A左右，同时锌液的电压变得非常小，只有几伏。

3、耐火材料的作用是保护电感线圈，防止其受高温侵蚀，并给液体流动提供通道。它是感应加热器的重要组成部分。

4、铜套也是保护电感线圈并提供测量电感线圈温度的工具。

5、热电偶用于对感应加热器陶瓷内村的温度进行检测。

二、锅平台升降及锅体移行系统

锅体平台升降及锅体移行系统主要采用 PLC控制。检测元件主要使用各种类型的接近开关。

平台升降是靠液压来提升、降落载有锅体的平台。升降台四角安装有升降距离检测的位移传感器。平台的下面还安装了四个支撑柱，在平台到达工作位后，所有的力都卸载到了支撑柱上。对液压缸起到了保护的作用。平台装有检测支撑柱最低位，最高位以及安全销位置的接近开关。平台移行比较简单，主要靠接近开关来检测锅体所到达的的位置：工作位置、停止位置，极限位置。并由锁紧电机来锁定锅体。锅体横移的动力主要来自锅体本身的驱动电机。

三、锌锅及铝硅锅温度控制原理

这里使用的是Honeywell的UDC330系列温控器。为了锌锅温度的可靠性和比较性，采用两路热电偶进行数据采集，温控器内部系统对两路信号进行整定，完成互鎖。温控器主要组成部分为温控器显示、热电偶、继电器、记录仪、画面显示等组成。两根1000X 800 mm规格热电偶插入锌锅及铝硅锅内进行温度检测，温控器通过检测的数据将信号输出到保温或加热继电器。该继电器的开合控制换向器的高低档接触线圈，从而完成对整个锅体温度的控制。同时对收集的信号进行分析，生成相关的报警，输出到报警继电器上。频繁的切换高低功率接触器会缩短电气设备使用寿命，在满足工艺生产的范围内尽量减少设备的切换动作，减少电气设备损耗。

四、锌锅故障处理方案及异常断电应急方案

（一）故障处理

1.锅体远程柜报警故障处理：若远程柜上的POWER LOSS指示灯亮，则有两种可能的原因，其一是：时间或者电流继电器坏，则需要对电气柜内继电器及接触器进行检查，其二是：感应器流量或者温度异常造成电源跳，则需要检查水冷电缆和循环水的流量和温度。

2.所有信号都正常的情况下小车不能移动。处理方法是首先查看小车控制柜内变频器是否报警，如果不是变频器问题则需要查看平台是否降落最低位，移动小车前必须同时满足另外一个锅处于停止位且安全插销必须落下。特殊情况下也可点击操作画面上LOW POWER进行强制移动。

3. 预融锅出现出现温度过高报警或者无法启动逆电流的时候应先检查预融锅及VIP电气柜内区域的温度传感器，如果有某个温度传感器报警，及时复位消除。对柜内二极管可控硅进行万用表校验，对损坏的可控硅及时更换并检查冷却水管密封性。

4. 预融锅异常跳电后无法复位应该首先检查电气柜过电流检测系统是否正常，如过电流超过规定值则需检查锅壳与铝液接地情况，判断耐材是否损坏。

（二）、当锌锅铝硅锅区域出现异常断电情况的时候，应立即启动应急预案，我们通过实际情况总结出以下应急预案：

锌锅电气室内供电变压器2台：锌锅变压器、铝硅锅变压器、入口电气室应急变压器。锌锅变压器供Ⅰ段母线;铝硅锅变压器供Ⅱ段母线;（详见电源开关和母联开关连锁图）

1、正常工作时，Ⅰ段母线受电开关合闸，Ⅱ段母线受电开关合闸，母联开关（ZPEP205-1）断开，应急电源开关断开;应急负荷分断开合闸。

2、当锌锅 变压器发生故障时，Ⅰ段母线受电开关断开，Ⅱ段母线受电开关合闸（正常是合闸状态）;母联开关合闸（需要手动合闸）;应急电源开关断开（正常时断开状态）;应急负荷分断开关合闸（正常时合闸状态）。此时，铝硅锅变压器带全部负荷。

3、当铝硅锅变压器发生故障时，Ⅰ段母线受电开关合闸（正常是合闸状态），Ⅱ段母线受电开关断开（故障发生时自动断开）;母联开关合闸（需要手动合闸）;应急电源开关断开（正常时断开状态），应急负荷分断开关合闸（正常是合闸状态）。此时，锌锅变压器带全部负荷。

4、当锌锅变压器和铝硅锅变压器均发生故障时，Ⅰ段母线受电开关断开（故障发生时自动断开），Ⅱ段母线受电开关断开（故障发生时自动断开）;应急电源开关合闸（需手动合闸）;母联开关合闸（需手动合闸）;应急负荷分断开关断开（故障发生时自动断开）。此时，应急电源投入工作，仅对应急设备供电。

5、锌锅变压器、铝硅锅变压器、事故变压器出现异常时，柴油发电机会自动启动。事故变压器进线开关需要手动摇出来，防止误操作。应急电源开关合闸（需手动合闸）;母联开关合闸（需手动合闸）。

备注：两台变压器工作状态时，或仅有一台变压器处于工作状态时，严禁应急电源开关合闸。（此时若将应急电源开关合闸，两台变压器受电开关将同时跳闸）

当两台变压器均故障时，先检查锌锅变压器与铝硅锅变压器进线是否在断开状态，应处于红色工作位，（黄色为test，绿色为非工作位）先合闸应急电源开关，再合闸母联开关。

当应急电源不能正常投入时要及时通知生产方在锅体周围盖保温层，缓解降温速度。

四、结束语

马钢（合肥）板材公司使用的热镀锌锌锅铝硅锅和其他大型钢厂使用的设备和基本控制原理基本相同，但是本文在研究异常断电及应急措施方面有自己总结出来的一套应急方案，能够有效的预防和应对异常断电。