LF炉电极夹紧装置失效的原因及优化措施

周雪方，余 游

（韶钢股份有限公司炼钢厂，广东 512123）

1 概述

韶钢转炉炼钢厂共配置了五座LF精炼炉，其中，炼钢一分厂配置三座120t单工位LF炉，分别于2003、2010年投产；炼钢二分厂配置了两座130t双工位LF炉，分别于2011、2012年投产。生产过程中经常因夹持器油缸偷松或操作人员误操作导致电极下滑坠入钢水的事故发生，因夹持器与夹紧油缸的连接方式不同，二炼钢分厂LF炉的电极夹持器与横臂叉头滑轨起弧、打火现象严重，经常导致横臂漏水，给生产造成很大的影响生产。

2 电极夹紧装置的夹紧原理

电极夹紧装置是安装在电极臂内部并通过电极夹持器将电极压到接触靴上，大电流通过横臂、接触靴及电极至钢水，对钢水进行升温，调节成份的作用。电极夹紧装置由一组蝶形弹簧及液压缸组成，当液压缸供油时，油缸推动蝶簧组，使蝶簧组受压，夹持器打开；当油缸失压时，挤压的蝶簧组复原产生夹紧力，夹持器夹紧。

3 不同结构夹紧装置的优缺点

韶钢炼钢厂LF炉夹紧装置主要有三种形式，主要区别在于蝶簧与油缸的安装方式、夹持器与油缸的连接形式不同，具体的结构及优缺点如表1所示

表1 不同结构夹紧装置的优缺点

4 存在的问题及原因

1）生产过程中偶有电极夹持器自动打开造成电极坠入钢水，给生产造成很大的影响，增加了钢水的冶炼成本。造成此类故障的原因，主要判断为电磁阀失效或操作人员误操作所至。

2）夹紧油缸失效，大面积漏油故障。通过对油缸解体，发现油缸的密封件容易老化，主要判断为油缸与横臂之间存在电流通过，导致油缸密封件温度高老化失效。

3）电极夹持器与油缸采用螺母连接，由于安装位置狭小，圆螺母紧固困难，在实际生产当中，很快就出现圆螺母松动或螺栓损坏的问题，并由此导致夹持器紧固不良，前端下垂，致使电极安装困难。

4）极夹持器与油缸采用销轴连接，夹紧过程中，夹持器在重力的作用下下垂，导致夹持器与横臂叉口滑轨之间存在锲形夹角，在生产过程中，当电极接触靴在表面炭化或者与电极接触面接触不良的情况下，大电流经夹持器与横臂滑轨接触面通过，致使夹持器与横臂滑轨间起弧、打火，，造成生产组织中断，影响生。

5 优化措施

1）为了解决电极夹持器偷松的现象发生，同时解决油缸漏油频繁的故障，我们对夹紧装置液压油路进行改造如下：

（1）在夹紧装置油路的管道上增加一个手动球阀，该球阀安装在液压站阀台与横臂油管进口之间的管路上，为便于操作，球阀安装在操作平台附近。当夹持器处于夹紧状态时关闭球阀，切断阀台与油缸间的通道，避免换向阀故障或操作人员误操作给油缸供油造成夹持器打开。更换电极时，手动打开球阀，更换电极，作业完成后关闭。

（2）在横臂油管出口与油缸进油口之间的管道上增加一套绝缘法兰，该绝缘法兰为一对配对法兰之间增加一绝缘垫，法兰连接螺栓增加绝缘垫片和绝缘套，使法兰两端形成绝缘，切断因管道消磁不好产生的涡流通过油缸，导致密封件的损坏，提高夹紧油缸的使用寿命。

2）为了克服电极夹持器下垂及夹持器与横臂间打火的现象，对电极夹紧装置的夹持器与油缸连接方式进行了改造。

在油缸活塞杆前端部的杆臂上增设环形凹槽，使电极夹持器与油缸之间的连接方式采用卡套式连接，提高了电极家持器与油缸之间固定连接的强度、稳定性和安全可靠性。（如图1所示）。

卡套为两个半圆形结构组成，为使卡套固定在油缸活塞杆上，卡套外侧设有一具有断盖的固定套，防止固定套脱落，固定套采用螺钉固定在油缸活塞杆的端头。

图1 夹持器与油缸装配图

6 结束语

通过对电极夹紧装置的比较分析，结合对夹紧装置的优化改造，得出结论如下：

1）对电极夹紧装置液压油管改造，消除了因误操作或偷松引起的电极坠落事故，同时大大提高了油缸密封件的使用寿命，提高设备的稳定性。

2）对电极夹持器与油缸的连接方式的改造，提高了电极夹持器与油缸活塞杆之间固定连接的强度、稳定性和安全可靠性，消除了因电极夹持器紧固不良、前端下垂导致的电极安装困难或与横臂打火漏水的故障，大大提高了夹持器和横臂的使用寿命，缩短了维修时间，降低维护成本。

[1] 《LF炉精炼技术》 李晶

[2] 《LF炉机械设备维护操作规程》 炼钢设备管理室