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基于电气系统技术改造降低铁水摆动溜槽故障率

2017-07-19董红丽

科技资讯 2017年17期
关键词:故障率降低技术改造

董红丽

摘 要:在钢铁企业中,高炉是炼铁厂最重要的设备,而铁水摆动溜槽是高炉出铁场系统中的关键设备。实际生产中要求该设备性能可靠,操作简单,检修方便。该文从某钢厂实际生产情况出发,首先阐述了铁水摆动溜槽的工作原理,之后分析了其电气故障频发的原因,重点介绍了降低故障频发的措施,最后分析了改善后的效果。提出了如何通过电气系统技术改造的方法,达到降低铁水摆动溜槽故障率的目的,实施效果良好。

关键词:电气系统 技术改造 铁水摆动溜槽 降低 故障率

中图分类号:F424 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)06(b)-0046-02

高炉出铁时,铁水流经铁水沟进入摆动溜槽,通过摆动溜槽的左右摆动,改变铁水流动方向,并根据流量调整落点,使铁水准确流入到铁水罐中,运往炼钢厂进行下一步工序的生产。高炉出铁的铁水温度高达1 500多℃,摆动溜槽故障可能会导致铁水外溢,烧毁运铁铁路及运铁罐车。这会直接影响高炉的生产节奏,进而影响全厂的生产进度。因此,降低铁水摆动溜槽故障率,能够保障高炉按时出铁,对顺利生产起着举足轻重的作用。

1 铁水摆动溜槽的工作原理

铁水摆动流槽由驱动装置、连杆、托架和壳体等组成,驱动装置由电机、减速器和手轮等部件组成。正常工作时,由接触器控制电机正反转动作,电机提供需要的动力,传递给减速器,经过减速器降低转速,提高传动力矩,连杆传递,推动托架在一定角度的摆动,实现摆动溜槽壳体左右随着摆动,将铁水放到铁水罐中,满足高炉生产需要。操作过程中,操作人员按动电机正转或反转控制按钮,根据铁水罐中铁水量控制按动按钮的时间,待铁水罐装满铁水,松开按钮,通过电机正反转的点动控制,完成溜槽左右摆动动作。

2 铁水摆动溜槽电气故障频发原因

从实际生产运行情况看,铁水摆动溜槽故障频发的主要因素是电气系统故障。其中电机及与电机相关的系统故障是主要诱因。

2.1 电气设备选型不合理

2.1.1 接触器选型不合理

设计人员设计时,对现场的实际运行工况考虑不全,造成接触器选型不合理。电机额定电流为21.3 A,起动电流为43~69 A,而接触器额定电流仅25 A。由于电机经常在点动状态下工作,频繁起动,电流较大,而接触器额定电流较小,即额定容量偏小,接触器触头容易粘连损坏。

2.1.2 按钮控制不合理

控制电机正反转的按钮(控制手柄)为嵌入式按钮,需操作人员用手指按入按钮孔内10~18 mm。一方面,操作人员操作不方便;另一方面,按钮动作行程较长,容易造成按钮虚接,使接触器抖动损坏,电机拖动的溜槽频繁地左右摆动无法停止,使铁水外溢。

2.2 操作人员操作不规范

岗位工操作方法不规范,随意性较大。溜槽摆动时,操作人员经常连续快速切换点动按钮或手指用力不足,造成接触器连续快速动作,触头拉弧严重,容易造成接触器触头烧蚀或粘连,致使接触器损坏。经常发生因接触器粘连导致溜槽过位,而使铁水无法倒入铁水罐中,损坏轨道等事故。

2.3 电机配套设备不齐全

摆动溜槽配用电机为绕线式抱闸电机,没有配用电阻器。电机起动电流为43~69 A,起动电流较大,无配用电阻器则不能有效降低起动电流。较大的起动电流会产生较大的线路压降,减小电机的起动转矩,影响电机本身的起动;还会使电机绕组发热,缩短电机使用寿命。

2.4 电气控制回路安全措施不完善

控制回路只能控制电机正转或反转,且均为点动控制。即操作人员点动电机正转按钮时,电机正转;点动电机反转按钮时,电机反转;不按按钮时,电机停转。未设计单独的急停装置。如接触器因电流过大,意外粘连,会导致电机一直正转或者反转,造成溜槽长时间连续动作,无法停止,而发生各种事故。

3 降低故障频发措施

3.1 选用合适的电气设备

3.1.1 更换合适的接触器

原接触器额定电流仅25 A,而电机额定电流为21.3 A,起动电流为43~69 A,接触器触点容量明显不足。故将额定电流为25 A的接触器更换为额定电流32 A的接触器,提高接触器触点容量。能够有效解决点动操作过程中瞬间电流过大,触头间拉弧严重的问题,保护好接触器。

3.1.2 更换新型手柄

将原来嵌入式按钮更换为NP3-1A型控制手柄。此控制手柄轻小灵便、易于操作,可避免嵌入式按钮动作行程较长的问题。

3.2 改造设备规避人为因素风险

对于操作人员不按规范操作的问题,首先要从管理上制定切实有效的管理措施;更要从设备改造的角度出发,从根本上解决问题。原接触器触頭在操作人员点动控制按钮时,会马上接通或者断开。现加装延时触头,延时时间为0.1~3 s,防止接触器连续快速动作。比如,电机刚刚正转,操作人员突然点反转,电机会延时一段时间才能反转,有效地保护电机,规避操作人员胡乱操作的风险。

3.3 合理改装电气设备

在公式中:U1为电机定子相电压;R1, X1为电机定子相电阻、相电抗;R2,X2为电机转子相电阻、相电抗折算值。由(1)、(2)两式可知,在电机转子回路中串入电阻器,增加适当的转子电阻值,既能降低起动电流,又能提高起动转矩,有效改善电机机械特性,电机抗过载能力增强。因此,在此电机控制装置转子回路中串入起动电阻,能够增加电机起动转矩,同时降低起动电流,延长电机使用寿命。

3.4 增加安全防护措施

在原有的只能进行电机正转或反转控制基础上。在电机主控制回路中,加装主回路控制接触器,在控制回路中,加装相应的接触器和控制开关。且加装的主回路接触器容量大于正、反转接触器容量,在主回路中,加装的接触器主触点在控制电机正反转的接触器主触点之前,当电机正反转控制出现问题时,能够及时切断主回路控制电源,保护电机。

4 改善后效果

通过以上对铁水摆动溜槽电气故障频发原因的分析,进行电气系统技术改造,取得了较好的效果。首先,电机起动电流由43~69 A降至17~35 A,损坏率明显降低;其次,加装的接触器延时触头延时时间长达3 s,有效避免了接触器因连续快速动作导致损坏的问题;最后,即使快速连续点动按钮,接触器仍断续动作,触头不易拉弧,接触器损坏率几乎为零。不仅降低了因电气系统故障导致的铁水摆动溜槽故障率,还延长了电气设备使用寿命,节省了备件费用。操作人员操作方便,动作可靠,且可随时切断主电源,保障设备安全,避免发生因摆动溜槽故障造成铁路及铁水罐车损坏的事故。设备安全性显著提高,保障高炉准时出铁,使生产顺利进行。

参考文献

[1] 杨宗兴.一种兑铁水溜槽车[J].机械工程师,2015(1):259-260.

[2] 饶宜萍.探讨钢铁厂电气设备故障的诊断与维护[J].电子世界,2016(4):175-177.

[3] 赵承荻,王玺珍,宋涛.电机与电气控制技术[M].4版.北京:高等教育出版社,2014.

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