转炉氧枪的控制与常见故障的分析处理

张砚北

摘要：氧枪是转炉的核心设备之一，本文介绍了八钢120吨转炉氧枪系统的结构以及控制方式，转炉氧枪系统的常见故障与处理措施。通过本文学习大大缩减了氧枪故障的处理时间，为顺利生产夯实基础。

关键词：氧枪系统;故障分析;处理措施

1 前言

氧枪是转炉的核心设备之一，在整个炼钢过程中，氧枪枪位是一个非常重要的参数，也是炼钢工艺控制的关键，因为它直接关系到炼钢过程中的脱碳、造渣、升温以及喷溅的发生，但由于氧枪定位控制系统工艺复杂、操作繁琐、联锁保护较多，因此，氧枪运行的安全性、稳定性、可靠性、操作简单以及定位的准确性都是顺利完成冶炼的先决条件，控制必须体现上述特点，才能使得炼钢过程平稳进行。

2 氧枪系统设备概述

一座转炉的氧枪系统由机械设备和介质供应系统两部分组成。氧枪系统设备包括氧枪升降小车、氧枪横移小车和氧枪横移小车锁定电液推杆。其中两台氧枪横移车和两台氧枪升降小车（左右装配），正常生产时，一台工作（位于转炉中心上方），一台备用（位于待机位），交替使用;介质供应系统包括氧枪冷却水、氧气、氮气阀门站及管道等。

氧枪横移车行走采用交流电机驱动，在工作位设有电液缸定位锁紧装置。升降小车采用交流变频电机驱动卷扬升降，氧枪升降过程中速度可控制变化。升降卷扬钢丝绳装有测力传感器。

氧枪系统电气传动设备配置为：2台升降用变频电动机、2台升降用电动机抱闸电动机、2台氧枪横移小车电动机、1台氧枪横移小车锁定电液推杆。氧枪升降用变频电动机（即变频器专用电动机）由AB变频调速装置供电，其余设备均由MCC供电，电压等级为AC380V。

氧枪升降的变频调速系统，氧枪升降是典型的位能性负载，按照炼钢工艺的要求，氧枪在升降过程中要实现由慢速到快速和由快速到慢速的转换，检测点不仅多而且定位必须准确，否则直接影响到炼钢质量和氧枪的损坏。因此氧枪的检测及定位由脉冲编码器和PLC实现。一备一用的两套氧枪系统确保了炼钢系统的可靠性;当一只氧枪发生故障时，可快速提升此氧枪、横移至一侧，然后将另一只氧枪横移、对中、下降来替换故障氧枪。

3、氧枪的自动控制

氧气顶吹转炉的自动控制中，氧枪高度的正确是一个相当重要的环节。采用先进的吹氧量自动控制枪位定位技术对氧枪的吹炼点进行控制，可使氧枪准确地停止在工艺操作要求的位置上，其定位的精度相当高，从而更好地保证了炼钢过程计算机控制，实现了自动化。

（1）位置控制

氧枪上下移动的距离通过卷筒同轴旋转的绝对编码器来计测，即把垂直的位移量转化为数字量。氧枪在多次上下移动过程中会产生突发性数字误差及编码器数值换算时的累计误差，如不加以修正则会发生氧枪检测位置与实际位置的偏差。为解决这一难题，可在氧枪的换枪位设置校正点。动作周期大体如下：预先将换枪位的高度实际值存入主PLC内存中;氧枪每次换枪提到换枪位时该信号读入主PLC中，使此时氧枪实际高度检测记忆值强制性修改。

（2）自动快速定位控制

现代化的转炉炼钢氧枪在吹氧过程中是根据吹氧量的不同而自动调整枪位的。吹炼过程中氧枪调整枪位的速度将直接影响到冶炼周期和钢的质量，因此希望氧枪能以最快速度准确停止在指定位置。

为了解决这一问题，控制时可以采用位置闭环系统，将氧枪设定位置与实际位置的偏差值作为控制信号，并将其转化为一个控制传动装置的速度指令。为缩短氧枪上升与下降时间，在设定值与实际偏差较大时，以最大速度运行，当设定值与实际偏差越来越小达到设定范围时，控制速度给定按照预先给定的函数曲线减小，最终使氧枪准确停止在所要求的位置上。

4转炉氧枪系统的常见故障与处理措施

4.1转炉氧枪无法上电

首先查氧枪状态监控画面是否有急停信号和氧枪操作台允许灯是否亮，如急停接触器不吸合，灯不亮就确认是某个操作台的急停按钮被触发（按钮用两对常闭点），检查急停按钮触点的端子接线是否松动或更换急停按钮触点。

4.2氧枪升降不动作

氧枪上电但枪不动作就应马上询问操作工实际情况，观察和看画面给定是否正常，检查氧枪限位、检查氧枪急停按钮，同时应通知钳工到现场观看氧枪小车是否哪里卡住或钢丝绳出槽卡住或氧枪是否卡死在氮封口，一面检查变频器是否正常，检查抱闸接触器，如钳工现场检查情况正常，就让操作工再点动看变频器、抱闸接触器是否有输出，如有就应检查制动器是否正常。

4.3 氧枪升降经常跳电

氧槍在运动中突然跳电、经常上电一动枪就跳电、升降一会儿又跳电等情况应立即检查：

a.氧枪的工作位限位的电信号是否给PLC，接近开关是否松动，端子线有无松动。

b.编码器联轴器是否松动，编码器电缆线、接地线是否牢靠。

c.变频器、接触器、接触器的触点等是否正常吸合动作，声音是否正常。

d.钢丝绳张力显示是否正常。

e.氧枪抱闸动作是否正常。

f.变频器的故障代码，对照变频器说明书查找故障原因。

4.4特殊情况：

a.氧枪正在吹炼不能动枪，应立即用紧急提升提枪。

b.氧枪吹炼中突然全线停电，应立刻按事故提枪按钮，让氧枪提到最高点。

c.氧枪正在吹炼时氧枪漏水严重，应立刻按事故提枪按钮，让氧枪提到最高点换枪，并严禁动炉。

5小结

综上所述，通过本文学习熟悉了氧枪系统的组成以及控制方式，为氧枪故障的分析指明了方向，大大缩减了处理氧枪故障的时间，为我厂生产的稳定运行夯实基础。