提高转炉副枪自动在线使用率的研究

牛莉莉

（河北工业职业技术大学宣钢分院，河北 宣化 075100）

副枪技术在日常生产中的优点：减少冶炼周期；降低铁水消耗；增加废钢使用量；减少氧气消耗；减少辅料消耗；减少耐材损失；节省能量；改善工作条件；加大了炼钢的弹性；更容易与连铸匹配。几年来在我国国内得到广泛的应用。该技术依靠副枪自动检测结果来调节过程到终点的吹炼，精确地副枪测试数据为转炉快速精确地出钢提供了有利的条件。

副枪自动[1]在线正常运行是副枪为转炉生产提供准确数据的关键，由于受到运行环境，设备原因等因素，副枪在线正常使用一直处于不稳定状态，副枪故障率一直居高不下。在线使用率为88%，严重影响转炉正常生产，通过分析影响因素，针对性的提出解决优化措施，有效提高了转炉副枪在线使用率。

1 副枪设备参数介绍

副枪设备主要组成部分：旋转平台、旋转框架、枪体、副枪小车、副枪导向、小车导轨、自动探头安装装置、卸探头装置、挂渣器和密封帽、探头收集溜槽。

为了能够测量，副枪必须连接一个可以使用的探头。而自动探头安装装置APC 在27 m 平台用于给副枪安装探头。当探头安装完毕，副枪旋转到待测位，随后进行测量。副枪通过与氧枪孔相邻的副枪孔进入转炉。完成测量后，副枪将会旋转到APC 的位置，卸探头装置将取下测量后的探头，然后副枪准备下一次测量。

副枪参数包括：副枪冷却水、仪表氮气调节、密封帽冷却水、密封帽氮封氮气调节。

1）副枪冷却水。设计流量为50 m3/h，使用流量38 m3/h，供应压力在管道接头处为0.95～1.15 MPa。

2）仪表氮气调节。流量为3.6 m3/h，供应压力为0.3 MPa，操作压力为0～0.3 MPa。

3）密封帽冷却水。流量为3 m3/h，供应压力在27 m管道接头处为0.2～0.6 MPa。

4）密封帽氮封氮气调节。密封帽关闭时的流量为90 m3/h，密封帽打开时的流量为900 m3/h，氮气压力为0.4～0.6 MPa。

2 副枪运行状态流程

副枪自动连接周期运行流程图如图1 所示。

图1 副枪自动连接周期运行流程图

副枪自动测量周期运行流程图如图2 所示。

图2 副枪自动测量周期运行流程图

3 影响副枪自动在线使用率的原因及分析

3.1 转炉副枪自动在线使用的问题

宣钢150 t 转炉自动副枪系统[2]在日常的生产运行过程中经常出现的故障：探头装送失败或超时；探头测量取样问题，如：探头测量全部失败，探头同一功能连续失败，多个探头取样连续失败；探头装不上把持器或接触不好；副枪在测试过程中探头自动脱落；副枪枪体与把持器连接的短节密封装置漏水，导致螺旋线与接插件连接处短路连电，系统默认装有探头，副枪无法使用；副枪在旋转过程中旋转速度变慢、不下降、或者测试完不自动提升。

3.2 转炉副枪自动在线使用率低的原因分析

对连接周期运行图进行解剖分析，探头装送失败或超时是由于探头装送信号受阻未能及时发出导致，主要包括输送链输送速度慢有卡顿现象、探头仓下放探头机械爪没有关到位信号、夹持器没有关到位信号，导致后台运行系统无法收到连接周期信号，无法完成连接周期动作。

探头测量取样问题主要是由于以下几点原因造成：副枪定位不准，下枪时撞到副枪孔造成探头损坏；探头碰到未熔废钢损坏；插入深度不够；探头自身质量问题；接插件及螺旋线接头接触不良；接插件冷却气体流量过大，氧气流量或底吹氩流量未降低。

副枪探头在把持器上装不上或者接触不良没有正常装好信号主要原因：副枪端部粘渣；接插件内部有异物；接触不紧；副枪或把持器弯曲；APC 系统探头夹紧力不足，此处指夹持器。

副枪在测试过程中探头自动脱落主要有以下原因：探头自身尺寸相比较与夹持器有些偏大，探头紧固销坏；副枪口有积渣或者转炉炉口过小，在副枪测试过程中与探头发生剐蹭导致副枪脱落。

副枪枪体与把持器连接的短节密封装置漏水主要是由于：副枪枪体冷却水流量、压力偏大；短节密封装置不牢靠。

副枪在旋转过程中旋转速度变慢、不下降、或者测试完不自动提升主要有以下原因：副枪旋转编码器收到干扰信号错误或者损坏，副枪旋转到位的减速和停止限位发生错误或损坏；副枪升降编码器收到干扰导致计数不准或是副枪的超上限限位信号故障。

4 转炉副枪自动在线使用率提升的解决方案

4.1 副枪探头限位信号异常解决方案

在实际生产中，通过对副枪故障报警界面的分析研究，如果出现上述原因之一的进行针对性解决：由探头输送慢造成输送不到夹持器或者快造成探头脱落的可以调节气动马达的排气阀来控制速度；探头仓下放探头机械爪没有关到位信号的可以启动机械爪复位装置；夹持器没有关到位信号的则应该马上检查夹持器气缸限位位置是否合适或者气缸气管是否漏气；若多个原因限位信号均未发出，则需要检查翻转臂侧方的信号电缆线是否完好，因为信号电缆线随翻转臂上下运动极易产生磨损现象，因此该信号电缆线需要耐磨性好的。

4.2 副枪探头测量取样异常解决方案

对于日常生产中探头测量取样故障，应及时检查接插件和探头是否损坏，接插件要保持干净，没有机械损伤，好的导通率（最大阻值1 Ω），好的绝缘（相对湿度在40%～70%，温度在10～35 ℃）；及时清理炉口，勤扫炉口，防止炉口偏小在副枪测试时损坏探头；如果发现副枪夹持器上有粘渣现象，应该及时的清理，保证副枪探头良好的导通率。日常生产点检中，应该定时查看接插件与夹持器内的螺旋线接头是否完好，是否绝缘，如发现磨损用防水绝缘的专用胶带进行加固。当特定炉次装入量减少时，应该及时改变副枪插入深度，防止副枪测量取样失败。在点检中如果发现副枪接插件中冷却气体流量大，应在满足冷却条件的前提下往小调节流量，在副枪测试过程中应将氧气流量和底吹流量调整到半流量保证副枪测试取样效果。

4.3 副枪探头安装异常解决方案

在日常点检中，要注意副枪端部是否有粘钢粘渣现象，如有及时处理；要定时对副枪夹持器进行维护，要保证其表面干净，没有机械损伤，垂直，其凸轮外径的磨损程度不得大于0.2 mm；发现APC 系统探头夹紧力不足，应该及时调整夹持器气缸限位，保证其有足够的夹紧力。

4.4 副枪探头脱落解决方案

在日常生产点检中，应当注意检查探头自身的质量，内径和外径尺寸是否合适，如果发现问题及时和生产厂家沟通，杜绝质量原因；如果点检中发现把持器磨损严重，应该及时的跟换；在点检中应该及时查看副枪口情况，如若粘渣严重应立即处理，杜绝测试过程中将副枪探头剐蹭下。

4.5 副枪密封漏水解决方案

在日常生产中，在不影响副枪使用[3]的前提下，应该调小副枪冷却水的流量和压力，流量应该保持在38 m3/h；提高副枪短节密封装置的质量，采用新型副枪短节连接装置，保证副枪短节装置经久耐用和反复使用，创新副枪短节快速更换法，保证在线更换不影响副枪生产使用。

4.6 副枪旋转速度异常解决方案

在日常生产点检中，应当加强对对编码器的点检力度，采取措施预防副枪编码器和变频器收到错误信号和干扰信号，将副枪升降电机的屏蔽线接地来消除干扰信号；由于副枪超上限限位是机械限位，采用AB 点信号的感应模式，故点检时发现超上限位电线老化或者磨损时，应立即处理，避免造成副枪使用事故。

5 结语

在日常生产工作中，面对转炉自动副枪设备在使用过程中出现的问题，通过理论原理分析和实际生产探索，找出转炉副枪自动在线使用率提升的原因和解决方案，最终使得转炉副枪自动在线使用率得到显著的提高，由原先的88%提高到98%以上，取得了良好的效果。