?電弧爐冶煉過程觸斷電極故障的處理案例

?電弧爐冶煉過程觸斷電極故障的處理案例

1.電極控制原理

    目前鋼鐵行業電弧爐冶煉中電極控制的通用流程見圖1,其中電位器是PLC控制系統外附器件,主要作用是根據電弧爐在各冶煉期(熔化期、氧化期、還原期)所需電弧電流,調節設定PLC系統輸出電流幅值(該幅值控制冶煉時電弧電流,以達到冶煉工藝要求)。

    2.觸斷電極(電極接觸廢鋼而折斷)故障原因分析

    (1)電器方面(電極動作不穩定)。比例閥放大板上電器元件因水短路,電液伺服閥線圈和接線端子虛接或脫焊,電液伺服閥線圈振蕩電流調整不合理。

    (2)機械方面(電極升降系統)。電液伺服閥閥芯零位調整不合適,液壓系統內外泄漏,電極升降缸密封泄漏等。

    (3)其他方面。電極正下方爐料不導電造成電極無法拉弧而觸斷電極的概率極高。爐蓋上的極芯圓粘附殘鋼造成該相電極經爐蓋接地而無電壓,從而觸斷電極。

    此外,電極立柱導向輪調整不合適、立柱與導電橫臂定位不牢固以及極芯圓粘附殘鋼使電極孔直徑減小,均可造成傾爐時因立柱與橫臂剛性差使電極偏移過大,從而折斷電極。

    3.典型觸斷電極故障實例

    例1XXX有限公司XXX廠1#40t電弧爐采用比例閥控制電極升降,2007年9月(投產初期)頻繁出現觸斷電極故障。

    采取調整導電橫臂、改用高功率電極、擴大極芯圓直徑、調整PLC程序、檢修比例閥等措施,故障依舊。查找資料發現觸斷電極故障和互感器有關,1#電弧爐互感器安裝在變壓器一次繞組(圖2a),這種安裝方法在爐料好、LF爐電極拉弧相對穩定等冶煉條件好的狀態下,電極控制系統能良好運行,不會觸斷電極,但是如果爐料差或爐體傾動,反應的控制信號靈敏度不夠,容易造成電極升降動作遲緩而觸斷電極。封閉該互感器,重新在變壓器二次繞組安裝一臺互感器(圖2b),故障消除。

    b)改進后

    例2XXX廠2#40t電弧爐采用電液伺服閥控制電極升降,XXX年XX月,2#電弧爐裝完料送電進行冶煉時頻繁出現觸斷電極故障,送電后,B相電極直往下降且升降動作遲緩,拉弧小直至觸斷,操作監控畫面顯示該相電極電壓低,電流不穩定。

    首先懷疑是電極接觸到粘有廢鋼的極芯圓后經爐蓋接地或是電液伺服閥故障,但隨后均排除。發現B相電流設定值變化異常,判斷可能是該相電極電位器出現問題,檢查發現電位器內部似接非接,更換電位器,故障消除。

    例3故障現象同例2。

    維修人員采用常規方法先后進行檢查電極是否接觸到極芯圓,重新調整導電橫臂,更換電位器,檢查電極升降缸是否漏液等工作,故障依舊。最終確認故障原因是電液伺服閥控制線與插頭接觸不良,更換電液伺服閥線圈,故障排除。

    通過處理以上故障認為,電極升降系統采用比例閥配置,觸斷電極故障原因個別且故障率低,采用電液伺服閥配置,觸斷電極故障原因多樣且故障率較高。