电弧炉冶炼过程触断电极故障的处理案例
1.电极控制原理
目前钢铁行业电弧炉冶炼中电极控制的通用流程见图1,其中电位器是PLC控制系统外附器件,主要作用是根据电弧炉在各冶炼期(熔化期、氧化期、还原期)所需电弧电流,调节设定PLC系统输出电流幅值(该幅值控制冶炼时电弧电流,以达到冶炼工艺要求)。
2.触断电极(电极接触废钢而折断)故障原因分析
(1)电器方面(电极动作不稳定)。比例阀放大板上电器元件因水短路,电液伺服阀线圈和接线端子虚接或脱焊,电液伺服阀线圈振荡电流调整不合理。
(2)机械方面(电极升降系统)。电液伺服阀阀芯零位调整不合适,液压系统内外泄漏,电极升降缸密封泄漏等。
(3)其他方面。电极正下方炉料不导电造成电极无法拉弧而触断电极的概率极高。炉盖上的极芯圆粘附残钢造成该相电极经炉盖接地而无电压,从而触断电极。
此外,电极立柱导向轮调整不合适、立柱与导电横臂定位不牢固以及极芯圆粘附残钢使电极孔直径减小,均可造成倾炉时因立柱与横臂刚性差使电极偏移过大,从而折断电极。
3.典型触断电极故障实例
例1XXX有限公司XXX厂1#40t电弧炉采用比例阀控制电极升降,2007年9月(投产初期)频繁出现触断电极故障。
采取调整导电横臂、改用高功率电极、扩大极芯圆直径、调整PLC程序、检修比例阀等措施,故障依旧。查找资料发现触断电极故障和互感器有关,1#电弧炉互感器安装在变压器一次绕组(图2a),这种安装方法在炉料好、LF炉电极拉弧相对稳定等冶炼条件好的状态下,电极控制系统能良好运行,不会触断电极,但是如果炉料差或炉体倾动,反应的控制信号灵敏度不够,容易造成电极升降动作迟缓而触断电极。封闭该互感器,重新在变压器二次绕组安装一台互感器(图2b),故障消除。
b)改进后
例2XXX厂2#40t电弧炉采用电液伺服阀控制电极升降,XXX年XX月,2#电弧炉装完料送电进行冶炼时频繁出现触断电极故障,送电后,B相电极直往下降且升降动作迟缓,拉弧小直至触断,操作监控画面显示该相电极电压低,电流不稳定。
首先怀疑是电极接触到粘有废钢的极芯圆后经炉盖接地或是电液伺服阀故障,但随后均排除。发现B相电流设定值变化异常,判断可能是该相电极电位器出现问题,检查发现电位器内部似接非接,更换电位器,故障消除。
例3故障现象同例2。
维修人员采用常规方法先后进行检查电极是否接触到极芯圆,重新调整导电横臂,更换电位器,检查电极升降缸是否漏液等工作,故障依旧。最终确认故障原因是电液伺服阀控制线与插头接触不良,更换电液伺服阀线圈,故障排除。
通过处理以上故障认为,电极升降系统采用比例阀配置,触断电极故障原因个别且故障率低,采用电液伺服阀配置,触断电极故障原因多样且故障率较高。
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