氧枪电器控制故障分析培训

氧枪电器控制故障分析培训

李红杰

陕西龙门钢铁有限责任公司，陕西 渭南 715405

摘要：龙钢公司炼钢厂共有6座转炉，其中氧枪系统是转炉炼钢工序中的关键设备，氧枪系统的正常运行对安全生产及工艺技术指标至关重要。氧枪一旦出现吹炼过程不动作、坠落等，在转炉内有钢水及事故应急处置不当的情况下会出现转炉爆炸等重大安全事故。所以要求电气控制系统要安全可靠，电气维修人员要求业务技能精通，出现故障能快速分析，解决问题，消除隐患。但由于近几年新工较多，加之老工普遍电气自动化基础差，导致氧枪系统出现故障后，电气维修人员大多数不能独立判断分析，到现场手足无措，不知从哪里入手。前几年，各炉座氧枪运行过程出现几次事故，虽然未造成大的损失，但仍对安全生产造成一定影响。通过组织对氧枪故障分析，隐患整改，全程对员工培训讲解，消除因操作、设计带来的一些隐患，保证了氧枪系统的安全可靠顺行，为企业安全生产提供有力保障，并有效提升员工业务技能。

关键词：培训；抱闸；变频器；制动

1 氧枪电气控制系统简介

龙钢公司炼钢厂共有6座转炉，1#2#5#6#转炉采用罗克韦尔1756系列PLC自动控制。3#4#转炉采用西门子S7-400PLC控制系统。氧枪作为关键特种设备，一用一备，1#-4#炉使用三菱FR-840系列55KW变频器分别拖动一台30KW电机，制动由单个液压推动器断电机械制动。5#6#炉氧枪升降选用AB-700S-590A变频器控制一台315KW电机，制动采用两台液压推动器断电机械制动。下面以5#6#炉氧枪为例简介：

事故提枪由UPS提供控制电源，EPS提供三相交流380V电源，由一台三菱FR740系列22KW变频器拖动一台15KW电机提枪。氧枪共设7个枪位：上极限、最高点、校枪位、等待点、开（关）氧（氮）点、吹炼点、最低点，其中上极限、校枪位为机械式限位开关，其余点均来自于绝对值编码器参考点。中控操作台及现场各有急停按钮一个，按下氧枪停止升降。氧枪升降由画面点动或中控室操作台三位两常开转换开关操作。氧枪安全联锁条件众多，电气控制复杂。

通过对氧枪电气控制系统基础知识组织培训，使大家对氧枪电控系统有了一个清晰的认识，从电源，变频器以及制动有一定了解，从操作转换开关信号输入到PLC运算，及到输出信号控制变频器，不至于面对故障茫然失措。

2 氧枪几起典型事故及原因分析

2.1电机轴断

（1）事故经过：1#炉东枪电机2019年运行过程中前端轴断，氧枪坠落，前期停车制动过程表现出制动轮处有异常、剧烈声响。

（2）原因分析：主要为变频器制动时间过长，抱闸在操作无信号时瞬间断电制动，此时变频器依然做功，电机仍产生力矩，1#炉东枪电机前端轴长期受剪力、扭曲及制动后反转冲击，电机前端轴持续受变应力作用，这种应力对轴产生弯矩最大值在前端轴轴承支点附近，反复冲击造成金属疲劳，长期动态运行，最终导致电机前端轴断。

2.2 力矩不够氧枪下滑

（1）事故经过：1#炉东枪2020年4月运行过程中，在最高点点动下降过程中出现抱闸打开，氧枪缓慢下滑现象。

（2）原因分析：打枪过程，氧枪粘渣严重，负载增大，加之氧枪在最高点以下区域低速运行，速度较慢，力矩尚未建立，变频器力矩不够导致缓慢下滑。

（3）继电器进水离线枪坠落：①事故经过：5#炉2020年5月11日，离线枪在备用位置坠落，检查发现配电室水冷空调金属软管漏水，导致继电器进水，触点粘连，抱闸接触器得电打开，氧枪坠落。②原因分析：离线枪在备用位，变频器、抱闸空开依然送电，接触器、继电器均处于控制信号变化后，即可动作状态。

3 氧枪控制改造及安全可控优化

（1）将配电室水冷空调进行置换，对仍旧使用水冷空调进、回水管道进行包扎防护，无人配电室实时监控加定期巡检，做好配电室安全保障。

（2）优化变频器参数，针对制动声音大，响应差、制动剧烈氧枪实时调整。将变频器减速时间调整到3秒，使减速时间尽可能最短，与瞬间制动时间差距缩短。

将加减速模式改为自动加减速，选择最短加减速模式，将加减速个别动作选择模式设定为仅计算最佳减速。控制优化改造后，氧枪启动、停止及长距离升降过程中均平稳运行，无异响，监控电流均正常。

（3）将氧枪变频器力矩提升参数、启动频率及频率检测适量修改，提升变频器力矩，并将变频器输出电流加入抱闸控制条件，保证开抱闸时变频器动作，电机有响应。下图为抱闸开控制程

（4）画面增加按钮，程序新增输出变量，新增氧枪0#抱闸、2#抱闸输出，抱闸空开下火接0#抱闸上火，0#抱闸与1#抱闸、2#抱闸主回路串联，3个抱闸接触器分别由程序输出继电器控制，离线枪将0#抱闸切断分离，改变以往仅一个控制信号误动作即可导致抱闸动作隐患。

4 结语

改造后，氧枪系统运行稳定，安全可靠，再未发生因电气控制原因造成安全事故。故障分析处理，班组员工全程参与，从方案的制定到实施，敷设电缆，程序编辑、变频器参数修改，画面编辑，全部由员工自主完成。通过一系列改造，员工对氧枪系统图纸、程序、画面、变频控制均有更进一步清晰认识，对氧枪电控系统基本掌握。