LF爐電極夾緊裝置失效的原因及優化措施

周雪方，余 游

（韶鋼股份有限公司煉鋼廠，廣東 512123）

1 概述

韶鋼轉爐煉鋼廠共配置了五座LF精煉爐，其中，煉鋼一分廠配置三座120t單工位LF爐，分別于2003、2010年投產；煉鋼二分廠配置了兩座130t雙工位LF爐，分別于2011、2012年投產。生產過程中經常因夾持器油缸偷松或操作人員誤操作導致電極下滑墜入鋼水的事故發生，因夾持器與夾緊油缸的連接方式不同，二煉鋼分廠LF爐的電極夾持器與橫臂叉頭滑軌起弧、打火現象嚴重，經常導致橫臂漏水，給生產造成很大的影響生產。

2 電極夾緊裝置的夾緊原理

電極夾緊裝置是安裝在電極臂內部并通過電極夾持器將電極壓到接觸靴上，大電流通過橫臂、接觸靴及電極至鋼水，對鋼水進行升溫，調節成份的作用。電極夾緊裝置由一組蝶形彈簧及液壓缸組成，當液壓缸供油時，油缸推動蝶簧組，使蝶簧組受壓，夾持器打開；當油缸失壓時，擠壓的蝶簧組復原產生夾緊力，夾持器夾緊。

3 不同結構夾緊裝置的優缺點

韶鋼煉鋼廠LF爐夾緊裝置主要有三種形式，主要區別在于蝶簧與油缸的安裝方式、夾持器與油缸的連接形式不同，具體的結構及優缺點如表1所示

表1 不同結構夾緊裝置的優缺點

4 存在的問題及原因

1）生產過程中偶有電極夾持器自動打開造成電極墜入鋼水，給生產造成很大的影響，增加了鋼水的冶煉成本。造成此類故障的原因，主要判斷為電磁閥失效或操作人員誤操作所至。

2）夾緊油缸失效，大面積漏油故障。通過對油缸解體，發現油缸的密封件容易老化，主要判斷為油缸與橫臂之間存在電流通過，導致油缸密封件溫度高老化失效。

3）電極夾持器與油缸采用螺母連接，由于安裝位置狹小，圓螺母緊固困難，在實際生產當中，很快就出現圓螺母松動或螺栓損壞的問題，并由此導致夾持器緊固不良，前端下垂，致使電極安裝困難。

4）極夾持器與油缸采用銷軸連接，夾緊過程中，夾持器在重力的作用下下垂，導致夾持器與橫臂叉口滑軌之間存在鍥形夾角，在生產過程中，當電極接觸靴在表面炭化或者與電極接觸面接觸不良的情況下，大電流經夾持器與橫臂滑軌接觸面通過，致使夾持器與橫臂滑軌間起弧、打火，，造成生產組織中斷，影響生。

5 優化措施

1）為了解決電極夾持器偷松的現象發生，同時解決油缸漏油頻繁的故障，我們對夾緊裝置液壓油路進行改造如下：

（1）在夾緊裝置油路的管道上增加一個手動球閥，該球閥安裝在液壓站閥臺與橫臂油管進口之間的管路上，為便于操作，球閥安裝在操作平臺附近。當夾持器處于夾緊狀態時關閉球閥，切斷閥臺與油缸間的通道，避免換向閥故障或操作人員誤操作給油缸供油造成夾持器打開。更換電極時，手動打開球閥，更換電極，作業完成后關閉。

（2）在橫臂油管出口與油缸進油口之間的管道上增加一套絕緣法蘭，該絕緣法蘭為一對配對法蘭之間增加一絕緣墊，法蘭連接螺栓增加絕緣墊片和絕緣套，使法蘭兩端形成絕緣，切斷因管道消磁不好產生的渦流通過油缸，導致密封件的損壞，提高夾緊油缸的使用壽命。

2）為了克服電極夾持器下垂及夾持器與橫臂間打火的現象，對電極夾緊裝置的夾持器與油缸連接方式進行了改造。

在油缸活塞桿前端部的桿臂上增設環形凹槽，使電極夾持器與油缸之間的連接方式采用卡套式連接，提高了電極家持器與油缸之間固定連接的強度、穩定性和安全可靠性。（如圖1所示）。

卡套為兩個半圓形結構組成，為使卡套固定在油缸活塞桿上，卡套外側設有一具有斷蓋的固定套，防止固定套脫落，固定套采用螺釘固定在油缸活塞桿的端頭。

圖1 夾持器與油缸裝配圖

6 結束語

通過對電極夾緊裝置的比較分析，結合對夾緊裝置的優化改造，得出結論如下：

1）對電極夾緊裝置液壓油管改造，消除了因誤操作或偷松引起的電極墜落事故，同時大大提高了油缸密封件的使用壽命，提高設備的穩定性。

2）對電極夾持器與油缸的連接方式的改造，提高了電極夾持器與油缸活塞桿之間固定連接的強度、穩定性和安全可靠性，消除了因電極夾持器緊固不良、前端下垂導致的電極安裝困難或與橫臂打火漏水的故障，大大提高了夾持器和橫臂的使用壽命，縮短了維修時間，降低維護成本。

[1] 《LF爐精煉技術》 李晶

[2] 《LF爐機械設備維護操作規程》 煉鋼設備管理室