唐鋼矩型坯連鑄機(jī)常見故障的診斷技術(shù)及處理

陳鵬

（河鋼集團(tuán)唐鋼公司型鋼廠，河北唐山，063000）

0 引言

近年來，我國(guó)矩型坯連鑄技術(shù)取得了很大進(jìn)展，連鑄生產(chǎn)品種的擴(kuò)大和質(zhì)量的提高，為我們國(guó)家的許多基本建設(shè)項(xiàng)目提供了很好的材料。隨著軋鋼工序?qū)匦团鞯馁|(zhì)量提出的要求越來越高，矩型坯連鑄機(jī)的設(shè)備精度就越來越重要。連鑄機(jī)是一種用模具進(jìn)行連續(xù)澆注鋼水的大型生產(chǎn)線。提高連鑄電氣自動(dòng)化水平，對(duì)保證鑄坯質(zhì)量、提高連鑄機(jī)的勞動(dòng)生產(chǎn)率、增加連鑄機(jī)的金屬收得率起著至關(guān)重要的作用。

1 技術(shù)指標(biāo)

河鋼集團(tuán)唐鋼公司型鋼廠現(xiàn)有矩形坯連鑄機(jī)1臺(tái)，年產(chǎn)合格矩形坯110萬t。鑄坯主要熱送軋鋼車間，部分鑄坯下線、冷卻，經(jīng)檢查及必要的清理后送軋鋼車間或外賣。

圖1 唐鋼矩型坯連鑄機(jī)

表1 連鑄機(jī)基本工藝參數(shù)

流間距 2200mm連鑄機(jī)機(jī)型 全弧形（連續(xù)矯直）連鑄機(jī)半徑 R12m拉速范圍 0.3～3.0m/min鑄機(jī)長(zhǎng)度（從結(jié)晶器液面到火焰切割機(jī)起切點(diǎn)的鑄流長(zhǎng)度）36.9m最大支撐長(zhǎng)度（從結(jié)晶器液面到2號(hào)扇形段末輥）9m

2 連鑄機(jī)電氣控制系統(tǒng)

關(guān)于連鑄機(jī)電氣自動(dòng)化的分析主要放在使用電氣控制系統(tǒng)代替操作工人的手工操作上，唐鋼型鋼廠矩型坯連鑄機(jī)采用西門子S7-400PLC，作為矩型坯連鑄機(jī)電氣控制系統(tǒng)的順序控制的核心。從上級(jí)變電所引4回10kV電源至連鑄電氣室，采用送電制，交接點(diǎn)在連鑄電氣室變壓器受電高壓環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線處。分別給2臺(tái)連鑄機(jī)用動(dòng)力變壓器和2臺(tái)電磁攪拌用變壓器供電。主工藝線上設(shè)備采用PLC控制方式，線外設(shè)備及輔助設(shè)備采用接觸器-繼電器控制方式。恒速電機(jī)一般采用直接啟動(dòng)方式。調(diào)速電機(jī)均采用數(shù)字式交流變頻裝置調(diào)速方式。其中：對(duì)于控制精度要求高、調(diào)速范圍大的設(shè)備采用矢量控制。

表2 用電設(shè)備電壓等級(jí)表

24VDC 1ф220V AC 6 自動(dòng)化設(shè)備 24VDC 1ф220V AC，7 信號(hào)燈 24VDC 1ф220V AC，±10%8 照明 1ф220V AC，1ф12/36V AC，5 檢測(cè)器及儀表設(shè)備9 插座3ф380V AC，±10%50Hz，49~50.5Hz 動(dòng)力1ф220V AC， 照明1ф36V AC， 檢修照明

3 連鑄機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)

對(duì)于溫度信號(hào)，一般采用熱電阻，溫度信號(hào)直接進(jìn)PLC控制系統(tǒng)。儀表信號(hào)采用直接進(jìn)入控制系統(tǒng)的方式，不設(shè)置配電隔離器和中間繼電器。除了以下情況：電壓等級(jí)需要轉(zhuǎn)換，電磁閥控制回路（加設(shè)中間繼電器），可能存在的外部干擾將造成儀表信號(hào)異常。

自動(dòng)化儀表過程監(jiān)控采用儀、電一體的基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)完成。在連鑄主控制室以及各系統(tǒng)電氣室、操作室內(nèi)的HMI操作站上進(jìn)行操作，不設(shè)置單獨(dú)的儀表監(jiān)視盤。系統(tǒng)的過程監(jiān)視、過程參數(shù)的設(shè)定、調(diào)整和報(bào)警確認(rèn)等均通過HMI完成。操作方式有自動(dòng)和集中手動(dòng)方式（通過鍵盤和鼠標(biāo)進(jìn)行），調(diào)節(jié)閥門也可在現(xiàn)場(chǎng)通過手輪進(jìn)行操作。所有調(diào)節(jié)閥帶閥位反饋，進(jìn)入PLC系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。

自動(dòng)化控制系統(tǒng)包括了基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)（L1級(jí)）、過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（L2級(jí)），按照一體化的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)?；A(chǔ)自動(dòng)化級(jí)（L1）主要完成設(shè)備的順序控制，聯(lián)鎖控制，位置控制，速度控制，參數(shù)調(diào)節(jié)，故障檢測(cè)與報(bào)警，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集等任務(wù)。過程計(jì)算機(jī)級(jí)（L2）主要完成物流跟蹤，過程數(shù)據(jù)收集及處理，數(shù)學(xué)模型計(jì)算及設(shè)定，操作指導(dǎo)，報(bào)表編制及打印，數(shù)據(jù)通信等任務(wù)。采用儀、電、計(jì)算機(jī)一體化進(jìn)行系統(tǒng)配置，通信主網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)，通訊協(xié)議采用TCP/IP，PLC控制站與遠(yuǎn)程I/O、變頻器等設(shè)備間采用現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

現(xiàn)場(chǎng)接近開關(guān)故障，出現(xiàn)這種情況時(shí)，應(yīng)從以下兩個(gè)方面入手：（1）在連鑄機(jī)工程師控制室，連接連鑄機(jī)主PLC的工程師電腦上，打開PLC程序，在STEP7中打開輸入模塊，根據(jù)自動(dòng)化儀表圖紙，在程序中找到聯(lián)鎖條件，分析是因?yàn)槟膫€(gè)設(shè)備的接近開關(guān)造成不具備正常的聯(lián)鎖條件。（2）確定好具體哪個(gè)接近開關(guān)以后，到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)接近開關(guān)是否正常，24V電源是否正常，接近開關(guān)信號(hào)是否正常，信號(hào)電纜是否傳輸正常，中間端子箱端子接線是否緊固壓實(shí)，PLC柜端子端子接線是否緊固壓實(shí)，根據(jù)以上步驟查找故障點(diǎn)，排除故障杜絕隱患。

現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)故障，出現(xiàn)這種情況時(shí)，應(yīng)從以下兩個(gè)方面入手：（1）在連鑄機(jī)工程師控制室，連接連鑄機(jī)主PLC的工程師電腦上，打開PLC程序，在STEP7中打開模擬量輸入模塊，根據(jù)自動(dòng)化儀表圖紙，找到流量計(jì)信號(hào)線的線號(hào)，根據(jù)STEP7中的硬件配置的地址分配，找到程序中的模擬量的輸入地址，觀察PLC采集的數(shù)值是否是斷電值，如果是斷電值，就由PLC柜到端子排，再到電纜到現(xiàn)場(chǎng)端子箱，到現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)，用萬用表測(cè)量是否有斷路的地方，如果發(fā)現(xiàn)及時(shí)恢復(fù)。（2）如果PLC采集的數(shù)值發(fā)生跳變，就說明流量計(jì)的信號(hào)發(fā)生了干擾，檢查信號(hào)電纜接地線是否良好接地，檢查電纜橋架中信號(hào)電纜是否和變頻電纜混合鋪設(shè)，如果混合鋪設(shè)，就必須將信號(hào)電纜和變頻電纜分層鋪設(shè)，檢查變頻電纜的接地線是否良好接地，如果發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

火切機(jī)自動(dòng)退槍回車故障，出現(xiàn)這種情況時(shí)，應(yīng)從以下入手：在連鑄機(jī)工程師控制室，連接連鑄機(jī)主PLC的工程師電腦上，打開PLC程序，在STEP7中找到退槍回車的輸出程序，找到梯形圖程序中造成退槍回車的聯(lián)鎖條件，發(fā)現(xiàn)聯(lián)鎖條件是大車到極限位，小車到極限位，小車到達(dá)HMI中設(shè)定行程，重點(diǎn)檢查大車極限位和小車極限位，如果信號(hào)電纜受到干擾，就檢查信號(hào)電纜和變頻電纜是否良好接地，如果混合鋪設(shè)，就必須將信號(hào)電纜和變頻電纜分層鋪設(shè)。

4 結(jié)語

唐鋼矩形坯連鑄機(jī)主工藝線上設(shè)備采用PLC控制方式，對(duì)于控制精度要求高、調(diào)速范圍大的設(shè)備采用矢量控制，自動(dòng)化儀表過程監(jiān)控采用儀、電一體的基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，為唐鋼型鋼廠矩形坯連鑄機(jī)生產(chǎn)過程中的全質(zhì)量跟蹤管理提供了強(qiáng)有力支撐，提高了鑄坯收得率和澆鑄效率，避免了人為質(zhì)量事故的發(fā)生。

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