轉爐氧槍的控制與常見故障的分析處理

張硯北

摘要：氧槍是轉爐的核心設備之一，本文介紹了八鋼120噸轉爐氧槍系統的結構以及控制方式，轉爐氧槍系統的常見故障與處理措施。通過本文學習大大縮減了氧槍故障的處理時間，為順利生產夯實基礎。

關鍵詞：氧槍系統;故障分析;處理措施

1 前言

氧槍是轉爐的核心設備之一，在整個煉鋼過程中，氧槍槍位是一個非常重要的參數，也是煉鋼工藝控制的關鍵，因為它直接關系到煉鋼過程中的脫碳、造渣、升溫以及噴濺的發生，但由于氧槍定位控制系統工藝復雜、操作繁瑣、聯鎖保護較多，因此，氧槍運行的安全性、穩定性、可靠性、操作簡單以及定位的準確性都是順利完成冶煉的先決條件，控制必須體現上述特點，才能使得煉鋼過程平穩進行。

2 氧槍系統設備概述

一座轉爐的氧槍系統由機械設備和介質供應系統兩部分組成。氧槍系統設備包括氧槍升降小車、氧槍橫移小車和氧槍橫移小車鎖定電液推桿。其中兩臺氧槍橫移車和兩臺氧槍升降小車（左右裝配），正常生產時，一臺工作（位于轉爐中心上方），一臺備用（位于待機位），交替使用;介質供應系統包括氧槍冷卻水、氧氣、氮氣閥門站及管道等。

氧槍橫移車行走采用交流電機驅動，在工作位設有電液缸定位鎖緊裝置。升降小車采用交流變頻電機驅動卷揚升降，氧槍升降過程中速度可控制變化。升降卷揚鋼絲繩裝有測力傳感器。

氧槍系統電氣傳動設備配置為：2臺升降用變頻電動機、2臺升降用電動機抱閘電動機、2臺氧槍橫移小車電動機、1臺氧槍橫移小車鎖定電液推桿。氧槍升降用變頻電動機（即變頻器專用電動機）由AB變頻調速裝置供電，其余設備均由MCC供電，電壓等級為AC380V。

氧槍升降的變頻調速系統，氧槍升降是典型的位能性負載，按照煉鋼工藝的要求，氧槍在升降過程中要實現由慢速到快速和由快速到慢速的轉換，檢測點不僅多而且定位必須準確，否則直接影響到煉鋼質量和氧槍的損壞。因此氧槍的檢測及定位由脈沖編碼器和PLC實現。一備一用的兩套氧槍系統確保了煉鋼系統的可靠性;當一只氧槍發生故障時，可快速提升此氧槍、橫移至一側，然后將另一只氧槍橫移、對中、下降來替換故障氧槍。

3、氧槍的自動控制

氧氣頂吹轉爐的自動控制中，氧槍高度的正確是一個相當重要的環節。采用先進的吹氧量自動控制槍位定位技術對氧槍的吹煉點進行控制，可使氧槍準確地停止在工藝操作要求的位置上，其定位的精度相當高，從而更好地保證了煉鋼過程計算機控制，實現了自動化。

（1）位置控制

氧槍上下移動的距離通過卷筒同軸旋轉的絕對編碼器來計測，即把垂直的位移量轉化為數字量。氧槍在多次上下移動過程中會產生突發性數字誤差及編碼器數值換算時的累計誤差，如不加以修正則會發生氧槍檢測位置與實際位置的偏差。為解決這一難題，可在氧槍的換槍位設置校正點。動作周期大體如下：預先將換槍位的高度實際值存入主PLC內存中;氧槍每次換槍提到換槍位時該信號讀入主PLC中，使此時氧槍實際高度檢測記憶值強制性修改。

（2）自動快速定位控制

現代化的轉爐煉鋼氧槍在吹氧過程中是根據吹氧量的不同而自動調整槍位的。吹煉過程中氧槍調整槍位的速度將直接影響到冶煉周期和鋼的質量，因此希望氧槍能以最快速度準確停止在指定位置。

為了解決這一問題，控制時可以采用位置閉環系統，將氧槍設定位置與實際位置的偏差值作為控制信號，并將其轉化為一個控制傳動裝置的速度指令。為縮短氧槍上升與下降時間，在設定值與實際偏差較大時，以最大速度運行，當設定值與實際偏差越來越小達到設定范圍時，控制速度給定按照預先給定的函數曲線減小，最終使氧槍準確停止在所要求的位置上。

4轉爐氧槍系統的常見故障與處理措施

4.1轉爐氧槍無法上電

首先查氧槍狀態監控畫面是否有急停信號和氧槍操作臺允許燈是否亮，如急停接觸器不吸合，燈不亮就確認是某個操作臺的急停按鈕被觸發（按鈕用兩對常閉點），檢查急停按鈕觸點的端子接線是否松動或更換急停按鈕觸點。

4.2氧槍升降不動作

氧槍上電但槍不動作就應馬上詢問操作工實際情況，觀察和看畫面給定是否正常，檢查氧槍限位、檢查氧槍急停按鈕，同時應通知鉗工到現場觀看氧槍小車是否哪里卡住或鋼絲繩出槽卡住或氧槍是否卡死在氮封口，一面檢查變頻器是否正常，檢查抱閘接觸器，如鉗工現場檢查情況正常，就讓操作工再點動看變頻器、抱閘接觸器是否有輸出，如有就應檢查制動器是否正常。

4.3 氧槍升降經常跳電

氧槍在運動中突然跳電、經常上電一動槍就跳電、升降一會兒又跳電等情況應立即檢查：

a.氧槍的工作位限位的電信號是否給PLC，接近開關是否松動，端子線有無松動。

b.編碼器聯軸器是否松動，編碼器電纜線、接地線是否牢靠。

c.變頻器、接觸器、接觸器的觸點等是否正常吸合動作，聲音是否正常。

d.鋼絲繩張力顯示是否正常。

e.氧槍抱閘動作是否正常。

f.變頻器的故障代碼，對照變頻器說明書查找故障原因。

4.4特殊情況：

a.氧槍正在吹煉不能動槍，應立即用緊急提升提槍。

b.氧槍吹煉中突然全線停電，應立刻按事故提槍按鈕，讓氧槍提到最高點。

c.氧槍正在吹煉時氧槍漏水嚴重，應立刻按事故提槍按鈕，讓氧槍提到最高點換槍，并嚴禁動爐。

5小結

綜上所述，通過本文學習熟悉了氧槍系統的組成以及控制方式，為氧槍故障的分析指明了方向，大大縮減了處理氧槍故障的時間，為我廠生產的穩定運行夯實基礎。