礦熱爐組合把持器維修與技術改造

摘要：我公司硅錳密閉礦熱爐組合把持器系統應用，密閉礦熱爐采用組合把持器導電系統和傳統的銅瓦導電系統。但是組合把持器技術在礦熱爐上應用的歷史并不長。2007年開始公司在硅錳礦熱爐上采用了組合把持器導電系統，新的導電系統對電爐故障維修帶來了新的課題。通過對組合把持器系統故障形式的診斷與維修工作的不斷學習與探索，初步掌握了一些技能和維修的關鍵點及技術要求，大幅度提高了設備維修的工作效率。

關鍵詞：組合把持器;接觸器;吊桿

1引言

我公司2007年開始先后建造了四臺密閉式組合把持器礦熱爐。以前大型礦熱爐電極把持系統主要是錐形環、波紋管、膠囊式三種類型。錐形環把持器是比較傳統的，也是廣泛應用的把持電極方式，原因為其投資少、結構簡單，但生產中導電銅瓦損耗大，電極易產生軟斷、硬斷故障，生產熱停多。尤其是密閉電爐在電極軟、硬斷時，如果操作不當一次，一相電極的全部銅瓦可造成打弧損壞，雖然原鑄造銅瓦已經改造成鍛造銅瓦，使銅瓦的壽命有所增加，但未能解決電極軟、硬斷的根本問題。而組合把持器操作系統采用PLC控制，操作合理，控制良好，從根本上解決了電極軟、硬斷問題。

2電極柱主要結構組成

2.1電極柱結構如圖1所示：

2.2 電極升降與壓放系統

電極升降裝置采用液壓驅動，由一對升降油缸組成。缸筒倒掛構筑物基礎上杠桿與電極升降操作臺上固定，通過杠桿垂直往復運動來完成電極的升降過程。

電極壓放裝置同樣采用液壓驅動操作，由7個電極升降油缸和7個夾鉗電極壓放油缸組成。升降油缸不僅能準確做垂直往復運動，而且還可調整電極壓放量。壓放電極時，靠液壓缸釋放夾鉗上彈簧壓力脫開電極壓放筋片，夾鉗再由升降油缸提升到頂部位置，夾鉗靠彈簧壓力夾緊電極壓放筋片，每次只提升一個夾鉗（夾鉗的彈簧壓力為5488N）當全部夾鉗都升到頂部位置時，再同時下降完成壓放過程。

3組合把持器電爐常見故障分析

3.1 ?接觸器與電極之間故障

接觸器為左右接觸器組成材質為純銅的，電極的主要導電原件。接觸器原件與電極殼筋片脫槽，造成外來電流無法正常輸送到電極工作端。電爐正常冶煉時是由水冷母線將電流送到導電銅管，通過接觸器原件將強大的電流導給電極。一旦接觸器與電極的接觸面分離，就無法導入電流，同時會增加相鄰接觸器的負擔，造成導電面積不足（電流密度增加），形成磁場渦流，使電極筋片局部發熱、變軟、變形，甚至在壓放電極時筋片變形或拉弧燒損筋片接觸器與電極分離，此時電極失去接觸器的冷卻作用，造成電極過度燒結硬斷，殼體破裂漏糊連電軟斷等，間接造成燒損接觸器原件、底部環、吊掛裝置及絕緣件。工作電流超過額定電流時，也可能造成上述情況的發生。

3.2 ?絕緣系統的燒損

組合把持器系統最關鍵的部分就是各部原件之間的絕緣。（接觸器與電極緊密接觸）電極把持筒與電極、集電器與把持筒、導電銅管與護屏、底部環吊掛與把持筒、接觸器與底部環、底部環與保護屏之間必須保持良好的絕緣狀態。其中任何部分絕緣件損壞都會導致升降電極時保護屏與密封圈打弧連電漏水，對相關零部件造成直接的影響或損壞，造成電爐熱停故障。

3.3 ?底部環燒損

底部環材質為鑄造紫銅，導熱性能好，而且內部有循環水冷卻，安裝在把持器的最下端。作用一是密封，內側裝有陶瓷纖維，將爐內的火焰、弧光、料塊阻隔，避免進入電極與接觸器之間;作用二是支撐保護屏，7塊保護屏之間都有起密封作用的絕緣板。底部環燒損原因：一是電極燒結不好，發生軟、硬斷時，打弧造成漏水或燒損。二是爐況控制不合理，電極消耗快導致電極過短，升降電極時底部環接觸料面打弧，將底部環燒損。

4維修時的技術要求

組合把持器系統設計緊湊、作業空間小，維修時操作難度大，要特別注意接觸面的緊密性。

接觸器原件與接觸塊之間O型圈安裝位置應準確到位防止漏水，兩接觸面需涂抹導電膏保證導電良好，接觸器與電極筋片的接觸面打磨干凈、無變形、無彎曲、平整、光滑、緊密接觸。

接觸器的安裝與調整

接觸器由接觸原件（2件）接觸塊（2件）調整螺栓（4套）彈簧蝶片（16件）組成。

安裝接觸器時必須保證接觸面與電極筋片全部接觸，將四條調整螺栓中的彈簧蝶片用扭矩扳手均勻的緊固到274N，使其受力均勻。如果壓力不均導電不良引起打弧，將會燒損接觸器原件。

5技術改造

由于在維修過程中不斷地探索與鉆研并且熟練掌握了各部零件的結構、原理及作用。為縮短搶修與檢修時間，提高工作效率，對部分易損零部件進行了合理的改造，縮短了熱停時間，提高了維修質量。

5.1底部環吊桿的改造

底部環吊桿原設計為2050XΦ24，維修時安裝拆卸很不方便，在裝底部環密封件時需將吊桿和吊桿絕緣拆除然后還要重新做絕緣（陶瓷纖維塊）很難完成，既浪費時間，又不能保證檢修質量要求。將原吊桿一分為二，中間增加連接板，采用螺栓連接方式。檢修時將螺栓打開，底部環整體下降減少拆裝絕緣步驟。安裝密封件和連接水管時非常方便，省時省力確保檢修質量。

5.2活接頭密封墊圈改變材質

接觸器與底部環冷卻水管路活接頭密封墊圈原為Φ38XΦ28X5的紫銅墊，一相電極共有28個活接頭。檢修或搶修時電極溫度較高，作業空間狹小，紫銅墊更換難度大。由于紫銅墊較硬不易緊固密封，容易產生漏水，檢修時更換活接墊最長更換時間需2小時，直接影響檢修進度。在一次搶修過程中，由于活接處緊固密封困難，憑借工作經驗臨時制作了幾個聚四氟乙烯墊片代替紫銅墊片，經多次使用證明效果非常好。聚四氟乙烯具有耐熱、抗老化、彈性好的特性。改造后處理活接頭漏水問題時比改造前約節省時間4～5倍。保護屏的改造

保護屏是保護電極和接觸器的裝置。在電爐冶煉過程中電極升降時保護屏與密封圈上下摩擦運動，保護屏放置接觸器與爐蓋密封圈接觸且對電極進行冷卻，防止過燒。由于電極升降時保護屏與密封圈上下摩擦運動導致保護屏壓板螺絲松動，造成保護屏相對于把持筒有輕微位移后與導電銅管接觸打弧漏水。密閉礦熱爐一旦漏水，爐內容易產生爆炸，漏水還容易損壞其他部位絕緣件造成電爐熱停。在找到打弧原因后，將保護屏內弧面容易與導電銅管接觸的直角處改為斜角，增加了保護屏與導電銅管間的空間，避免護屏與導電銅管接觸打弧漏水故障，降低了電爐故障率，減少熱停頻次。

護屏絕緣弧板與保護屏兩端固定的螺栓孔均為圓孔，在安裝過程中，由于制造誤差及保護屏變形等原因，使得一側與保護屏固定后，另一側的圓孔與保護屏的孔安裝不上，需現場進行處理，影響檢修時間和浪費現場維修工時。護屏絕緣弧板備件加工圖紙更改將一側加工成圓孔，另一側加工成長圓孔，當一側固定好后，如存在制造偏差或變形等原因，可以進行調整，節省現場檢修時間。

如圖4、圖5所示。

6結束語

近年來對組合把持器導電系統形式的礦熱爐維修摸索了一些可借鑒的經驗。在礦熱爐及冶金機械設備維修工作中，不斷學習新技術，潛心研究。針對設備常見故障認真分析原因，消除故障點。以技術創新為主題，積極參與技術革新活動，為公司錳系的發展提供技術支持，完成更好的經濟指標。

參考文獻：

[1]李云等《機械制造工藝及設備設計指導手冊》，北京機械工業出版社2007

[2]毛昕等《畫法幾何和機械制圖》.北京高等教育出版社

作者簡介：寇志玲（1970年9月-），女，河北省玉田縣人，漢，學歷：大專，職稱：工程師，研究方向：電氣自動化