罩式爐風機電機的修理難點及對策

王海峰(甘肅鋼鐵職業技術學院，甘肅 嘉峪關 735100)

1 電機原始狀況

碳鋼薄板廠冷軋精整區域罩式退火爐機組采用的是全氫罩式退火爐，是冷軋產品質量光亮退火的一種設備，全氫型罩式爐是由爐臺、爐臺循環風機、加熱罩、冷卻罩、內罩及相應的H2/N2閥站、各介質管道、液壓系統及控制系統組成。采用的生產介質和控制氣體有煤氣、氫氣、氮氣等。鋼卷在充滿氫氣的內罩中，外部再由加熱罩通入煤氣燃燒加溫，最后換成冷卻罩噴水冷卻對內罩中的鋼卷進行退火處理[1]。

在爐臺中重要的電氣設備為爐臺循環風機，高性能的爐臺循環風機，利用強對流技術，可以使爐內氣氛溫度均勻，避免鋼卷局部過熱。碳鋼冷軋罩式退火爐爐臺循環風機采用的是奧地利進口電機，型號為VDWKKF225S/4-180。碳鋼薄板廠冷軋共有罩式爐臺循環風機電機(22 kW)5臺，2011年底開始陸續出現電機振動、電機燒損等故障。該電機為進口專用電機，工作在高溫氫氣、氮氣中，采用水冷卻方式，密封要求極其嚴格，采用廠家專用技術，修復難度極高，酒鋼集團內部無修復能力，需外委至廠家專業維修機構修理，修理費用極高(單臺電機修理費需10萬元)。

考慮到該型號電機共有45臺，如長期采用外委修理方式，外委修理費用無法承受。作業區決定對該型號電機修復進行專題研究，使用國產電磁線、絕緣材料替代進口材料達到電機修復要求。考慮該電機密封的特殊要求，需重點解決電機密封的恢復及檢測[2]。

2 修理難點及對策

由于該電機為進口電機，現有絕緣等級F級，因為進口電機在設計及制造時與國內所用的絕緣材料存在一定的差距，同時考慮該電機運行環境的特殊性，因此該電機大修時，我們考慮將絕緣等級升高到H級。使用國產電磁線、絕緣材料替代進口材料，同時對電機繞組技術數據進行拆檢、記錄、消化、吸收，達到電機修復要求。

由于該電機密封的特殊要求，修理的重點和難點在于電機密封性能的保護和恢復，也決定了電機修復工作的成敗。

經綜合考慮，我們認為應采取兩項措施：

一是在拆除舊繞組時，制作拆線胎具一套，保護電機定子機殼、止口、氣密結合面受到損傷。

二是制作氣密性試驗裝置一套，檢測電機大修整體裝配后零部件及整機的氣密性。確保電機工作在高溫氫氣、氮氣中，不會發生泄漏爆炸事故。

3 拆線專用胎具的制作

由于該電機密封等的特殊要求，在拆除舊繞組時，制作拆線胎具一套，保護電機定子機殼、止口、氣密結合面避免受到損傷是修理工作的重點。

長期以來，電動機定子拆線都是用撬杠直接對繞組拆除，支點為機殼止口處，拆除過程中，繞組傾斜(300～400)著從鐵芯槽口抽出，造成鐵芯變形，膨脹，機殼止口損傷。我們根據電機修理實際狀況，有針對的制作了一套繞組拆除胎具。根據現有條件，對電機殼制作一個端蓋法藍，將法藍一側于機殼固定，另一側于配重底座固定，使機殼和配重底座形成一個整體，拆繞組時，用鋼絲繩于天車配合，垂直的將線圈從槽中抽出。這樣，既不損傷槽口鐵芯又不損傷機殼止口，還能縮短拆線時間[3]。

電機拆線時，用連接螺栓將法蘭盤與配重底座的螺栓孔相連，再用連接螺栓將法蘭盤與電機定子連接孔相連，形成一個整體，增加電機的穩定性，以防電機拆線時傾斜。整體吊入加熱爐進行加熱。采用夾具與天車配合，根據線圈節距寬度選擇合適的夾具，垂直平行的將繞組線圈從鐵芯槽中抽出。電機定子繞組線圈拆除專用胎具工作示意圖如圖1所示。

圖1 電機定子繞組線圈拆除專用胎具工作示意圖

4 氣密性試驗裝置的制作和應用

為確保電機工作在高溫氫氣、氮氣中，不會發生泄露爆炸事故。對電機成品組裝后進行氣密性試驗是決定電機修理成敗的關鍵檢測手段。經查詢相關資料，咨詢專業電機制造廠家，我們制作了氣密性試驗裝置一套，檢測電機大修整體裝配后零部件及整機的氣密性。電機氣密性試驗示意圖如圖2所示。

圖2 電機氣密性試驗示意圖

4.1 試驗采用氣壓檢漏的方法

試驗用介質種類：壓縮空氣；氣壓壓力：氣壓壓力為0.6 MPa。壓力維持時間：氣壓壓力維持時間為20 min。試驗過程中應無氣泡逸出。否則應找出故障點返修，返修后再次試驗，直至合格。

4.2 試驗過程

4.2.1 零部件試驗

主要是水冷前端蓋、水冷機座，以及其他要求氣密性的零部件。

(1)試驗水腔時，任選一個水嘴作為進氣口，將其他連通水腔的嘴口封堵好，將工件沉入水箱，通入壓縮空達到規定氣壓值并維持壓力至規定時間。

(2)試驗E型前端蓋氣腔時，以注油嘴作為進氣口，用封堵卡具將前端蓋兩面及其他與氣腔連通的嘴口封堵好，將工件沉入水箱，通入壓縮空達到規定氣壓值并維持壓力至規定時間。(3) 在試驗過程中用燈具照明，仔細觀察有無氣泡逸出；如有氣泡逸出，確定漏氣點，以便返修。

4.2.2 連接管路試驗

主要是前端蓋與機座冷卻水連接管路，以及其他要求不泄露的管路。任選不互相連接的前端蓋或機座一個水嘴為進氣口，封堵另一個水嘴，在管路接口處涂刷皂液，通入壓縮空達到規定氣壓值并維持壓力至規定時間。在試驗過程中仔細觀察有無氣泡逸出。

4.2.3 整機試驗

整機氣壓試驗在裝配完成并經電氣出廠試驗后進行。

將專用進氣卡具套入軸伸并安裝在前端蓋前法蘭上，封堵所有與電機內部連通的嘴口，包括氮氣法蘭、氫氣口等，將整機沉入水箱，通入壓縮空達到規定氣壓值并維持壓力至規定時間。

在試驗過程中用燈具照明，仔細觀察有無氣泡逸出；如有氣泡逸出，確定漏氣點，以便返修。不能準確確定漏氣點時，可將電機從后端蓋起分段沉入水中以便確定氣泡逸出點。

5 實施效果

通過上述修理措施的實施，順利地完成了電機修理工作。目前，電機修復后已上線運行，各項參數與原始電機一致，修復效果良好，修復工作完成了預期的目標。

從經濟效益分析和推廣價值方面也取得了良好效果[4]：(1)效益：單臺電機外委修理費需10萬元，修復電機材料、備件及胎具制作費需2萬元，凈創效8萬元。(2)推廣價值：實施完成后可解決罩式爐臺循環風機電機修理難題，避免電機外委修理，對碳鋼薄板廠及不銹鋼廠同類型電機修理具有推廣價值。

6 結語

罩式爐風機在碳鋼薄板廠生產中發揮著重要的作用，電機作為其重要的部件，在運行中卻時常會發生各種故障。由于電機為進口電機，設計制造和國內有所不同，因而在發生故障后修理難度較大。未解決這一問題，制作了拆線專用胎具，同時應用氣密性試驗裝置，通過氣壓撿漏的方法進行檢測，順利完成了電機修理，使設備恢復了正常運行，取得了理想的效益和價值。