LF精煉爐水冷電纜故障的分析與預防

龍銀球　牛社霞

摘? 要：介紹了LF精煉爐的原理以及設備組成，對水冷電纜故障進行了分析，最后提出了水冷電纜故障的預防措施。

關鍵詞：LF精煉爐;水冷電纜;溫度;內斷

引? 言：近年來，國內各大鋼廠立足于結構調整、產品升級，結合現有資源和基礎條件，進行煉鋼設備大型化改造。作為其中重要一環的爐外精煉技術獲得了長足發展，其中由于LF爐適應性廣且設備投資少，近幾年來，煉鋼廠均配備有LF鋼包精煉爐。實踐證明，轉爐-精煉（LF）-連鑄機連續軋制，是高效、優質、低耗的優化工藝路線。但由于精煉爐的加熱特性，水冷電纜的周期性消耗及突發事故也屢見不鮮，本文就LF爐水冷電纜內斷故障提出了的一種分析方法及預防措施。

1 LF精煉爐的功能

LF鋼包精煉爐的冶金功能如下：

1.1加熱升溫

通過變壓器（35KV 20MW）將電能輸送至電極，電極起弧將電能轉化為熱能傳輸到鋼水，從而達到加熱升溫目的。通過合理的電氣控制，LF爐可以根據不同的鋼種及不同的精煉階段自動調節，以控制升溫速度。最終將鋼水溫度控制在連鑄要求的范圍內。

1.2成分微調

控制系統根據取樣分析值與鋼種目標值的差異計算出需要加入LF爐的物種類的物料量進行加料，從而達到成分微調的目的。

1.3均勻鋼水成分和溫度

LF爐設有鋼包底吹氬攪拌系統，氬氣可通過鋼包底部的透氣磚吹入鋼包，使鋼水在鋼包中翻，從而均勻鋼水成分和溫度。

1.4脫硫

通過上料系統向鋼包中加渣料造堿性渣或喂入CaSi絲，并通過吹氬系吹氬攪拌達到脫硫目的。

1.5脫氧

通過控制爐壓，保持鋼包爐內還原氣氛，以防鋼水二次氧化。在精煉初期，通過喂絲機向鋼中喂入Al絲，達到脫氧的目的。在精煉后期，當鋼中硫含量降到較低水平后，向鋼水中喂入CaSi絲進行終脫氧。

2 針對水冷電纜內斷故障的原因分析

LF爐加熱系統組成為35KV供電至變壓器一次側，變壓器二次側通過短網、水冷電纜、橫臂至電極，通過橫臂升降帶動電極對剛包內鋼水進行加熱。在這些環節中，以水冷電纜的故障率高，通過對以往故障進行統計，LF爐80%的故障及固定備件消耗都出在水冷電纜上，如何快速的判斷電纜內斷情況，就變的尤為重要。

下面通過水冷電纜內斷故障，介紹了水冷電纜內斷故障的判斷方法。

2.1故障經過

某日， 1#LF爐東相的固定水冷電纜的不銹鋼短網發熱變紅，其中一根水冷電纜抖動溫升大，隨即停電更換了抖動溫升大的水冷電纜，更換完畢開始煉鋼，發現問題依舊。對另一根水冷電纜進行更換后設備運行正常，但由于處理時間過長導致了后續連鑄工序停澆。通過對更換下的2根水冷電纜剖開進行檢查，我們發現第一次更換下的水冷電纜內部電纜正常，無內斷現象，而第二根水冷電纜內部內斷嚴重。

2.2我們對電纜內斷故障的情況如何判定做了如下分析：

三相橫臂水冷電纜出廠值都一樣，水管路暢通，我們以東相橫臂水冷電纜為例：如果東相橫臂水冷電纜在溫度檢測中溫度值比其他兩相偏高，那么東相橫臂水冷電纜可能存在問題，故障有三種情況，我們看圖二：

2.2.1如果東相橫臂一根水冷電纜出現斷絲，另外一根運行正常，那么運行正常的水冷電纜阻值仍保持正常，設阻值R1=2歐姆，斷絲的水冷電纜電阻增大，設阻值R2=10歐姆，兩根水冷電纜的短網都一樣，設阻值為R=2歐姆，經過計算，經過電路的主電流I=6.25A，經過短網的電流I短網=I/2=3.125A，經過運行正常的水冷電纜電流I1=5.2A，經過斷絲的水冷電纜電流I2=1.05A，同時為了保證電流分配，電流I補通過固定水冷電纜的不銹鋼短網實現電流分配，根據焦耳定律，發熱量Q=I2Rt，那么運行正常的水冷電纜發熱量大、溫度高，損壞斷絲的水冷電纜發熱量小、溫度低。

機械測量溫度的點檢員，需要測量進水C，出水C，短接管C三點的溫度，如果進水C點溫度為35℃，短接管C溫度為50℃，出水C溫度為55℃，那么左圖右邊的水冷電纜溫差大，為15℃，其發熱量大，左邊的水冷電纜溫差小，為5℃，發熱量小，根據上面分析，左邊的水冷電纜出線問題。2）電氣測量溫度的點檢員，需要密切關注固定水冷電纜的不銹鋼短網的溫度，根據上面分析，如果一根水冷電纜出現損壞，為實現電流分配，該固定水冷電纜的不銹鋼短網有電流I補通過，就會做功發熱，如果該處溫度增高，水冷電纜可能出現故障。

2.2.2如果四處測溫點沒有明顯的溫差，不一定代表水冷電纜運行正常，可能兩個水冷電纜都出現輕微的斷絲。

2.2.3 四處測溫點沒有明顯溫差，兩根水冷電纜出現嚴重斷絲，橫截面積內電流達不到額定值4000A（或5500A），只能達到某一值。

3 LF精煉爐水冷電纜故障的預防措施

通過對LF精煉爐水冷電纜故障的總結分析，制定出了以下預防措施：

3.1水冷電纜內冷卻水排污，利用檢修時間對水冷電纜進行反沖洗，保證水路暢通，使水冷電纜冷卻良好。

3.2建立水冷電纜的溫度計電流報表，每日對電纜連接、冷卻水進行測溫，同時記錄水冷電纜的通過電流，利用報表的趨勢功能，實現電纜溫度及電流的時時監控，對發現的異常數據進行分析并做到提前維修。

3.3做好水冷電纜的壽命管理，對返修水冷電纜要求返修單位將電纜的阻值及斷股情況進行反饋，對斷股多的電纜進行報廢處理。

參考文獻：

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