電弧爐感應(yīng)電綜合故障攻關(guān)

1、電弧爐感應(yīng)電綜合故障攻關(guān)摘要:電爐節(jié)能改造投產(chǎn)后出現(xiàn)部分關(guān)鍵部位被感應(yīng)電損壞的問題,影響了正常的生產(chǎn)節(jié)奏。針對相關(guān)問題進(jìn)行了分析攻關(guān),分別提出對于電爐液壓缸、門型架平臺通道和爐蓋提升銷軸的優(yōu)化改進(jìn)方案,實施后取得了良好的效果。關(guān)鍵字:電弧爐感應(yīng)電攻關(guān)Solution to EAF faradism general malfunctionAbstract: After EAF revamping, some key position on equipment destroyed by faradism, it made negative impact on daily production. F

2、or settle these problems, they raised optimal andimproved project on EAF hydraulic cylinder, gantry platform and roof lifting bolt. Andafter actualizing, the project brings positive effect.Keyword: EAF faradism solution1前言某集團(tuán)特殊鋼有限公司150噸電爐于2010年進(jìn)行節(jié)能改造,安裝鋁合金導(dǎo)電橫臂代替原有銅管導(dǎo)電橫臂。改造投產(chǎn)后電爐運行基本良好,冶煉周期、電能消耗等生產(chǎn)指標(biāo)與

3、改造前比較大幅優(yōu)化,但新型設(shè)備與原有設(shè)計的結(jié)合也帶來了一些問題。其中最為主要的問題是爐蓋提升液壓缸、門型架平臺和爐蓋提升銷等部件被感應(yīng)電擊傷。2 問題現(xiàn)象及原因分析2.1 液壓缸桿被感應(yīng)電擊傷改造后的電爐投產(chǎn)之后,陸續(xù)的發(fā)生了由于液壓缸內(nèi)泄造成爐蓋起升不到位、爐蓋南北方向位置偏差等現(xiàn)象,不僅影響生產(chǎn)節(jié)奏,還導(dǎo)致檢修時頻繁更換液壓缸,造成備件成本上升,周期緊張,檢修費用增加。通過對下線液壓缸的解體檢查,發(fā)現(xiàn)缸桿及活塞部位有不同程度的被感應(yīng)電擊傷(見圖1,缸的內(nèi)泄必然是由于缸桿被擊傷部位將密封劃破造成的。 圖1 液壓缸活塞被感應(yīng)電損壞2.2 門型架平臺通道起弧嚴(yán)重門型架平臺是安裝在門型架上的檢修平

4、臺,其中南北向平臺通道是操作人員更換電極、檢修人員到達(dá)南側(cè)平臺的必經(jīng)之路(見圖2。在電爐冶煉過程中經(jīng)?？梢娡ǖ纼蓚?cè)起弧發(fā)生電火花,損壞平臺支撐,甚至發(fā)生平臺支撐損壞嚴(yán)重發(fā)生傾斜、掉落的現(xiàn)象。對操作、檢修人員的人身安全造成了一定的隱患。 圖2 電爐中心區(qū)域俯視圖1-南北向平臺通道;2-北側(cè)平臺;3-南側(cè)平臺;4-爐蓋提升液壓缸2.3 爐蓋提升銷軸損壞嚴(yán)重爐蓋提升銷直徑140mm,是爐蓋提升連桿機(jī)構(gòu)和爐蓋的連接銷軸。在電爐運行過程中,爐蓋提升銷軸經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有起弧電火花,檢修解體檢查發(fā)現(xiàn)銷軸受損嚴(yán)重,需每周進(jìn)行更換。3 感應(yīng)電的產(chǎn)生及設(shè)備損壞原因分析3.1 感應(yīng)電產(chǎn)生的條件感應(yīng)電是常見于導(dǎo)電設(shè)備外部所

5、帶的電。實質(zhì)上是通過一定的方法,改變空間中靜電荷的分布,最大的例子就是,在電場中引入一個金屬,由于在外電場的作用下,原來做熱運動的自由電子運動將會出現(xiàn)傾向性,最終達(dá)到一個新的平衡狀態(tài),金屬中自由電子由原來的均勻分布變成不均勻分布。感應(yīng)電產(chǎn)生的必要條件是:電路是閉合且導(dǎo)通的;穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化;電路的一部分在磁場中做切割磁感線運動。3.2設(shè)備損壞原因分析電爐節(jié)能改造使用的鋁合金導(dǎo)電橫臂導(dǎo)電截面積約為改造前導(dǎo)電銅管截面積的8倍,根據(jù)集膚效應(yīng),在冶煉過程中,變化的電流在導(dǎo)電(導(dǎo)電橫臂體表面集中通過,行成變化的磁場,而變化的磁場又形成電流。這也就意味著新投入使用的導(dǎo)電橫臂擴(kuò)大了感應(yīng)電場的范圍

6、。導(dǎo)電橫臂根據(jù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)指示在不同電流條件下工作,勢必導(dǎo)致南北側(cè)門型架平臺的感應(yīng)電場存在電勢差,而爐蓋提升液壓缸的前后銷軸也存在電勢差。電勢差在一定區(qū)域形成了感應(yīng)電流。根據(jù)焦耳定律:Q=I²RT(Q:發(fā)熱量 I:感應(yīng)電流 R:該區(qū)域電阻 T:時間,在感應(yīng)電流和電阻達(dá)到合適的范圍值時,發(fā)熱量(Q將增大到一定程度,直至將該區(qū)域設(shè)備部件融損破壞。4 解決方案及實施效果4.1液壓缸采用絕緣缸頭爐蓋提升缸安裝在門型架上,后銷軸直接固定在門型架上,缸頭銷軸與爐蓋提升曲柄連接,其損壞的原因是由于在電爐冶煉過程中,前后銷軸存在的感應(yīng)電勢差形成電流,在液壓缸桿或活塞部位起弧放電。為解決這一問題,我們對液

7、壓缸與提升曲柄連接部位進(jìn)行了改造,在缸頭與銷軸之間安裝了高硬度的絕緣材料(見圖3,以防止感應(yīng)電流在液壓缸上形成回路,進(jìn)而避免液壓缸損壞。 圖3 液壓缸銷軸及絕緣裝配1-缸頭;2-提升曲柄;3-銷軸;4-擋蓋;7-鋼套;8-絕緣套4.2 門型架平臺通道的改進(jìn)經(jīng)過分析,門型架南北向平臺通道受損特別嚴(yán)重是由于它是爐頂中心區(qū)域唯一的將南北側(cè)門型架連接貫通的機(jī)構(gòu)。在冶煉過程中,南北側(cè)門型架不斷形成不同程度的感應(yīng)電勢差,南北向平臺通道更像是一座電流橋,使電勢差可以在整個門型架平臺形成回路。而且由于本身位置處于電場最密集區(qū)和設(shè)計結(jié)構(gòu)相對薄弱,南北向平臺通道受損最為嚴(yán)重。為此,我們嘗試將該平臺一分為二,中間留

8、出約50mm的間隙,兩個平臺外側(cè)各自增加支撐以保證其強(qiáng)度。這一改進(jìn)可以避免感應(yīng)電流在門型架平臺形成回路,更有利于電荷通過接地系統(tǒng)流向大地。4.3 爐蓋銷軸改進(jìn)為避免爐蓋提升銷軸發(fā)生損壞,我們在確保銷軸強(qiáng)度的前提下將銷軸進(jìn)行必要的改進(jìn),銷軸外徑由140mm改為120mm,外側(cè)增加了絕緣套,絕緣套和提升吊桿之間安裝緊密配合的鋼套以保證絕緣套的使用壽命。(見圖4這一改進(jìn)可將提升吊桿、銷軸和爐蓋利用絕緣分隔開來,可有效地防止感應(yīng)電起弧。 圖4 爐蓋提升絕緣裝配圖1-銷軸及卡板;2-絕緣套;3-鋼套;4-側(cè)部絕緣墊;5-提升吊桿4.4 增加爐體的接地電纜由于電爐冶煉過程中,感應(yīng)電的產(chǎn)生是不可避免的,我們必須增加接地系統(tǒng)容量以保證絕大部分感應(yīng)電荷順利導(dǎo)入大地。為此我們在原有接地系統(tǒng)基礎(chǔ)上,在爐體鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上東西方向各增加2000mm2接地電纜。4.5 實施效果本次攻關(guān)取得了良好的效果,方案實施前,爐蓋提升液壓缸平均壽命僅為2周,實施后其壽命已達(dá)到6個月,僅液壓缸備件成本即可節(jié)省40余萬元/年。150噸電爐爐體相關(guān)重點部位未再發(fā)生感應(yīng)電損壞的故障,不僅保證了設(shè)備正常運行,同時節(jié)約了大量的備件費用和檢修費用。5結(jié)束語本次感應(yīng)電綜合故障