Danieli Corus副槍系統(tǒng)典型故障處理

王 軼

1.概述

副槍是在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中爐體垂直狀態(tài)下不需要中斷吹煉就能完成測溫取樣的工具，較之轉(zhuǎn)爐煙氣分析、音頻化渣等技術(shù)，副槍系統(tǒng)性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠和易維護，目前國內(nèi)煉鋼廠采用60多套荷蘭Danieli Corus公司的副槍系統(tǒng)。

Danieli Corus副槍系統(tǒng)由機械執(zhí)行系統(tǒng)（包括回轉(zhuǎn)臺、槍體、升降軌道、探頭更換機構(gòu)等）、PLC控制和變頻傳動系統(tǒng)、DIRC-5信號處理系統(tǒng)、測量探頭和上位計算機及網(wǎng)絡(luò)組成。其中DIRC-5系統(tǒng)是副槍系統(tǒng)核心，由基于VME總線的嵌入式計算機系統(tǒng)與測量信號處理單元組成。副槍系統(tǒng)在手動或自動模式下，人工在上位機畫面給出PLC測量觸發(fā)信號，PLC控制變頻系統(tǒng)驅(qū)動APC系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)電機、升降電機，完成副槍的探頭連接、測量、復(fù)位等動作。

2.典型故障處理

副槍系統(tǒng)的信號傳輸對線路要求高，加之工作環(huán)境惡劣，因此測量過程中經(jīng)常出現(xiàn)一些故障，嚴(yán)重影響需要及時獲得精確冶煉數(shù)據(jù)來動態(tài)指導(dǎo)生產(chǎn)的煉鋼系統(tǒng)。

故障1 探頭連接完成，但上位機HMI沒有信號指示。

故障處理 首先更換探頭，確認(rèn)不是探頭問題，其次檢查、確認(rèn)接插件接觸良好，故判斷是從副槍探頭到DIRC5系統(tǒng)的測量信號傳輸線路有斷點（圖1）。應(yīng)結(jié)合各副槍系統(tǒng)的具體情況找切入點，圖1中星號標(biāo)注的補償電纜為易損壞部分。連接探頭時，探頭套在把持器下端的接插件上，探頭內(nèi)壁的環(huán)片（e、f、a、c、b、d）剛好與接插件上環(huán)片緊密接觸，觸環(huán)和各測量信號對應(yīng)關(guān)系見圖1?？上仁褂肂eamex公司的多功能校驗儀MC2或副槍專用校驗儀表PJ6301從接插件處加模擬信號，對于熔池溫度和凝固溫度均通過熱電偶測量，可分別短接a、b和c、d環(huán)（或短接螺旋線插頭上的3、4管腳和5、6管腳），若上位機畫面或DIRC服務(wù)器上相應(yīng)指示燈亮，則說明此兩組信號線路正常。氧活度不能通過短接判斷，可在e、f觸環(huán)（或1、2管腳）加90～190mV信號，如果“OXYGEN”指示燈亮，則證明線路正常，若仍無指示就從副槍頂端的補償電纜接頭處加信號，逐級排除找出斷點。上述操作必須確保DIRC5系統(tǒng)正常，檢驗DIRC5是否存在內(nèi)部故障，可直接從本地預(yù)留的校準(zhǔn)接口加上述信號，如有問題，重啟DIRC5。

故障2 在相同原料、工藝和冶煉條件下將測量值與經(jīng)驗值進行比較，測量結(jié)果誤差較大。

故障處理 長時間未標(biāo)定，儀表和系統(tǒng)元器件特性受環(huán)境溫度等影響，導(dǎo)致測量結(jié)果普遍偏移。對DIRC5進行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法與檢查信號線路時相同，不過此時對于熱電偶信號必須加溫度信號，即操作DIRC5面板上的F1～F8按鈕，用校驗儀加載相應(yīng)的輸入信號值，完成校驗，具體步驟如下。

（1）熔池溫度效驗過程。①進入效驗狀態(tài)；②點擊F3（BATH），進入熔池溫度校驗狀態(tài)；③在校驗儀上輸入1600℃，點擊F6（low），等待最小處顯示1600℃左右；④在校驗儀上輸入1700℃，點擊F7（high），等待最大處顯示1700℃左右；⑤在允許誤差范圍內(nèi)，點擊F8保存并退出。

（2）結(jié)晶溫度校驗過程。①進入校驗狀態(tài)；②點擊F4（SOLTD），進入結(jié)晶溫度校驗狀態(tài)；③下限：在校驗儀上輸入1450℃，點擊F6（low），等待最小處顯示1450℃左右；④在校驗儀上輸入1550℃，點擊F7（high），靜等直到最大處顯示1550℃左右；⑤在允許誤差范圍內(nèi)，點擊F8保存并退出。

（3）氧含量效驗過程。①進入效驗狀態(tài)；②點擊F5（OXYGEN），進入氧含量校驗狀態(tài)；③在校驗儀上輸入90mV，點擊F6（low），等待最小處顯示90mV左右；④在校驗儀上輸入190mV，點擊F7（high），等到直到最大處顯示190mV左右；⑤在允許誤差范圍內(nèi)，點F8保存并退出。

整個校準(zhǔn)過程需要重復(fù)以上操作3次。由于在DIRC5本地校準(zhǔn)時，忽略了實際過程中的測量信號從現(xiàn)場到DIRC5線路傳輸時的衰減，根據(jù)經(jīng)驗，從接插件到DIRC5的傳輸線路約為200m，160mV信號約衰減為0.7mV，而溫度信號具有環(huán)境溫度補償，不存在衰減問題。因此在校準(zhǔn)氧含量信號時，為增強準(zhǔn)確性可在現(xiàn)場探頭接插件處校準(zhǔn)。另外，校驗作業(yè)中如顯示值與輸入值偏差大，超過允許誤差，可不保存，需檢查校驗設(shè)備和副槍線路，找出偏差原因后再進行校準(zhǔn)操作。

故障3 完成測量動作，但是沒有測量結(jié)果，上位測量數(shù)據(jù)質(zhì)量代碼為“F”。

故障處理 這種情況較少發(fā)生，查看DIRC5上的測量曲線（圖2），發(fā)現(xiàn)熔池溫度曲線很不規(guī)則（正常情況下應(yīng)為連續(xù)規(guī)則的曲線）。檢查探頭質(zhì)量，并確認(rèn)在副槍進入爐體測量時氧槍的氧流量是否降至70%以下，爐內(nèi)鋼水相對穩(wěn)定，更換不同批次探頭繼續(xù)觀察，如果故障依舊，再檢查DIRC5內(nèi)部信號處理單元。

3.日常維護

（1）由于槍體在旋轉(zhuǎn)、升降過程中，內(nèi)部補償電纜的重力和加減速時的超重作用，容易造成槍體內(nèi)部電纜損壞，應(yīng)在生產(chǎn)檢修時，定期（理論上3個月）更換一次副槍槍體內(nèi)部的補償電纜。

（2）槍體機械尺寸長（約28m）且在爐口高溫處工作，由于受熱不均會造成槍體彎曲，嚴(yán)重時會造成探頭連接失敗、測量時與爐口發(fā)生碰撞等危險，為此必須每天或班次之間旋轉(zhuǎn)槍體使其保持直立。

（3）DIRC5儀表箱內(nèi)部溫度必須保持在40℃左右，減少環(huán)境溫差對測量精度的影響。

（4）探頭把持器下端的接插件連接探頭有時會進入灰塵，需要定期清理或更換，防止插頭觸點接觸不良，造成信號傳輸失敗。

4.結(jié)語

目前，很多鋼廠均采用二級模型系統(tǒng)，實現(xiàn)“一鍵煉鋼”或智能煉鋼，模型系統(tǒng)對整個冶煉的指導(dǎo)依賴于準(zhǔn)確及時的冶煉數(shù)據(jù)。副槍系統(tǒng)作為冶煉數(shù)據(jù)測量工具，維護人員必須確保其穩(wěn)定運行，快速處理故障，降低副槍故障率。