上引法無氧銅桿連鑄機組常見電氣故障分析及處理

彭慶超(云南銅業(yè)古河電氣有限公司,云南昆明 650102)

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上引法無氧銅桿連鑄機組常見電氣故障分析及處理

彭慶超
(云南銅業(yè)古河電氣有限公司,云南昆明 650102)

【摘 要】上引法無氧銅桿連鑄機組因其能耗低、污染小,生產(chǎn)的銅桿質(zhì)量好,而廣泛的用于生產(chǎn)大長度光亮的無氧銅桿、無氧銅管以及無氧銅扁坯型材。作者通過多年來對無氧銅桿連鑄機組電氣系統(tǒng)的維護保養(yǎng)實踐,對該類設(shè)備的電氣故障進行了歸納、分析,并提出了相應(yīng)的檢修方法,有效地保障了機組的安全、高效、低耗、環(huán)保和經(jīng)濟運行,對采用該類設(shè)備進行生產(chǎn)的企業(yè)具有重大參考、借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】無氧銅桿連鑄機組 上引連鑄 電氣故障 故障分析

1 引言

上引連鑄是一種連續(xù)鑄造的方法，其原理是利用金屬熔液冷卻結(jié)晶的機理，從熔融的金屬或合金熔液中緩慢連續(xù)地抽出具有一定形狀的固態(tài)金屬線材、板材等。該方法廣泛用于無氧銅桿的生產(chǎn)。

無氧銅桿連鑄機組用于生產(chǎn)大長度光亮的無氧銅桿，大長度光亮的無氧銅管以及大長度光亮的無氧銅扁坯型材。該機組可以直接從電解銅連續(xù)熔鑄生產(chǎn)不同規(guī)格的桿材、管材、扁坯或其他異型材；與傳統(tǒng)的銅錠壓延生產(chǎn)黑銅桿相比，上引法無氧銅桿新工藝具有技術(shù)先進，產(chǎn)品質(zhì)量好，單位能耗低，生產(chǎn)品種及規(guī)格靈活多樣，適應(yīng)性強，沒有三廢污染，投資少等特點。

2 上引法無氧銅桿連鑄機組工作原理

上引法無氧銅桿連鑄機組(以下簡稱連鑄機組)簡稱將電解銅經(jīng)工頻感應(yīng)爐熔化成液體，通過覆蓋于表面的木炭與空氣隔絕(避免銅液氧化)經(jīng)保溫爐將銅液溫度控制在1150°C±10°C，連鑄機銅液在結(jié)晶器中快速結(jié)晶連續(xù)不斷地生產(chǎn)出銅桿，最后經(jīng)雙頭撓桿機等輔助設(shè)備裝盤成產(chǎn)品。

3 連鑄機組結(jié)構(gòu)組成

該機組由工頻感應(yīng)爐、連鑄機、導(dǎo)輪架、限位裝置、雙頭撓桿機、水冷卻系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、加料系統(tǒng)以及測溫系統(tǒng)等組成。

4 連鑄機組常見電氣故障分析及檢修技術(shù)

因作者長期從事連鑄機組的電氣系統(tǒng)的日常保養(yǎng)、維修工作，故本文重點對連鑄機組的電氣故障進行分析并闡述相應(yīng)的檢查、檢修方法。

4.1 水套、線圈堵塞

故障分析：冷卻水長時間循環(huán)使用，水內(nèi)混入雜質(zhì)，致使水套和線圈堵塞。

檢查方式：對水套和線圈的出水的壓力、溫度和流量進行觀測，以此進行確認(rèn)是否堵塞。

檢修方法：關(guān)閉被堵塞線圈對應(yīng)的感應(yīng)體的主回路電源和冷卻水，用高壓空氣將線圈內(nèi)沉積的雜質(zhì)吹出來。

4.2 線圈短路(或漏水)

故障分析：(1)線圈本身質(zhì)量不過關(guān)；(2)因為線圈堵塞缺少冷卻水致使線圈燒壞或摩擦導(dǎo)致線圈絕緣層損壞，導(dǎo)致線圈短路燒穿。

檢查方式：線圈短路會造成主回路斷路器動作，一般直接用肉眼觀察線圈內(nèi)、外絕緣層，即可發(fā)現(xiàn)短路點(或漏水點)；用歐表表檢測鐵芯與水套間的電阻為零。

檢修方法：將出現(xiàn)短路的線圈對應(yīng)的感應(yīng)體主回路電源斷開，拆下鐵芯，更換或檢修損壞的線圈，該過程中注意避免爐體高溫燙傷；更換或檢修完畢后，再次檢測絕緣電阻值是否正常。

4.3 線圈接線端損壞

故障分析：接線端松動、氧化發(fā)熱。

檢測方式：用肉眼觀察會很容易發(fā)現(xiàn)接線端絕緣層是否被燒焦或者已經(jīng)氧化變色。

檢修方法：對于氧化變色的接線端，用砂紙或銼刀修磨接觸面，重新接線即可；對于燒壞的接線端須重新?lián)Q新件，重新壓鼻連接。

4.4 感應(yīng)體絕緣層損壞

故障分析：因感應(yīng)體長期處在爐體的高溫環(huán)境中，絕緣層極易老化、擊穿。

檢查方式：感應(yīng)體絕緣層損壞必定引起短路，短路處會有因發(fā)熱導(dǎo)致的明顯的變色現(xiàn)象，并且檢測測出電阻為零。

檢修方法：如果是感應(yīng)體與爐體連接部位絕緣損壞，則無修復(fù)的必要，必須重新筑爐；如是其它部位，則可通過更換耐高溫云母絕緣墊進行修復(fù)。

4.5 感應(yīng)器電流波動大或異常增大

故障分析：感應(yīng)體熔溝如不及時清渣，導(dǎo)致熔溝積渣增多，會使熔溝斷面無規(guī)則變化，銅溶液不能充分對流，致使電流隨熔溝斷面變化而變化，逐漸增大致報警值。

劣化傾向管理：利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計對感應(yīng)體的劣化傾向進行管理，形成劣化傾向管理圖(圖1所示)。新爐或大修過的爐，開爐初期，熔溝電流一般保持在一定范圍內(nèi)，該電流數(shù)據(jù)因不同廠家的設(shè)備而不同。本文以作者單位使用的某型號連鑄機組為例，該機組開爐初期的熔溝電流一般保持在490～510A。熔爐在運行過程中，隨著時間推移，銅液對熔溝表面不斷沖刷，造成熔溝電流隨著熔溝斷面的不斷變化而變化。根據(jù)圖1所示，熔溝電流變化呈逐漸增大趨勢。當(dāng)電流達到580A時，到達接近報警值，應(yīng)對熔溝積渣進行清理。

檢修方法：首先將熔爐內(nèi)銅液的液位降至360mm處，然后將銅

圖1 上引感應(yīng)體劣化傾向管理圖

液溫度升到1165℃，此狀態(tài)下，在熔溝的兩端，分別用烘烤過的特制鋼釬快速插動至熔溝底部，反復(fù)插動5～6次，然后將鋼釬快速從熔爐中取出，以免被高溫熔斷在熔溝中；清渣后，觀察電流情況，若電流仍不穩(wěn)定，重復(fù)上述操作，直至電流穩(wěn)定。如果反復(fù)清渣后，電流仍無明顯改善，則說明熔溝已無法修復(fù)；當(dāng)電流接近危險值600A時，則應(yīng)該對設(shè)備進行大修，重新筑爐。

4.6 主回路電源跳閘

故障分析：(1)斷路器觸點氧化或損壞；(2)線圈短路；(3)感應(yīng)體線圈電流超過設(shè)定值。

檢查方式：檢測短路器殼體溫度是否異常，一般斷路器超負荷或觸點損壞時都會造成發(fā)熱，致使殼體表面溫度升高；檢測線圈的絕緣電阻是否正常；檢查感應(yīng)體控制柜內(nèi)部開關(guān)是否跳閘。

檢修方法：線圈短路故障按4.2節(jié)所述方法進行檢修；斷路器損壞，進行更換即可，但是送電后應(yīng)觀測感應(yīng)器電流是否在正常范圍內(nèi)，如果電流異常增大或在較大范圍內(nèi)波動，應(yīng)及時通知相關(guān)人員按4.5節(jié)內(nèi)容進行排渣處理、大修或重新筑爐。

4.7 主回路進線電流增大

故障分析：補償柜中的補償電容發(fā)生故障，電容器容量下降，致使無功補償不夠，造成主回路進線電流增大。

檢查方式：對感應(yīng)體補償前(感應(yīng)器電流)與補償后(總電流)的電流值進行比較，若補償前電流正常，補償后電流明顯增大，可認(rèn)定補償柜電容器發(fā)生故障。

檢修方法：斷開相應(yīng)的主回路電源，把各電容器之間的連接母排拆下，對電容器進行逐一檢測，根據(jù)檢測情況判定是否更換電容器，以此來恢復(fù)電容補償?shù)脑心芰ΓＷC電網(wǎng)正常運行。

4.8 感應(yīng)器主接觸器不吸合

故障分析：(1)主接觸器機械卡死；(2)主接觸器線圈損壞；(3)感應(yīng)器控制電路沒有與主接觸器線圈電源接通。

檢測方式：首先對主接觸器的線圈和結(jié)構(gòu)部分進行檢查，判斷是否有損壞、卡死等故障點；如沒有上述故障，則需按電氣原理圖的線號，逐點檢測信號是否正常，直至找到故障元件。

檢修方法：按電氣正常操作規(guī)程檢修。

5 結(jié)語

電氣系統(tǒng)故障是連鑄機組最為常見的故障，充分熟悉該類故障產(chǎn)生的原因，掌握故障的檢查、檢修方法是保證其正常運行的基礎(chǔ)。對于無氧銅桿生產(chǎn)企業(yè)來講，連鑄機組的正常運行最重要的是對其關(guān)鍵零部件按照說明書要求實施重點維護、定期檢修、及時監(jiān)控和適時更新，如感應(yīng)電爐正常運行時，應(yīng)加強對熔溝運行狀態(tài)的檢測與控制，當(dāng)超出允許的偏移界限時，應(yīng)盡快更換感應(yīng)體，以保證機組始終處于最佳工況，這對企業(yè)節(jié)能降耗，提高企業(yè)資源的綜合利用率和企業(yè)經(jīng)濟效益，都是十分必要的。

參考文獻:

[1]覃向忠,李振鵬,劉輝.上引連鑄的工作原理及影響因素分析[J].電工材料,2010(1)．

[2]董忠偉,葉斌民.無氧銅桿連鑄機組常見設(shè)備故障分析及處理[J].銅業(yè)工程,2013(6).