唐鋼矩型坯連鑄機常見故障的診斷技術及處理

陳鵬

（河鋼集團唐鋼公司型鋼廠，河北唐山，063000）

0 引言

近年來，我國矩型坯連鑄技術取得了很大進展，連鑄生產品種的擴大和質量的提高，為我們國家的許多基本建設項目提供了很好的材料。隨著軋鋼工序對矩型坯的質量提出的要求越來越高，矩型坯連鑄機的設備精度就越來越重要。連鑄機是一種用模具進行連續澆注鋼水的大型生產線。提高連鑄電氣自動化水平，對保證鑄坯質量、提高連鑄機的勞動生產率、增加連鑄機的金屬收得率起著至關重要的作用。

1 技術指標

河鋼集團唐鋼公司型鋼廠現有矩形坯連鑄機1臺，年產合格矩形坯110萬t。鑄坯主要熱送軋鋼車間，部分鑄坯下線、冷卻，經檢查及必要的清理后送軋鋼車間或外賣。

圖1 唐鋼矩型坯連鑄機

表1 連鑄機基本工藝參數

流間距 2200mm連鑄機機型 全弧形（連續矯直）連鑄機半徑 R12m拉速范圍 0.3～3.0m/min鑄機長度（從結晶器液面到火焰切割機起切點的鑄流長度）36.9m最大支撐長度（從結晶器液面到2號扇形段末輥）9m

2 連鑄機電氣控制系統

關于連鑄機電氣自動化的分析主要放在使用電氣控制系統代替操作工人的手工操作上，唐鋼型鋼廠矩型坯連鑄機采用西門子S7-400PLC，作為矩型坯連鑄機電氣控制系統的順序控制的核心。從上級變電所引4回10kV電源至連鑄電氣室，采用送電制，交接點在連鑄電氣室變壓器受電高壓環網柜進線處。分別給2臺連鑄機用動力變壓器和2臺電磁攪拌用變壓器供電。主工藝線上設備采用PLC控制方式，線外設備及輔助設備采用接觸器-繼電器控制方式。恒速電機一般采用直接啟動方式。調速電機均采用數字式交流變頻裝置調速方式。其中：對于控制精度要求高、調速范圍大的設備采用矢量控制。

表2 用電設備電壓等級表

24VDC 1ф220V AC 6 自動化設備 24VDC 1ф220V AC，7 信號燈 24VDC 1ф220V AC，±10%8 照明 1ф220V AC，1ф12/36V AC，5 檢測器及儀表設備9 插座3ф380V AC，±10%50Hz，49~50.5Hz 動力1ф220V AC， 照明1ф36V AC， 檢修照明

3 連鑄機自動化系統

對于溫度信號，一般采用熱電阻，溫度信號直接進PLC控制系統。儀表信號采用直接進入控制系統的方式，不設置配電隔離器和中間繼電器。除了以下情況：電壓等級需要轉換，電磁閥控制回路（加設中間繼電器），可能存在的外部干擾將造成儀表信號異常。

自動化儀表過程監控采用儀、電一體的基礎自動化控制系統完成。在連鑄主控制室以及各系統電氣室、操作室內的HMI操作站上進行操作，不設置單獨的儀表監視盤。系統的過程監視、過程參數的設定、調整和報警確認等均通過HMI完成。操作方式有自動和集中手動方式（通過鍵盤和鼠標進行），調節閥門也可在現場通過手輪進行操作。所有調節閥帶閥位反饋，進入PLC系統進行監視。

自動化控制系統包括了基礎自動化控制系統（L1級）、過程計算機控制系統（L2級），按照一體化的方式進行設計。基礎自動化級（L1）主要完成設備的順序控制，聯鎖控制，位置控制，速度控制，參數調節，故障檢測與報警，現場數據采集等任務。過程計算機級（L2）主要完成物流跟蹤，過程數據收集及處理，數學模型計算及設定，操作指導，報表編制及打印，數據通信等任務。采用儀、電、計算機一體化進行系統配置，通信主網絡采用以太網，通訊協議采用TCP/IP，PLC控制站與遠程I/O、變頻器等設備間采用現場總線進行數據通訊。

現場接近開關故障，出現這種情況時，應從以下兩個方面入手：（1）在連鑄機工程師控制室，連接連鑄機主PLC的工程師電腦上，打開PLC程序，在STEP7中打開輸入模塊，根據自動化儀表圖紙，在程序中找到聯鎖條件，分析是因為哪個設備的接近開關造成不具備正常的聯鎖條件。（2）確定好具體哪個接近開關以后，到現場確認接近開關是否正常，24V電源是否正常，接近開關信號是否正常，信號電纜是否傳輸正常，中間端子箱端子接線是否緊固壓實，PLC柜端子端子接線是否緊固壓實，根據以上步驟查找故障點，排除故障杜絕隱患。

現場流量計故障，出現這種情況時，應從以下兩個方面入手：（1）在連鑄機工程師控制室，連接連鑄機主PLC的工程師電腦上，打開PLC程序，在STEP7中打開模擬量輸入模塊，根據自動化儀表圖紙，找到流量計信號線的線號，根據STEP7中的硬件配置的地址分配，找到程序中的模擬量的輸入地址，觀察PLC采集的數值是否是斷電值，如果是斷電值，就由PLC柜到端子排，再到電纜到現場端子箱，到現場流量計，用萬用表測量是否有斷路的地方，如果發現及時恢復。（2）如果PLC采集的數值發生跳變，就說明流量計的信號發生了干擾，檢查信號電纜接地線是否良好接地，檢查電纜橋架中信號電纜是否和變頻電纜混合鋪設，如果混合鋪設，就必須將信號電纜和變頻電纜分層鋪設，檢查變頻電纜的接地線是否良好接地，如果發現問題及時處理。

火切機自動退槍回車故障，出現這種情況時，應從以下入手：在連鑄機工程師控制室，連接連鑄機主PLC的工程師電腦上，打開PLC程序，在STEP7中找到退槍回車的輸出程序，找到梯形圖程序中造成退槍回車的聯鎖條件，發現聯鎖條件是大車到極限位，小車到極限位，小車到達HMI中設定行程，重點檢查大車極限位和小車極限位，如果信號電纜受到干擾，就檢查信號電纜和變頻電纜是否良好接地，如果混合鋪設，就必須將信號電纜和變頻電纜分層鋪設。

4 結語

唐鋼矩形坯連鑄機主工藝線上設備采用PLC控制方式，對于控制精度要求高、調速范圍大的設備采用矢量控制，自動化儀表過程監控采用儀、電一體的基礎自動化控制系統，為唐鋼型鋼廠矩形坯連鑄機生產過程中的全質量跟蹤管理提供了強有力支撐，提高了鑄坯收得率和澆鑄效率，避免了人為質量事故的發生。

參考文獻

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