連鑄機大包誤旋轉原因分析

尹世謙

（天鐵集團機械動力處，河北涉縣056404）

0 引言

天鐵冶金集團有限公司現有兩臺1 650 mm雙流板坯連鑄機，2017年10月12日14點13分，1#連鑄機發生一起大包誤旋轉事故。記錄顯示，大包在180度的澆注位置于14點01分37秒開澆，14點13分03秒，大包突然逆時針誤旋轉，造成跑鋼，大包最終停止在270度位置。大包旋轉示意圖，如圖1所示。

事故發生后，通過分析、勘驗、查證，確認了“按鈕誤操作是造成此次事故的直接原因”。

大包的觀察位置和1#連鑄機大包操作臺擺放位置不匹配，形成了安全隱患，人在座椅上距離操作臺左前方“緊急電動旋轉”按鈕很近，抬手就能碰觸到，這個隱患就是誤操作的誘因，為大包誤操作旋轉埋下隱患。

圖1 大包旋轉示意圖

1 自動化技術分析和排查

1.1 調取計算機記錄曲線

大包操作計算機歷史曲線記錄圖如圖2所示。

大包操作計算機歷史曲線記錄顯示，大包在180度的澆注位于14點01分37秒開澆，14時13分03秒，大包操作臺“緊急電動旋轉”按鈕有指令發出，電動旋轉變頻輸出指令發出，啟動了大包回轉電機，造成正在澆注位進行澆注的大包從180度位置開始逆時針電動旋轉。

1.2 大包操作臺“緊急電動旋轉”按鈕系統的組成結構

“緊急電動旋轉”按鈕系統示意框圖如圖3的所示。

圖2 大包操作計算機歷史曲線記錄圖

圖3 “緊急電動旋轉”按鈕系統示意框圖

“緊急電動旋轉”按鈕指令輸出系統由兩部分組成：

（1）是操作臺元器件回路，包括大包操作臺上的“緊急電動旋轉”按鈕、Φ0.75多股軟線、ET200S遠程數字輸入模塊等元器件；功能是實現“緊急電動旋轉”按鈕指令在大包操作臺上的輸入輸出。

（2）是通訊電纜和電氣室通訊模塊回路，含兩芯通訊電纜SIEMENS 6XV1 830-0EUI0，（路徑是從大包操作臺至1#連鑄機電氣室公用PLC柜通用柜）以及1#連鑄機電氣室公用PLC柜CP443-5通信模塊；功能是實現“緊急電動旋轉”按鈕系統指令的DP網絡通信傳輸和接收。

1.3 大包操作臺“緊急電動旋轉”按鈕系統的檢查、試驗

（1）對“操作臺元器件回路”的排查確認。

對1#連鑄機大包緊急電動旋轉按鈕進行鑒定，檢查觸點、拆解按鈕，遙測絕緣，并連續操作按鈕10次，每次該柜內運程站數字輸入輸出模塊均有信號，指示燈對應點亮。

確認了大包操作臺上的“操作臺元器件回路元器件正常。

（2）對“通訊電纜和電氣室通訊模塊回路”的排查確認。

大包回轉角度編碼器所鏈接的DP網絡與操作臺DP網絡是串行連接的。

從大包操作計算機歷史曲線記錄圖（見圖2）看，大包從180度位置電動旋轉后，于14時21分02秒最終停車在270度位置，全程大包角度是連續不間斷變化的，最后角度突然回零，說明DP網線在被鋼水燒斷之前數據傳輸是正常的。

大包操作臺上電氣元件除急停、復位按鈕直接進變頻柜外，包括“緊急電動旋轉按鈕”在內的其他所有元件均通過DP網絡進入PLC主機，如果DP網絡中斷，則PLC主機中所有信號全部為0，而緊急電動旋轉按鈕按下時為1有效，且操作記錄曲線已經記錄了按鈕按下時的1信號，并且回轉臺確實已經旋轉了，證明DP網絡正常。

確認了“通訊電纜和電氣室通訊模塊回路”網絡正常。

1.4 初步結論

大包誤旋轉事故發生時，大包的電氣設備及自動化控制系統正常運行。

大包操作計算機歷史曲線記錄圖表明，14時13分03秒“緊急電動旋轉”按鈕有指令發出，說明緊急電動旋轉”按鈕有誤操作發生。

2 位置不匹配為誤操作埋下隱患

大包操作臺位置示意圖，如圖4所示。

2.1 操作臺的設計和觀察窗的開孔

在操作臺設計者的理念中，崗位工是正對著操作臺，將“緊急按鈕”布置在面板的左上方，主要考慮此按鈕不常用、并且為了防止誤碰，這個位置是要站起來才能操作的；而把“常用按鈕”布置在面板下方，則是為了便于經常操作。

在大包操作室正對大包的位置開了一個觀察窗，是為了操作人員在大包操作室可以觀察到大包的澆注情況。

圖4 大包操作臺位置示意圖

2.2 對連鑄1#、2#操作室的擺放位置比較

比較1#連鑄機操作臺和2#連鑄機操作臺可以發現：

2#連鑄機的操作臺“側靠著觀察窗墻壁”擺放，座椅放在操作臺的正面，位置匹配合理，人在座椅上距離操作臺左上方“緊急電動旋轉”按鈕遠，不容易碰觸到按鈕；

1#連鑄機的操作臺“正對著觀察窗墻壁擺放”，座椅放在操作臺的側面，不符合操作臺設計者的初衷，人在座椅上距離操作臺左上方“緊急電動旋轉按鈕反而很近，抬手就能碰觸到按鈕，按鈕又沒有防護罩，很容易發生誤碰、誤操作；

2.3 位置不匹配形成安全隱患

1#連鑄機操作臺的擺放位置和澆注作業觀察位置，從現場各自專業角度單獨設計考慮，都有其合理性，但如果兩者結合起來，是不匹配的，形成了安全隱患，是誤操作的誘因。

2.4 隱患的整改

整改措施：在開孔觀察窗位置不變的情況下改變1#連鑄機操作臺原設計的擺放位置或對“緊急電動旋轉”按鈕加裝防護罩。

大包誤旋轉事故發生后，對1#連鑄機操作臺的“緊急電動旋轉”按鈕加裝了防護罩，如圖5所示。

圖5 “緊急電動旋轉”按鈕加裝了防護罩

3 結束語

從連鑄機大包操作臺擺放位置、大包的電氣設備及自動化控制系統運行情況等方面分析了天鐵1#連鑄機大包誤旋轉和跑鋼事故的發生原因，指出按鈕誤操作是事故的直接原因。通過改變1#連鑄機操作臺原擺放位置或對“緊急電動旋轉”按鈕加裝防護罩排除了隱患，實現了安全生產。“小隱患”可以導致“大事故”，排查隱患、消除隱患是永恒的主題。

[1]《鋼鐵企業電力設計手冊》編委會編.鋼鐵企業電力設計手冊[M].冶金工業出版社,1996.

[2]能源部西北電力設計院.電力工程電氣設計手冊[M].水利電力出版社,1991.