高爐煉鐵設備的故障診斷及處理措施

栗聖凱，侯向東

（山西工程職業學院，山西 太原 030000）

鋼鐵企業是我國的重要企業，目前已經從生產型轉為經營型，在鋼鐵企業中，機器設備是重要的生產工具，在經營中發揮著重要的作用[1]。綜上所述，必須要強化設備管理，通過加強高爐煉鐵設備管理的效果，使鋼鐵企業能夠以現代化的方式進行生產，企業擁有更好的經濟效益[2]。

在鋼鐵企業中，生產系統一旦運行，就必須要把各個工序良好的銜接到一起，由于工序復雜，彼此相關，所以一旦有一道工序出現故障，就會影響整個工程的發展。鋼鐵業大致可以分為：煉鐵，煉鋼，軋鋼。每個過程都需要用到不同的設備。所以煉鐵設備的故障診斷比其它工業生產更為重要。

1 高爐煉鐵設備的故障診斷現狀概述

近幾年來，煉鐵機械設備的故障診斷技術得到了發展。相比較于國外，我國的設備故障診斷技術起步較晚，在20世紀80年代才剛剛開始，發展時間并不長。隨著科技的飛速發展，設備診斷系統在實際工作中的作用越來越重要。冶煉機械故障診斷技術在許多系統中已進入非常成熟的階段，因此該技術在大型旋轉機械上也得到了廣泛的應用。伴隨著工業的發展，故障診斷與數據監控系統不斷涌現。在發展過程中，設備故障診斷技術已經成為一門多學科的綜合技術。與此同時，申請過程也將涉及多學科交叉，為我國鋼鐵冶金行業的發展創造了有利條件[3]。

2 高爐煉鐵設備故障診斷理論研究與分析

2.1 設備故障診斷的系統建模方法

運用該方法時，所建立的數學模型主要是根據實際情況，把當前的煉鐵思想應用到各種先進設備上，用參數模型估計法分析診斷機械設備故障。本系統形成了良好的協作關系，分析設備的運行狀況，通過分析結果，實現信息監控。雖然該方法具備一定的故障診斷能力，但數學模型精度不高。邊界條件是存在的，但忽略了一些關鍵因素[4]。

2.2 設備故障診斷輸出信號的處理方法

應用小波分析法處理機械運行設備中的故障信息，通過遠程計算機詳細分析信號自身特征，確定異常信號，設立具體措施，故障分析判斷[5]。在煉鋼機械設備故障診斷中，小波變換和時序特征提取是兩種常用的方法。

2.3 設備故障診斷的智能化手段

目前，我國在數學建模與信號處理方面取得了一定的成就，除此之外，人工技能技術更加成熟，并在實踐中得到了很好的應用。當采用智能診斷技術時，不需要建立高復雜設備工作機構的數學模型，因此診斷效果更好。據資料顯示，很多先進的技術在高復雜性大型機械故障診斷中也有廣泛的應用。在這些故障中，人工智能診斷系統和模糊邏輯智能診斷系統為故障診斷提供了有利條件[6]。

2.4 其它設備的故障診斷方法

在當前的故障診斷中，還存在著一些非常獨特的方法，如設備運行模式的診斷識別方法和灰色關聯系統的診斷識別方法。在此過程中，各種診斷方法得到了較好的發展，不同的技術在不斷地發展和改進，在診斷信息數據時，需要探測信息類別，根據故障類別確定故障信息，研究有效的解決方案。相關的工作人員要定期進行培訓，更新自己對于高爐煉鐵設備故障診斷的認識，從而方便及時采取有效的診斷方法，避免事故的發生[7]。

3 高爐煉鐵液壓系統故障分析及處置方法

3.1 高爐煉鐵連續卡式液泵燃燒泵

如果液壓泵軸出現完全不動的現象，很有可能是因為泵內磨損嚴重，如：滑套，柱塞，斜盤，油缸磨損嚴重。為了更好地檢測是否出現高爐煉鐵連續卡式液泵燃燒泵，需要開泵后分析斜盤磨損，如果在泵內能看到卡在氣缸內的斜盤已嚴重磨損，則是由于潤滑油性能惡化，油膜泵與金屬之間的接觸被破壞，導致抽搐和非正常磨損，那么很有可能會發展為燃燒損傷，無法使用。因此需要更換保養機油，清潔油箱及管道，檢查冷卻器，更換濾芯，從而大大延長泵的使用壽命[8]。

3.2 溢流閥完全關閉，回路壓力無法達到系統設定壓力

高速液壓油引起的流體摩擦，液體中的雜質，以及水對周圍金屬的腐蝕，引起異常的磨損和抗滑能力，因為閥芯接觸不良，導致孔洞堵塞和漏閥磨損。一旦液壓泵效率降低、排油不足、系統電路泄漏、鐘型液壓缸嚴重漏水、溢流閥失效，則會導致系統回路壓力不足。

4 鋼鐵廠機械故障診斷技術探討

在煉鐵工序和熔煉工序中，機械設備得到了廣泛的應用，不同企業的不同系統采用的傳動裝置和液壓裝置不同，因此機械性能也不同，機械性能對于冶煉效果和冶煉效率有直接的影響。當高爐煉鐵設備發現故障時，要必須采取有效的維修措施，通過維修措施保證設備的正常運行。

由于煉鐵的工作環境較差，所以必須要建立有效的高爐煉鐵設備診斷系統，通過診斷系統獲得信息數據。本文設計的監測系統是故障診斷系統的核心，包括采集、檢測、處理三大模塊，采集模塊負責采集煉鐵故障信息，檢測模塊負責檢測采集模塊的故障信息，處理模塊負責針對信息進行處理，根據分析結果實時給出決策。

5 設備故障常見處理方法

鋼鐵生產中，許多常見的設備故障都是根據設備異常振動而做出科學判斷和處理的。如發生某種不正常的振動，通常是設備性能不佳，這也會引起人們的注意。當發現問題時，要及時采取有效措施，消除隱患，確保設備正常運行。若設備發生故障，一方面會影響到正常的生產流程，另一方面，經濟方面也會受到巨大的損失，甚至可能危及人類的健康與生命。所以我們必須認真對待。

5.1 處理轉子不平衡的措施

旋轉旋鈕時，上面各點的質量將產生一定的離心力。若離心力不平衡，則離心力不能互相抵消，離心力也處于失衡狀態。一般而言，轉子的不平衡主要與頻譜有關。對一種全新的設備來說，加工時必須充分考慮各種因素。在剛性轉子發生異常振動的情況下，轉子必須澄清。綜合比較最高轉速與最高速度，可得出較準確的結論。這一階段能夠被正確區分，導致異常振動的問題將更為精確。與此同時，還可以采用有效的方法對各種原因進行綜合分析。解析方法。旋翼的相位和頻率要高度一致。若每指標值與離心振幅不同，則轉子運轉不平衡是主要故障。

5.2 處理齒輪故障的措施

對齒輪箱運轉故障，一般采用頻域或時域綜合診斷方法。其工作狀態對齒面間的動力有一定的影響，齒輪的轉動隨旋轉力而改變。多樣化。在這一過程中，我們可以清晰地感受到其剛度并非固定。不管齒輪是否在穩定的工作狀態下運轉，都會產生振動。如頻譜顯示三視圖，就會出現頻率轉換帶。另外，頻譜圖上的波形更能反映設備的具體振動情況。該方法能有效地在時域進行綜合分析，但分析需要許多數據，如振動加速度等。研究結果表明，應采取有效措施，降低其它噪聲的影響。

5.3 解決滾動軸承故障的措施

一般而言，軸承的振動會損害軸承本身。不同部位的軸瓦損壞，會發出不同的聲音。根據振動和聲響的不同，可以判斷出軸承的不同損傷部位、載荷和位置。不同的測量數據，為后續測量提供了良好的信息前提?，F有檢測軸承故障的方法主要有兩種：一種是接收脈沖信號，主要是根據軸承在腐蝕或凹陷狀態下產生的脈沖信號進行檢測；脈沖信號可根據軸承表面存在的腐蝕、裂紋等缺陷在短時間內計算出來。但是它的脈搏頻率很低，大多數情況下只能依靠聽覺來作出初步的判斷；這種方法主要是基于零件自身的固有頻率。每一個零件都有其固有的振動頻率，軸承也不例外，這些頻率也可以被大山儀器檢測到。在軸承運行過程中，軸承缺陷會引起振動和沖擊，其它部件也會發生振動。透過感應器的反射與濾波，收到的振動訊號能較好的反映軸承故障，給大家一個很好的預警。

5.4 高爐結瘤處理措施

一旦出現高爐結瘤，就會對整個設備的運行造成嚴重的影響，如果爐況出現問題，必須要設立爐況處理解決小組，尋找爐瘤部位，使用下部化、中部洗、上部炸的方式進行洗爐，通過高溫煤氣流沖刷。除此之外，還需要選取更好的送風制度和裝料制度，有效解決高爐結瘤問題。如果發現上部存在爐瘤，必須要理科進行炸瘤，設置渣留裝置，同時增加探尺的降料面，使高爐瘤完全地暴露在外面，不與爐料接觸，方便之后的炸瘤工作。降料面的探尺必須要時刻正常運行，在炸瘤時，爐內不能反復拉風，防止過多的氧氣進入，爐瘤快速長大。上部爐瘤爆破之前的前期準備工作要做的十分充分，防止當時出現手忙腳亂的狀況，準備的工具包括鋼管、炮泥和廢舊布袋，炸瘤順序為從下至上。

為了保證炸瘤過程順利運行，必須要合理的控制炸瘤炮藥用量，防止在炸瘤時，損壞爐頂的各項設備，也要注意人身安全，防止炸瘤過程中出現人員傷亡。在炸瘤之后，還要及時清理內部的鐵渣，清空炸掉瘤后的無質量，防止出現后續的各項事故。在爐瘤化解之后，對內部的各項參數逐一檢查，直到爐內的狀況完全恢復為止。清除高爐結瘤的過程比較復雜，且安全風險較大，必須要慎重，相關工作人員需要進行大量的準備和后續工作。除此之外，由于高爐結瘤產生的粉末較多，所以清理一定要到位。

6 結語

本文根據現有好的技術，分析高爐煉鐵機械設備所造成的各種故障，并給出相應的解決措施。在鋼鐵企業中，提升與改進高爐煉鐵設備與技術對于企業發展有重要的意義。