关键词：转炉；倾动速度；不稳定
在炼钢生产中，转炉是中心设备，这一设备执行了包括添加废钢、测温取样、兑铁水、出钢等多个重要工作步骤，在运行过程中，转炉炉体需要前后倾动，以满足炼钢的生产需要。如果转炉处于正常的运作模式下，其前后倾动是均匀的， 且有相同的前后倾动速度。但当转炉产生了问题时，就有可能发生倾动速度不均匀，在炉体巨大的重量下，这种问题很有可能造成设备损坏或更危险的安全事故，影响炼钢工作的正常进行。
一、转炉倾动速度不稳定的原因分析
（一）机械抱闸过紧
转炉设备倾动装置应用了全悬挂扭力杆平衡式装置，如果在转炉倾动过程中出现了速度不均匀的问题，这种故障会造成传动装置的整体抖动，在设备运作现场，这种故障极容易被察觉。由于机械抱闸过紧产生的倾动速度不均匀问题，主要体现在启动时的速度超调以及转动装置的轻微抖动，如果在非启动时间发生抖动，则非正常问题，需要按照故障处理，尤其是当转炉持续抖动时，应加以注意。在转炉设备中，包括四台电动机，每台电动机有一台抱闸，根据相关标准和使用需求，应在设计中将其夹紧力矩维持在1.4kN-1.8kN范围内，同时在设备调试与运行时，应针对转炉倾动不受控制做出相应的应对策略，比如调抱闸至紧的状态，同时为了炉体倾动在可控范围内，抱闸的开口度往往不够，运行中抱闸不能够完全打开，会大致电动机启动后转矩不平稳，也是转速波动的原因。
（二）液压抱闸动作时间过长
转炉倾动电动机一般都应用电动液压推杆式爆炸，这一类型的抱闸打开时间在0.5秒左右，如果几个抱闸的打开时间同时超过了1秒，则会发生电动机的堵转电流问题，在电动机转速上升过程中，斜率超过平均水平，转速超调量因此增大，则发生启动不稳定的问题，启动的过程给转炉设备造成过大的负担，也会导致抖动的发生[1]。
（三）电动机堵转转矩门槛过高
如果当转炉倾动的指令发挥后，抱闸不能立即做出动作，则电动机会出现堵转的情况，这一过程中电动机电流上升，直到达到一定数值后，才能使抱闸打开。当电流达到的数值较高时，转炉设备倾动的可能性大，运行过程中就会有较高的安全性。但是一旦发生堵转问题，当抱闸打开，电动机的作用会对设备造成瞬间的冲击，堵转电流越大造成的冲击也就越大，可能导致振荡的发生，出现转炉倾动速度不稳定的情况[2]。
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图一 转炉生产现场示意
（四）电动机主从控制问题
减速器连接多台电动机，所以电动机之间的转速是相同的，但是因为机械特性有差异性，所以其产生的转矩会有所差别，针对这一情况，常常采用转矩闭环来达到控制电动机的目的。但是这种控制方法与被控对象的负载存在联系，所以从机可能出现转矩不同的情况，在启动过程中，这种差异问题会导致转炉设备炉体倾动速度的不稳定[3]。
（五）主电动机速度控制问题
主电动机采用的是速度闭环控制方法，主电动机运行的稳定性，与其他电动机的稳定情况有莫大的关系，如果主电动机不稳定，势必会造成从机的不稳定情况，进一步导致转炉倾动速度稳定的情况出现[4]。
二、转炉倾动速度不稳定的对策探讨
第一，当机械抱闸过紧导致转炉倾动速度不稳定时，可以在转炉设备首次调试运行时，是抱闸紧一些，即便超过转矩上限也无关系，在接下来的调试过程中，再将抱闸调整至标准，并着重调整抱闸的开口度和间隙，确保当抱闸打开时，电动机的制动力矩为零。第二，当液压抱闸时间过长导致转炉倾动速度不稳定时，在结合肉眼判断出抱闸动作时间后（也可以借助仪器检测），在调试过程中重点针对抱闸动作时间进行调整，如果有抱闸出现动作慢的问题，则进一步明确是否缺油，以将抱闸动作时间调整至标准为调试的最终结果，能够有效避免因抱闸时间过长而导致的转炉倾动速度不稳定。第三，当电动机堵转转矩门槛过高时，如果因此产生了转炉倾动速度不稳定的情况，如果因为启动过程中发现转速波动较大，则应针对堵转力矩进行在红点检查，如果力矩不再标准范围内，则根据标准进行调整，之后观察转炉倾动问题是否有改善，根据实际情况进行反复调整，直至转炉倾动速度稳定。第四，针对电动机的主从控制问题，应调节电动机的PID参数，确保各台从电动机的参数都与主电动机保持一致。调试完成后，进行启动运行，如果电流超调过大，则应保持微分参与的最小值，这样能够达到稳定效果，以三次为界限，当转炉振荡次数小于三次时可以视为稳定状态，同时要保证电流升至稳态值的过程中，时间在0.4秒以内。第五，针对主电动机的速度控制问题，重点针对主机速度达到稳态值时的超调量以及速度从暂态到稳态期间的振荡次数，首先超调量应控制在百分之十以下，振荡次数在三次以内，如果超出超调量规定数值，则执行减小P值操作[5]。
三、结束语
综上所述，转炉作为钢铁冶炼过程中的关键与核心设备，应采取有效的措施确保转炉运行的稳定，针对转炉设备最常出现的倾动速度不稳定问题，详细分析问题的可能产生原因，并针对主从电动机、抱闸等问题的对策展开探讨，结合对应问题解决策略，确保转炉处于稳定运行状态之下，提高冶炼工作效率和质量，促进我国钢铁生产领域的发展。
参考文献：
[1]姜大勇,李晓峰.转炉倾动速度不稳定的原因及对策[J].冶金设备管理与维修,2018,36(6):64-66.
[2]张先京.120t 转炉倾动减速机输出轴轴承失效分析与对策[J].冶金设备,2015(6):71-74,70.
[3]唐永泰.转炉控制系统的设计与调试[D].内蒙古:内蒙古科技大学,2017.
[4]曹辉.转炉倾动控制的一种新思路[J].冶金自动化,2017,41(6):66-69.
[5]张旭,王福朝.转炉倾动电气方案设计应用研究[J].科技创新导报,2019,16(12):130-131.
论文作者:徐军
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/3
标签：转炉论文; 电动机论文; 速度论文; 不稳定论文; 设备论文; 过程中论文; 转矩论文; 《工程管理前沿》2020年第1期论文;