摘要：本文介绍了八钢120吨转炉倾动系统的结构以及控制方式，倾动系统的点检及故障分析，转炉倾动系统的常见故障与处理措施。通过本文学习大大缩减了倾动故障的处理时间，为顺利生产夯实基础。
关键词： 倾动系统、故障分析、处理措施
1 转炉倾动系统介绍
八钢120吨转炉倾动的主要特点是采用了全悬挂式四点传动的倾动装置、炉体与托圈“三点支撑”的联接方式、非驱动侧耳轴轴承为铰接式底座以及完善的强迫冷却措施等。全悬挂式倾动装置的优点是设备布置紧凑，占地小，传动齿轮的啮合不受托圈的变形影响。在传递相等力矩前提下可比单点传动减轻3/4的自重。由于在运转过程中如果其中的一点出了故障，设备还能短期运转，直至一个炉役的作业完毕，因此提高了设备运行的安全性。
为解决转炉倾动设备倾翻力矩的平衡问题，采用了一套扭力杆与事故挡座的组合装置。在正常情况下，其倾翻力矩依靠扭力杆的扭转变形来平衡，若倾翻力矩超过三倍最大力矩时，为保护扭力杆，利用二次减速机箱体与事故挡座的接触来平衡，超额部分力矩由基础承担。
扭力杆装置的优点是：它能够吸收冲击从而对传动零件，例如轴及齿轮提供了良好的保护；耳轴轴承座上不承受水平力和倾翻力矩，基础所承受的倾翻力矩可大为减少。但扭力杆装置对托圈两端耳轴的同心度与直线度提出了较高的精度要求，否则扭力杆的保护问题不易解决。
八钢120吨转炉倾动装置主要由一次减速机、二次减速机和扭力杆系统组成，它的总组成图见下图。
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在二次减速机的箱体之下，还设有一套扭力杆的过载保护装置——事故挡座。一次减速机中的齿轮采用油浴润滑，二次减速机则自备润滑站，喷油润滑。
2转炉倾动系统的控制
转炉的倾动装置采用交流变频器，一主三从的控制方式进行调速，主变频器为速度控制，从变频器为力矩控制，倾动装置的工作特点是重载、冲击和频繁地启制动造成扭振等等，所以倾动装置的工作应十分安全可靠。此外，还应有较高的效率，较轻的自重和能够方便地安装与维修。
转炉倾动采用正力矩设计。正常工作时，四台变频器驱动四台电机同时工作，各电机的负荷通过变频装置的主从控制实现平衡（电机输出电流差异在10%以内）。变频装置的主从选择可在变频装置柜上手动完成或是在HMI上自动切换，均通过PLC完成。转炉倾动的速度给定通过设置在操作台上的摇炉手柄自带的8位编码器完成。转炉倾动分为高速区、低速区：转炉的倾角处于+75°~+90°（出渣方向，可调）、-75°~-115°（出钢方向，可调）范围时，为低速倾动区；其余区域则为高速区。高速、低速的具体参数值在HMI上设定，范围为：高速：0.7r/min~0.98r/min（缺省值：0.95r/min）；低速：0.05r/min ~0.2r/min（缺省值：0.2r/min）。
当任一台倾动变频装置或是电机故障时，人工将故障装置切除，剩余的三台倾动电机能维持一个班的正常生产；当任两台倾动变频装置或是电机故障时，人工将故障装置切除，剩余的两台倾动电机能维持一个炉次的正常生产。
3转炉倾动系统故障分析及点检
转炉倾动发生故障后,应当遵循由:现场—程序;由硬件-软件等先后顺序来排查故障,根据历次故障总结,80%以上故障是由于现场或硬件导致。同时判断故障时按照由易至难应当将划分为：人工操作条件不满足、外部条件、角度编码器、摇杆和使能按钮、制动器、电机速度反馈编码器、变频器、制动单元及电阻、电机、程序控制等10各部分，并依次进行逐一排查。以下就一常规排查过程进行描述.
故障发生后，首先了解故障现象，包括操作后不动作、操作后动作不连续、运行方向与操作方向相反、运行有异音。然后观察画面操作允许条件、报警提示、查看操作权和操作点是否一致、到倾动电机现场，指挥试摇。
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通过表一3、4、5检查完毕后，就可以确定摇不动的条件原因。重点检查部位的检查方法和典型故障现象分别参考角度编码器、电机、制动器等部分。
4转炉倾动系统的常见故障与处理措施
4.1转炉倾动无法上电
首先查倾动状态监控画面是否有急停信号和倾动操作台允许灯是否亮，如急停接触器不吸合，灯不亮就确认是某个操作台的急停按钮被触发（按钮用两对常闭点），检查急停按钮触点的端子接线是否松动或更换急停按钮触点。
4.2转炉倾动运行中跳电
转炉倾动在出钢或炉前测温取样中突然跳电，处理人员应先将操作画面切换到倾动联锁监控画面查看原因是几号电机故障，确认后切除故障装置（再确认主投装置），按变频器复位按钮，（操作权必须在主操作台）最后上电摇炉，等出完钢后，再详细检查故障原因：
4.3倾动抱闸（开、关）故障
到变频器柜看抱闸电源空开是否跳闸，送上电，看现场抱闸是否打开。如送不上电，应把空开下端电源线拆除，送上空开，并让钳工手动松开该抱闸，继续摇炉，观察是线路原因还是需要更换抱闸。
4.4倾动电机编码器故障
检查是哪个变频器报警，通常故障变频器面板上显示（F03编码器丢失），再检查这个电机的编码器接手是否松动，断裂，如无，则检查编码器的屏蔽线，或信号线是否脱落、松动、短路，若都正常，则需更换新编码器。
4.5变频器柜内的输出接触器跳电故障
检查输出接触器线圈是否完好，线圈两端是否有电，如无则查控制输出接触合分的中间继电器（在变频柜内）是否得电；检查是否是接触器已吸，但其辅助触头上的合闸信号接触不良，信号未传入PLC，如是更换辅助触头。
4.6 PLC柜内输入电源空开故障
空开跳闸先检查是否存在短路，若无短路短路现象合闸，若有短路现象，则看是由于什么输入点造成的短路，拆除该信号线，送电，再查找短路原因。
变频器主从切换正常查看画面上变频器主从切换是否正常，如正常检查变频器柜上的主从切换转换开关输出节点是否正常。
变频器和PLC之间通讯故障观察变频器上的通讯板通讯监视灯，最后一个绿色的指示灯闪烁是否正常，如不正常看PLC端或变频器端接头是否连接完好。
变频器故障到变频柜内观察故障继电器是否吸合，或看操作面板上故障代码，对照变频器说明书查找故障原因。
5典型故障举例分析：
电机运行过程中有异音，同时又有点头现象，跟踪和记录实时运行转矩曲线，会发现至少有一台电机的转矩曲线与其他三台或两台转矩曲线偏差较大。如果情况比较严重，则首先考虑作为主电机系统出现问题。确定排查对象后，依次排查：a速度反馈编码器及其软连接；b电机绝缘和动力电缆绝缘及电缆端接器；c制动单元和制动电阻。一般速度反馈编码器故障率较高。同时，只要转矩曲线偏差大的电机系统，均要做仔细检查。
根据经验，当偏差大于10%时，需要引起重点关注；当偏差大于20时，必须进行立即停炉检查或更换；另外，急速反向操作的曲线偏离不超过20%可以视为正常。
6小结
综上所述，通过本文学习为倾动故障的分析指明了方向，大大缩减了处理倾动故障的时间，为我厂生产的稳定运行夯实基础。
论文作者:张砚北
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 17期
论文发表时间:2020/1/9
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