高爐煉鐵設(shè)備的故障診斷及處理措施

栗聖凱，侯向東

（山西工程職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030000）

鋼鐵企業(yè)是我國的重要企業(yè)，目前已經(jīng)從生產(chǎn)型轉(zhuǎn)為經(jīng)營型，在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)器設(shè)備是重要的生產(chǎn)工具，在經(jīng)營中發(fā)揮著重要的作用[1]。綜上所述，必須要強(qiáng)化設(shè)備管理，通過加強(qiáng)高爐煉鐵設(shè)備管理的效果，使鋼鐵企業(yè)能夠以現(xiàn)代化的方式進(jìn)行生產(chǎn)，企業(yè)擁有更好的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

在鋼鐵企業(yè)中，生產(chǎn)系統(tǒng)一旦運(yùn)行，就必須要把各個(gè)工序良好的銜接到一起，由于工序復(fù)雜，彼此相關(guān)，所以一旦有一道工序出現(xiàn)故障，就會(huì)影響整個(gè)工程的發(fā)展。鋼鐵業(yè)大致可以分為：煉鐵，煉鋼，軋鋼。每個(gè)過程都需要用到不同的設(shè)備。所以煉鐵設(shè)備的故障診斷比其它工業(yè)生產(chǎn)更為重要。

1 高爐煉鐵設(shè)備的故障診斷現(xiàn)狀概述

近幾年來，煉鐵機(jī)械設(shè)備的故障診斷技術(shù)得到了發(fā)展。相比較于國外，我國的設(shè)備故障診斷技術(shù)起步較晚，在20世紀(jì)80年代才剛剛開始，發(fā)展時(shí)間并不長。隨著科技的飛速發(fā)展，設(shè)備診斷系統(tǒng)在實(shí)際工作中的作用越來越重要。冶煉機(jī)械故障診斷技術(shù)在許多系統(tǒng)中已進(jìn)入非常成熟的階段，因此該技術(shù)在大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械上也得到了廣泛的應(yīng)用。伴隨著工業(yè)的發(fā)展，故障診斷與數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。在發(fā)展過程中，設(shè)備故障診斷技術(shù)已經(jīng)成為一門多學(xué)科的綜合技術(shù)。與此同時(shí)，申請(qǐng)過程也將涉及多學(xué)科交叉，為我國鋼鐵冶金行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件[3]。

2 高爐煉鐵設(shè)備故障診斷理論研究與分析

2.1 設(shè)備故障診斷的系統(tǒng)建模方法

運(yùn)用該方法時(shí)，所建立的數(shù)學(xué)模型主要是根據(jù)實(shí)際情況，把當(dāng)前的煉鐵思想應(yīng)用到各種先進(jìn)設(shè)備上，用參數(shù)模型估計(jì)法分析診斷機(jī)械設(shè)備故障。本系統(tǒng)形成了良好的協(xié)作關(guān)系，分析設(shè)備的運(yùn)行狀況，通過分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)信息監(jiān)控。雖然該方法具備一定的故障診斷能力，但數(shù)學(xué)模型精度不高。邊界條件是存在的，但忽略了一些關(guān)鍵因素[4]。

2.2 設(shè)備故障診斷輸出信號(hào)的處理方法

應(yīng)用小波分析法處理機(jī)械運(yùn)行設(shè)備中的故障信息，通過遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)詳細(xì)分析信號(hào)自身特征，確定異常信號(hào)，設(shè)立具體措施，故障分析判斷[5]。在煉鋼機(jī)械設(shè)備故障診斷中，小波變換和時(shí)序特征提取是兩種常用的方法。

2.3 設(shè)備故障診斷的智能化手段

目前，我國在數(shù)學(xué)建模與信號(hào)處理方面取得了一定的成就，除此之外，人工技能技術(shù)更加成熟，并在實(shí)踐中得到了很好的應(yīng)用。當(dāng)采用智能診斷技術(shù)時(shí)，不需要建立高復(fù)雜設(shè)備工作機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，因此診斷效果更好。據(jù)資料顯示，很多先進(jìn)的技術(shù)在高復(fù)雜性大型機(jī)械故障診斷中也有廣泛的應(yīng)用。在這些故障中，人工智能診斷系統(tǒng)和模糊邏輯智能診斷系統(tǒng)為故障診斷提供了有利條件[6]。

2.4 其它設(shè)備的故障診斷方法

在當(dāng)前的故障診斷中，還存在著一些非常獨(dú)特的方法，如設(shè)備運(yùn)行模式的診斷識(shí)別方法和灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的診斷識(shí)別方法。在此過程中，各種診斷方法得到了較好的發(fā)展，不同的技術(shù)在不斷地發(fā)展和改進(jìn)，在診斷信息數(shù)據(jù)時(shí)，需要探測信息類別，根據(jù)故障類別確定故障信息，研究有效的解決方案。相關(guān)的工作人員要定期進(jìn)行培訓(xùn)，更新自己對(duì)于高爐煉鐵設(shè)備故障診斷的認(rèn)識(shí)，從而方便及時(shí)采取有效的診斷方法，避免事故的發(fā)生[7]。

3 高爐煉鐵液壓系統(tǒng)故障分析及處置方法

3.1 高爐煉鐵連續(xù)卡式液泵燃燒泵

如果液壓泵軸出現(xiàn)完全不動(dòng)的現(xiàn)象，很有可能是因?yàn)楸脙?nèi)磨損嚴(yán)重，如：滑套，柱塞，斜盤，油缸磨損嚴(yán)重。為了更好地檢測是否出現(xiàn)高爐煉鐵連續(xù)卡式液泵燃燒泵，需要開泵后分析斜盤磨損，如果在泵內(nèi)能看到卡在氣缸內(nèi)的斜盤已嚴(yán)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(dǎo)致抽搐和非正常磨損，那么很有可能會(huì)發(fā)展為燃燒損傷，無法使用。因此需要更換保養(yǎng)機(jī)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(guān)閉，回路壓力無法達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定壓力

高速液壓油引起的流體摩擦，液體中的雜質(zhì)，以及水對(duì)周圍金屬的腐蝕，引起異常的磨損和抗滑能力，因?yàn)殚y芯接觸不良，導(dǎo)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(tǒng)電路泄漏、鐘型液壓缸嚴(yán)重漏水、溢流閥失效，則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)回路壓力不足。

4 鋼鐵廠機(jī)械故障診斷技術(shù)探討

在煉鐵工序和熔煉工序中，機(jī)械設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用，不同企業(yè)的不同系統(tǒng)采用的傳動(dòng)裝置和液壓裝置不同，因此機(jī)械性能也不同，機(jī)械性能對(duì)于冶煉效果和冶煉效率有直接的影響。當(dāng)高爐煉鐵設(shè)備發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，要必須采取有效的維修措施，通過維修措施保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

由于煉鐵的工作環(huán)境較差，所以必須要建立有效的高爐煉鐵設(shè)備診斷系統(tǒng)，通過診斷系統(tǒng)獲得信息數(shù)據(jù)。本文設(shè)計(jì)的監(jiān)測系統(tǒng)是故障診斷系統(tǒng)的核心，包括采集、檢測、處理三大模塊，采集模塊負(fù)責(zé)采集煉鐵故障信息，檢測模塊負(fù)責(zé)檢測采集模塊的故障信息，處理模塊負(fù)責(zé)針對(duì)信息進(jìn)行處理，根據(jù)分析結(jié)果實(shí)時(shí)給出決策。

5 設(shè)備故障常見處理方法

鋼鐵生產(chǎn)中，許多常見的設(shè)備故障都是根據(jù)設(shè)備異常振動(dòng)而做出科學(xué)判斷和處理的。如發(fā)生某種不正常的振動(dòng)，通常是設(shè)備性能不佳，這也會(huì)引起人們的注意。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，要及時(shí)采取有效措施，消除隱患，確保設(shè)備正常運(yùn)行。若設(shè)備發(fā)生故障，一方面會(huì)影響到正常的生產(chǎn)流程，另一方面，經(jīng)濟(jì)方面也會(huì)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(rèn)真對(duì)待。

5.1 處理轉(zhuǎn)子不平衡的措施

旋轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)，上面各點(diǎn)的質(zhì)量將產(chǎn)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(tài)。一般而言，轉(zhuǎn)子的不平衡主要與頻譜有關(guān)。對(duì)一種全新的設(shè)備來說，加工時(shí)必須充分考慮各種因素。在剛性轉(zhuǎn)子發(fā)生異常振動(dòng)的情況下，轉(zhuǎn)子必須澄清。綜合比較最高轉(zhuǎn)速與最高速度，可得出較準(zhǔn)確的結(jié)論。這一階段能夠被正確區(qū)分，導(dǎo)致異常振動(dòng)的問題將更為精確。與此同時(shí)，還可以采用有效的方法對(duì)各種原因進(jìn)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(biāo)值與離心振幅不同，則轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡是主要故障。

5.2 處理齒輪故障的措施

對(duì)齒輪箱運(yùn)轉(zhuǎn)故障，一般采用頻域或時(shí)域綜合診斷方法。其工作狀態(tài)對(duì)齒面間的動(dòng)力有一定的影響，齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)隨旋轉(zhuǎn)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(wěn)定的工作狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。如頻譜顯示三視圖，就會(huì)出現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)換帶。另外，頻譜圖上的波形更能反映設(shè)備的具體振動(dòng)情況。該方法能有效地在時(shí)域進(jìn)行綜合分析，但分析需要許多數(shù)據(jù)，如振動(dòng)加速度等。研究結(jié)果表明，應(yīng)采取有效措施，降低其它噪聲的影響。

5.3 解決滾動(dòng)軸承故障的措施

一般而言，軸承的振動(dòng)會(huì)損害軸承本身。不同部位的軸瓦損壞，會(huì)發(fā)出不同的聲音。根據(jù)振動(dòng)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(shù)據(jù)，為后續(xù)測量提供了良好的信息前提?，F(xiàn)有檢測軸承故障的方法主要有兩種：一種是接收脈沖信號(hào)，主要是根據(jù)軸承在腐蝕或凹陷狀態(tài)下產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行檢測；脈沖信號(hào)可根據(jù)軸承表面存在的腐蝕、裂紋等缺陷在短時(shí)間內(nèi)計(jì)算出來。但是它的脈搏頻率很低，大多數(shù)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(gè)零件都有其固有的振動(dòng)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(yùn)行過程中，軸承缺陷會(huì)引起振動(dòng)和沖擊，其它部件也會(huì)發(fā)生振動(dòng)。透過感應(yīng)器的反射與濾波，收到的振動(dòng)訊號(hào)能較好的反映軸承故障，給大家一個(gè)很好的預(yù)警。

5.4 高爐結(jié)瘤處理措施

一旦出現(xiàn)高爐結(jié)瘤，就會(huì)對(duì)整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響，如果爐況出現(xiàn)問題，必須要設(shè)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(jìn)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(fēng)制度和裝料制度，有效解決高爐結(jié)瘤問題。如果發(fā)現(xiàn)上部存在爐瘤，必須要理科進(jìn)行炸瘤，設(shè)置渣留裝置，同時(shí)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(shí)刻正常運(yùn)行，在炸瘤時(shí)，爐內(nèi)不能反復(fù)拉風(fēng)，防止過多的氧氣進(jìn)入，爐瘤快速長大。上部爐瘤爆破之前的前期準(zhǔn)備工作要做的十分充分，防止當(dāng)時(shí)出現(xiàn)手忙腳亂的狀況，準(zhǔn)備的工具包括鋼管、炮泥和廢舊布袋，炸瘤順序?yàn)閺南轮辽稀?/p>

為了保證炸瘤過程順利運(yùn)行，必須要合理的控制炸瘤炮藥用量，防止在炸瘤時(shí)，損壞爐頂?shù)母黜?xiàng)設(shè)備，也要注意人身安全，防止炸瘤過程中出現(xiàn)人員傷亡。在炸瘤之后，還要及時(shí)清理內(nèi)部的鐵渣，清空炸掉瘤后的無質(zhì)量，防止出現(xiàn)后續(xù)的各項(xiàng)事故。在爐瘤化解之后，對(duì)內(nèi)部的各項(xiàng)參數(shù)逐一檢查，直到爐內(nèi)的狀況完全恢復(fù)為止。清除高爐結(jié)瘤的過程比較復(fù)雜，且安全風(fēng)險(xiǎn)較大，必須要慎重，相關(guān)工作人員需要進(jìn)行大量的準(zhǔn)備和后續(xù)工作。除此之外，由于高爐結(jié)瘤產(chǎn)生的粉末較多，所以清理一定要到位。

6 結(jié)語

本文根據(jù)現(xiàn)有好的技術(shù)，分析高爐煉鐵機(jī)械設(shè)備所造成的各種故障，并給出相應(yīng)的解決措施。在鋼鐵企業(yè)中，提升與改進(jìn)高爐煉鐵設(shè)備與技術(shù)對(duì)于企業(yè)發(fā)展有重要的意義。