馬鋼（合肥）公司鍍鋅線(xiàn)鋅鍋及鋁硅鍋設(shè)計(jì)原理及異常斷電應(yīng)急方案

王成鵬 張坤 吳昊

摘要：帶鋼表面鍍鋅是現(xiàn)階段冷板保持耐久使用的主要方法。鋅鍋及鋁硅鍋?zhàn)鳛闊徨冧\機(jī)組的主體設(shè)備，是帶鋼鍍鋅工藝的重要設(shè)備。本文主要介紹馬鋼（合肥）板材有限責(zé)任公司熱鍍鋅線(xiàn)鋅鍋及鋁硅鍋主體設(shè)備、異常斷電應(yīng)急方案，解決了鋅鍋及鋁硅鍋運(yùn)行中出現(xiàn)的一些故障和異常斷電情況下的應(yīng)急措施。

關(guān)鍵詞：鋅鍋;感應(yīng)加熱器;應(yīng)急措施

一、簡(jiǎn)介

馬鋼（合肥）板材有限責(zé)任公司熱鍍鋅線(xiàn)鋅鍋及鋁硅鍋為上海應(yīng)達(dá)公司生產(chǎn)，帶有升降裝置和橫移軌道，南側(cè)為鋅鍋，北側(cè)為鋁硅鍋和預(yù)融鍋，鋅鍋和鋁硅鍋能通過(guò)橫移軌道移動(dòng)到中間升降平臺(tái)工作位，可以切換生產(chǎn)鍍鋅板和鍍鋁硅板產(chǎn)品。

鋅鍋和鋁硅鍋采用感應(yīng)器加熱的方式，感應(yīng)加熱器分低功率、高功率兩種加熱方式。當(dāng)正常生產(chǎn)時(shí)，感應(yīng)加熱器處于低功率加熱方式，鍋體內(nèi)的熱平衡主要通過(guò)調(diào)節(jié)帶鋼的入鍋溫度與速度來(lái)維持。在加錠造成液體溫度降低時(shí)，感應(yīng)加熱器切換到高功率加熱方式，維持鍋體溫度穩(wěn)定。高低功率分有更細(xì)檔位，可根據(jù)生產(chǎn)情況自行調(diào)節(jié)檔位，通常高功率檔位為加熱功能，低功率檔位為保溫功能。

鍍鋅線(xiàn)的鍋體包含兩個(gè)部分：電加熱系統(tǒng);鋅鍋平臺(tái)升降及鍋體移動(dòng)系統(tǒng)。鋅鍋電加熱系統(tǒng)是整個(gè)鋅鍋的靈魂。它主要包括三部分，其一是感應(yīng)器，其二是控制柜，其三是應(yīng)急電源切換。鍋體需要一天24小時(shí)不間斷工作，并且供電系統(tǒng)停電時(shí)間原則上不得超過(guò)60分鐘，否則感應(yīng)加熱器內(nèi)的液體會(huì)冷卻凝固，進(jìn)而整個(gè)鍋體內(nèi)液體也隨之冷卻，危害極大。一旦出現(xiàn)供電系統(tǒng)停電就會(huì)立刻切換到應(yīng)急電源或者柴油發(fā)電機(jī)組供電，保證鍋內(nèi)溫度。

鋅鍋及鋁硅鍋的感應(yīng)加熱器由水冷電纜、二次電感線(xiàn)圈、耐火材料、隔熱銅套、熱電偶五部分組成。

1、水冷電纜用于保持感應(yīng)加熱器內(nèi)二次線(xiàn)圈的冷卻。永久保持感應(yīng)加熱器內(nèi)耐火材料溫差的傾斜度，防止耐火材料由于高溫破裂。必須時(shí)刻保持水冷電纜通暢。

2、二次電感線(xiàn)圈相當(dāng)于變壓器的一次測(cè)，而在感應(yīng)加熱器通道內(nèi)流動(dòng)的液體相當(dāng)于變壓器的二次測(cè)。變化的電流傳給二次電感線(xiàn)圈，產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，使感應(yīng)加熱器通道內(nèi)流動(dòng)的液體產(chǎn)生巨大的加熱電流，1600A左右，同時(shí)鋅液的電壓變得非常小，只有幾伏。

3、耐火材料的作用是保護(hù)電感線(xiàn)圈，防止其受高溫侵蝕，并給液體流動(dòng)提供通道。它是感應(yīng)加熱器的重要組成部分。

4、銅套也是保護(hù)電感線(xiàn)圈并提供測(cè)量電感線(xiàn)圈溫度的工具。

5、熱電偶用于對(duì)感應(yīng)加熱器陶瓷內(nèi)村的溫度進(jìn)行檢測(cè)。

二、鍋平臺(tái)升降及鍋體移行系統(tǒng)

鍋體平臺(tái)升降及鍋體移行系統(tǒng)主要采用 PLC控制。檢測(cè)元件主要使用各種類(lèi)型的接近開(kāi)關(guān)。

平臺(tái)升降是靠液壓來(lái)提升、降落載有鍋體的平臺(tái)。升降臺(tái)四角安裝有升降距離檢測(cè)的位移傳感器。平臺(tái)的下面還安裝了四個(gè)支撐柱，在平臺(tái)到達(dá)工作位后，所有的力都卸載到了支撐柱上。對(duì)液壓缸起到了保護(hù)的作用。平臺(tái)裝有檢測(cè)支撐柱最低位，最高位以及安全銷(xiāo)位置的接近開(kāi)關(guān)。平臺(tái)移行比較簡(jiǎn)單，主要靠接近開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)鍋體所到達(dá)的的位置：工作位置、停止位置，極限位置。并由鎖緊電機(jī)來(lái)鎖定鍋體。鍋體橫移的動(dòng)力主要來(lái)自鍋體本身的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

三、鋅鍋及鋁硅鍋溫度控制原理

這里使用的是Honeywell的UDC330系列溫控器。為了鋅鍋溫度的可靠性和比較性，采用兩路熱電偶進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，溫控器內(nèi)部系統(tǒng)對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行整定，完成互鎖。溫控器主要組成部分為溫控器顯示、熱電偶、繼電器、記錄儀、畫(huà)面顯示等組成。兩根1000X 800 mm規(guī)格熱電偶插入鋅鍋及鋁硅鍋內(nèi)進(jìn)行溫度檢測(cè)，溫控器通過(guò)檢測(cè)的數(shù)據(jù)將信號(hào)輸出到保溫或加熱繼電器。該繼電器的開(kāi)合控制換向器的高低檔接觸線(xiàn)圈，從而完成對(duì)整個(gè)鍋體溫度的控制。同時(shí)對(duì)收集的信號(hào)進(jìn)行分析，生成相關(guān)的報(bào)警，輸出到報(bào)警繼電器上。頻繁的切換高低功率接觸器會(huì)縮短電氣設(shè)備使用壽命，在滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)的范圍內(nèi)盡量減少設(shè)備的切換動(dòng)作，減少電氣設(shè)備損耗。

四、鋅鍋故障處理方案及異常斷電應(yīng)急方案

（一）故障處理

1.鍋體遠(yuǎn)程柜報(bào)警故障處理：若遠(yuǎn)程柜上的POWER LOSS指示燈亮，則有兩種可能的原因，其一是：時(shí)間或者電流繼電器壞，則需要對(duì)電氣柜內(nèi)繼電器及接觸器進(jìn)行檢查，其二是：感應(yīng)器流量或者溫度異常造成電源跳，則需要檢查水冷電纜和循環(huán)水的流量和溫度。

2.所有信號(hào)都正常的情況下小車(chē)不能移動(dòng)。處理方法是首先查看小車(chē)控制柜內(nèi)變頻器是否報(bào)警，如果不是變頻器問(wèn)題則需要查看平臺(tái)是否降落最低位，移動(dòng)小車(chē)前必須同時(shí)滿(mǎn)足另外一個(gè)鍋處于停止位且安全插銷(xiāo)必須落下。特殊情況下也可點(diǎn)擊操作畫(huà)面上LOW POWER進(jìn)行強(qiáng)制移動(dòng)。

3. 預(yù)融鍋出現(xiàn)出現(xiàn)溫度過(guò)高報(bào)警或者無(wú)法啟動(dòng)逆電流的時(shí)候應(yīng)先檢查預(yù)融鍋及VIP電氣柜內(nèi)區(qū)域的溫度傳感器，如果有某個(gè)溫度傳感器報(bào)警，及時(shí)復(fù)位消除。對(duì)柜內(nèi)二極管可控硅進(jìn)行萬(wàn)用表校驗(yàn)，對(duì)損壞的可控硅及時(shí)更換并檢查冷卻水管密封性。

4. 預(yù)融鍋異常跳電后無(wú)法復(fù)位應(yīng)該首先檢查電氣柜過(guò)電流檢測(cè)系統(tǒng)是否正常，如過(guò)電流超過(guò)規(guī)定值則需檢查鍋殼與鋁液接地情況，判斷耐材是否損壞。

（二）、當(dāng)鋅鍋鋁硅鍋區(qū)域出現(xiàn)異常斷電情況的時(shí)候，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，我們通過(guò)實(shí)際情況總結(jié)出以下應(yīng)急預(yù)案：

鋅鍋電氣室內(nèi)供電變壓器2臺(tái)：鋅鍋?zhàn)儔浩鳌X硅鍋?zhàn)儔浩?、入口電氣室?yīng)急變壓器。鋅鍋?zhàn)儔浩鞴穸文妇€(xiàn);鋁硅鍋?zhàn)儔浩鞴蚨文妇€(xiàn);（詳見(jiàn)電源開(kāi)關(guān)和母聯(lián)開(kāi)關(guān)連鎖圖）

1、正常工作時(shí)，Ⅰ段母線(xiàn)受電開(kāi)關(guān)合閘，Ⅱ段母線(xiàn)受電開(kāi)關(guān)合閘，母聯(lián)開(kāi)關(guān)（ZPEP205-1）斷開(kāi)，應(yīng)急電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi);應(yīng)急負(fù)荷分?jǐn)嚅_(kāi)合閘。

2、當(dāng)鋅鍋 變壓器發(fā)生故障時(shí)，Ⅰ段母線(xiàn)受電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，Ⅱ段母線(xiàn)受電開(kāi)關(guān)合閘（正常是合閘狀態(tài)）;母聯(lián)開(kāi)關(guān)合閘（需要手動(dòng)合閘）;應(yīng)急電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（正常時(shí)斷開(kāi)狀態(tài)）;應(yīng)急負(fù)荷分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)合閘（正常時(shí)合閘狀態(tài)）。此時(shí)，鋁硅鍋?zhàn)儔浩鲙控?fù)荷。

3、當(dāng)鋁硅鍋?zhàn)儔浩靼l(fā)生故障時(shí)，Ⅰ段母線(xiàn)受電開(kāi)關(guān)合閘（正常是合閘狀態(tài)），Ⅱ段母線(xiàn)受電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（故障發(fā)生時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)）;母聯(lián)開(kāi)關(guān)合閘（需要手動(dòng)合閘）;應(yīng)急電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（正常時(shí)斷開(kāi)狀態(tài)），應(yīng)急負(fù)荷分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)合閘（正常是合閘狀態(tài)）。此時(shí)，鋅鍋?zhàn)儔浩鲙控?fù)荷。

4、當(dāng)鋅鍋?zhàn)儔浩骱弯X硅鍋?zhàn)儔浩骶l(fā)生故障時(shí)，Ⅰ段母線(xiàn)受電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（故障發(fā)生時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)），Ⅱ段母線(xiàn)受電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)（故障發(fā)生時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)）;應(yīng)急電源開(kāi)關(guān)合閘（需手動(dòng)合閘）;母聯(lián)開(kāi)關(guān)合閘（需手動(dòng)合閘）;應(yīng)急負(fù)荷分?jǐn)嚅_(kāi)關(guān)斷開(kāi)（故障發(fā)生時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)）。此時(shí)，應(yīng)急電源投入工作，僅對(duì)應(yīng)急設(shè)備供電。

5、鋅鍋?zhàn)儔浩?、鋁硅鍋?zhàn)儔浩?、事故變壓器出現(xiàn)異常時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。事故變壓器進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)需要手動(dòng)搖出來(lái)，防止誤操作。應(yīng)急電源開(kāi)關(guān)合閘（需手動(dòng)合閘）;母聯(lián)開(kāi)關(guān)合閘（需手動(dòng)合閘）。

備注：兩臺(tái)變壓器工作狀態(tài)時(shí)，或僅有一臺(tái)變壓器處于工作狀態(tài)時(shí)，嚴(yán)禁應(yīng)急電源開(kāi)關(guān)合閘。（此時(shí)若將應(yīng)急電源開(kāi)關(guān)合閘，兩臺(tái)變壓器受電開(kāi)關(guān)將同時(shí)跳閘）

當(dāng)兩臺(tái)變壓器均故障時(shí)，先檢查鋅鍋?zhàn)儔浩髋c鋁硅鍋?zhàn)儔浩鬟M(jìn)線(xiàn)是否在斷開(kāi)狀態(tài)，應(yīng)處于紅色工作位，（黃色為test，綠色為非工作位）先合閘應(yīng)急電源開(kāi)關(guān)，再合閘母聯(lián)開(kāi)關(guān)。

當(dāng)應(yīng)急電源不能正常投入時(shí)要及時(shí)通知生產(chǎn)方在鍋體周?chē)w保溫層，緩解降溫速度。

四、結(jié)束語(yǔ)

馬鋼（合肥）板材公司使用的熱鍍鋅鋅鍋鋁硅鍋和其他大型鋼廠(chǎng)使用的設(shè)備和基本控制原理基本相同，但是本文在研究異常斷電及應(yīng)急措施方面有自己總結(jié)出來(lái)的一套應(yīng)急方案，能夠有效的預(yù)防和應(yīng)對(duì)異常斷電。