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连铸机电磁搅拌器的故障探析及改进对策

王继超，马琳

(河北钢铁集团舞钢公司检修厂，河南舞钢462500)

摘 要：对舞钢公司新线炼钢3#连铸机安装辊式电磁搅拌器在使用过程中的故障原因进行了分析，并提出了改进对策，改进后延长了电磁搅拌辊的在线使用周期，提高了铸坯质量。

关 键 词：连铸机；电磁搅拌器；故障；对策

1  前言

为使铸坯质量再上一个台阶，打造舞钢名牌，2008年底舞钢新线炼钢3#连铸机安装了辊式电磁搅拌器。借助电磁力的作用强化铸坯中未凝固钢液的运动，改变钢水凝固过程中的流动、传热和迁移过程，达到提高铸坯质量的目的，对解决连铸坯中心偏析等问题能够起到了十分好的效果。但是在使用过程中故障频出，多次出现电气柜内大电容放炮、IG-BY(整流模块)烧损、电气柜内大接触器烧损、现场电磁搅拌辊插头烧损、电磁搅拌辊烧坏被迫下线等现象，本文对电磁搅拌器的上述故障进行分析。

2  电源故障与原因分析

在高温、高湿度及高尘渣等恶劣环境下，电磁搅拌装置必须既保证必要的电磁推力又要减小装置体积，因此往往设计成大电流、低电压、低频率。因此，对电磁搅拌器本体及其配套逆变电源系统都提出了比较苛刻的要求。电磁搅拌器的使用范围广，而每次事故都造成设备的停用，影响生产。通过对故障现象分析，主要原因是：保护系统滞后、线路温度过高、插头容量小。

2．1  保护系统滞后

电磁搅拌电气系统应有可靠的保护措施，防止当电磁搅拌辊漏电或两相不平衡时系统受损。在实际调查中发现，电气系统正常运行中，当漏电电流达到2A时系统未断电，而两相不平衡(一相530A，另一相420A)时仍未断电。在工作中因其电流大，当遇到接地、短路时，在不断路器不工作的情况下，瞬间元件就会损坏，因此原自带的电气柜保护因滞后性没有发挥作用。

2．2  线路温度过高

因电磁搅拌装置需在恶劣的环境下运行，且工作电流大，因此选择耐热型185mm2电缆连接。从逆变整流柜到端子箱之间用185mm2双芯电缆连接，从端子箱到电磁搅拌辊之间使用185mm2单芯电缆连接。原设计电磁搅拌装置设定电流为480A，使用温度为40～50℃。但是现场测量发现，双芯电缆两相电流达到420A、530A，工作温度达到70℃，电缆与插头都无法承受，而单芯电缆温度在正常范围内。因此判定电缆温度高的根本原因是双芯电缆互相影响，导致其承载电流能力变小，不能满足设备需求。

2．3  插头容量小

电磁搅拌辊使用的快速插头设计容量为500A，压接长度为1cm。实际使用中插头发热、老化、粘连现象严重，经常损坏，最频繁的一次是一个星期内烧损插头12个，严重影响了电磁搅拌设备的正常使用。插头发热严重时，甚至影响到辊内部的小铜排，造成设备故障率高。维修一次需要6～7人进入铸机花费6～8h，耗费大量的人力、物力和财力，同时也影响铸坯质量。

3  改进措施

3．1  保护系统滞后

根据现场实际情况，与电磁搅拌系统生产厂家进行沟通，商定了意见更改书。首先要求更新完善系统，添加针对系统绝缘低导致损坏电气柜的工作保护，当绝缘低于2kΩ时系统应自动断电；其次应在系统启动前添加自检功能，系统电流由0先升至250A再降至0，再进行检查，发现无问题时系统可正常运行。如果发现绝缘低或其他故障时，系统停止运行(见图1)。

3．2  线路温度过高

针对双芯电缆相互影响导致电缆承载电流变小的问题，原则上是将双芯电缆更换为双单芯电缆。但从成本、人工和时间上看，该方法不是最优解决办法，因此原电缆不能废弃，最终决定并联电缆，加大电缆截流量，解决电缆温度高的问题。为原电缆加并联95mm2耐热电缆来降低电缆负荷后，降低了电缆温度。

3．3  插头损坏率高

针对插头损坏频繁的问题我们拟定两个方案解决。

实施方案1：首先将正在使用的16套500A电磁插头升级为600A，将原来1cm的压接长度改为2cm。上线使用后出现以下问题：

(1)插头更改后不为国标型号，需单独为我们生产，成本提高，进货周期延长。

(2)在对快速插头改进后的一个月内，效果很显著。但一个月后，插头老化现象逐渐凸显，我们对这样的改造结果表示不满意，决定实施第二个方案彻底解决问题。

实施方案2：将185mm2铜线鼻子穿在电磁搅拌辊端盖内接线柱上用螺栓紧固，再将185mm2电缆压接到185mm2铜线鼻子，最后密封，通入氮气使端盖内形成正压，保证干燥性。改造后，效果明显，彻底解决了插头老化、粘连的问题。

4  实施效果

(1)对电气保护系统进行更新后，系统很少出现因短路放炮导致电气柜元件损坏的情况。

(2)并联电缆后，再次测量发现温度降至40～50℃，属于正常范围。

(3)用铜线鼻子直接对接方式连接后，插头损坏率明显降低，在随后几次检查发现，插头正常，无老化损坏现象，几个月内没有更换插头。

(4)通过对电磁搅拌器系统的改进，减少了设备故障，降低了劳动强度，延长了电磁搅拌辊的在线使用周期，提高了铸坯质量，为企业增加了经济效益。