精炼炉上新技术设备的安装和应用

精炼炉上新技术设备的安装和应用

张忠强1 张育明1 柴志英1邢少敏2 张丹2 阎丽珍2 范建英3李盼阳 3李晨哲3

1邢台钢铁有限责任公司

2河北邢钢科技有限公司

      3河北省线材工程技术创新中心

摘要简要描述在炼钢厂精炼炉中使用的水冷补偿器原设计为直插式后不断摸索选型，改造为活动式，一种新型水冷补偿器在精炼炉中应用的实例。另外炼钢厂精炼炉在生产过程中发生的高压真空断路器问题，进行断路器永磁改造方面的新技术应用。

关键词   精炼炉新型水冷补偿器  直插式  活动式  永磁真空断路器

1  前言

水冷补偿器主要用于电炉变压器二次出线铜管和短网铜管之间的连接，可补偿安装误差，热胀冷缩和吸收短网的电磁力引起的震动。3#LF精炼炉承担生产精品钢的主要任务，为了避免生产时震动对变压器的伤害，特此在变压器二次侧设置了软连接形式的水冷补偿器，该补偿器生产时需要水冷为32000A电流进行降温，是炼钢厂精炼炉设备的关键组成部分之一。另外炼钢厂有5座精炼炉，以往使用的为国际知名进口品牌的弹簧机构的高压真空断路器，因生产工艺及安全操作的要求，断路器分合闸频繁，导致高压断路器故障频发，严重制约了生产顺利进行，同时带来了安全、成本的方面的较为突出的问题。

2  设备问题

2.1  水冷补偿器

从目前使用的水冷补偿器实际使用情况来看，存在问题主要表现为以下几方面：①原设计变压器二次侧端子与短网铜管之间距离狭小，检修空间较小；②在投产时选择水冷补偿器安装方式为锥套式，直接镶嵌固定在变压器二次侧输出端子上，为后期维护造成困难。

2.2 高压真空断路器

精炼炉在生产每炉精炼钢水过程中，需要不断的进行人工测温取样、加合金、喂合金丝线等工艺操作，来完成对钢水温度的监控、钢水成分的调整。出于安全性的要求，这种间断性工作导致每炉钢水处理过程中，需要间断性对高压断路器进行分合闸控制，一般每炉钢水处理过程需要分合闸4-5次。一天累计下来大约高压断路器需要分合闸200次左右，属于频繁操作的模式，造成精炼炉高压断路器故障不断，主要表现为储能减速机构故障、储能弹簧断裂、磨损严重、主传动轴连接断裂和分闸机构磨损断裂等。

3  对目前存在问题的解决方法

3.1  新型水冷补偿器改造应用

3.1.1采用新方法解决拆卸和安装时使用大锤敲击锥套对变压器的损害。

通过技术人员对现场水冷补偿器连接形式及空间的观察，不断摸索，通过外委加工制作三块内径分别为：70mm；80mm；100mm的凹型卡板。将凹型卡板按照尺寸要求分别放在水冷补偿器的各连接位置，使用M20螺栓做顶丝将不锈钢锁紧抱箍、补偿器冷却水密封连接部位拆卸。因在拆卸过程中始终能保持连接件的同心水平度，因此可以避免剧烈的敲击外力，同时有效的防止了变压器二次侧输出柱和补偿器的冷却水密封的损伤以及变压器引出端部位的损坏变形。 

3.1.2通过对原设计水冷补偿器的结构形式和内部组成进行研究，经过不断摸索选型，同时现场实际情况结合制作厂家对该结构水冷补偿器进行了改造，由原先的直插式改为活动式，实现了无需拉动变压器、拆解线路的情况下快速更换补偿器的要求。该新型水冷补偿器一根重量为60公斤，主要包括锥套、锥形头、法兰铜接头、O型密封圈、胶管、螺栓、双头螺栓等部件。

3.2永磁高压真空断路器改造使用

针对弹簧机构高压真空断路器使用中存在的上述问题，炼钢厂逐步开展了永磁高压断路器的改造。目前引进的为单线圈双稳态的结构形式。

3.2.1永磁高压真空断路器特点

永磁机构高压真空断路器是在弹簧机构和电磁机构的基础上，克服其不足，将永久磁铁应用于操动机构中。设计中使真空断路器分合闸位置的保持通过永久磁铁实现，取代了传统的锁扣装置。优点：操动机构无需机械锁扣和辅助电器，机械动作的可靠性，大大提高，能够实现免维护，节省维修费用。与传统的弹簧机构和电磁机构相比，机械寿命至少提高3倍。

3.2.2实际使用情况

自永磁断路器陆续改造开始，已经完成了1#2#3#5#精炼炉高压断路器的改造。永磁高压真空断路器投入后机构运行稳定，日常只需对机构进行例行检查维护，以往弹簧机构真空断路器出现的类似故障极少发生，总体故障发生率降低了90%，极大降低了员工劳动强度，提高了设备稳定性。

4  效果与评价

4.1新型水冷补偿器

水冷补偿器采用活动式替代直插式，降低设备故障率，并且安装过程比以往大为简便，可以节约安装时间10小时以上，同时消除了在线使用补偿器的隐患，可以避免因故障导致的直接经济损失60万元以上（按照10个小时1200吨钢，吨钢利润500计算）。

4.2永磁真空断路器

4.2.1使用永磁真空断路器极大降低了设备故障造成的损失，以1#2#精炼炉50T钢包为例，以往因为断路器单次故障修复需要停产4-6小时，此期间正常可以生产6-9炉钢，按照每座精炼炉一年发生一次计算，每年至少挽回损失50万元以上。（按照10个小时1200吨钢，吨钢利润500计算）。

4.2.2降低设备维护费用和员工劳动强度，以往精炼炉使用进口弹簧高压真空断路器费用较高，每年每座精炼炉至少更换一台。更换为永磁高压真空断路器后12KV规格全部12台断路器更换后预计采购费用至少可以节约84万元以上。

随着炼钢厂精炼炉高压断路器永磁机构的改造和使用，为生产稳定运行打下了良好基础，降低了设备故障率和采购成本，为永磁真空断路器的推广使用起到了良好示范作用。