Danieli Corus副枪系统典型故障处理

王 轶

1.概述

副枪是在转炉吹炼过程中炉体垂直状态下不需要中断吹炼就能完成测温取样的工具，较之转炉烟气分析、音频化渣等技术，副枪系统性能稳定、数据可靠和易维护，目前国内炼钢厂采用60多套荷兰Danieli Corus公司的副枪系统。

Danieli Corus副枪系统由机械执行系统（包括回转台、枪体、升降轨道、探头更换机构等）、PLC控制和变频传动系统、DIRC-5信号处理系统、测量探头和上位计算机及网络组成。其中DIRC-5系统是副枪系统核心，由基于VME总线的嵌入式计算机系统与测量信号处理单元组成。副枪系统在手动或自动模式下，人工在上位机画面给出PLC测量触发信号，PLC控制变频系统驱动APC系统、旋转电机、升降电机，完成副枪的探头连接、测量、复位等动作。

2.典型故障处理

副枪系统的信号传输对线路要求高，加之工作环境恶劣，因此测量过程中经常出现一些故障，严重影响需要及时获得精确冶炼数据来动态指导生产的炼钢系统。

故障1 探头连接完成，但上位机HMI没有信号指示。

故障处理 首先更换探头，确认不是探头问题，其次检查、确认接插件接触良好，故判断是从副枪探头到DIRC5系统的测量信号传输线路有断点（图1）。应结合各副枪系统的具体情况找切入点，图1中星号标注的补偿电缆为易损坏部分。连接探头时，探头套在把持器下端的接插件上，探头内壁的环片（e、f、a、c、b、d）刚好与接插件上环片紧密接触，触环和各测量信号对应关系见图1。可先使用Beamex公司的多功能校验仪MC2或副枪专用校验仪表PJ6301从接插件处加模拟信号，对于熔池温度和凝固温度均通过热电偶测量，可分别短接a、b和c、d环（或短接螺旋线插头上的3、4管脚和5、6管脚），若上位机画面或DIRC服务器上相应指示灯亮，则说明此两组信号线路正常。氧活度不能通过短接判断，可在e、f触环（或1、2管脚）加90～190mV信号，如果“OXYGEN”指示灯亮，则证明线路正常，若仍无指示就从副枪顶端的补偿电缆接头处加信号，逐级排除找出断点。上述操作必须确保DIRC5系统正常，检验DIRC5是否存在内部故障，可直接从本地预留的校准接口加上述信号，如有问题，重启DIRC5。

故障2 在相同原料、工艺和冶炼条件下将测量值与经验值进行比较，测量结果误差较大。

故障处理 长时间未标定，仪表和系统元器件特性受环境温度等影响，导致测量结果普遍偏移。对DIRC5进行校准，校准方法与检查信号线路时相同，不过此时对于热电偶信号必须加温度信号，即操作DIRC5面板上的F1～F8按钮，用校验仪加载相应的输入信号值，完成校验，具体步骤如下。

（1）熔池温度效验过程。①进入效验状态；②点击F3（BATH），进入熔池温度校验状态；③在校验仪上输入1600℃，点击F6（low），等待最小处显示1600℃左右；④在校验仪上输入1700℃，点击F7（high），等待最大处显示1700℃左右；⑤在允许误差范围内，点击F8保存并退出。

（2）结晶温度校验过程。①进入校验状态；②点击F4（SOLTD），进入结晶温度校验状态；③下限：在校验仪上输入1450℃，点击F6（low），等待最小处显示1450℃左右；④在校验仪上输入1550℃，点击F7（high），静等直到最大处显示1550℃左右；⑤在允许误差范围内，点击F8保存并退出。

（3）氧含量效验过程。①进入效验状态；②点击F5（OXYGEN），进入氧含量校验状态；③在校验仪上输入90mV，点击F6（low），等待最小处显示90mV左右；④在校验仪上输入190mV，点击F7（high），等到直到最大处显示190mV左右；⑤在允许误差范围内，点F8保存并退出。

整个校准过程需要重复以上操作3次。由于在DIRC5本地校准时，忽略了实际过程中的测量信号从现场到DIRC5线路传输时的衰减，根据经验，从接插件到DIRC5的传输线路约为200m，160mV信号约衰减为0.7mV，而温度信号具有环境温度补偿，不存在衰减问题。因此在校准氧含量信号时，为增强准确性可在现场探头接插件处校准。另外，校验作业中如显示值与输入值偏差大，超过允许误差，可不保存，需检查校验设备和副枪线路，找出偏差原因后再进行校准操作。

故障3 完成测量动作，但是没有测量结果，上位测量数据质量代码为“F”。

故障处理 这种情况较少发生，查看DIRC5上的测量曲线（图2），发现熔池温度曲线很不规则（正常情况下应为连续规则的曲线）。检查探头质量，并确认在副枪进入炉体测量时氧枪的氧流量是否降至70%以下，炉内钢水相对稳定，更换不同批次探头继续观察，如果故障依旧，再检查DIRC5内部信号处理单元。

3.日常维护

（1）由于枪体在旋转、升降过程中，内部补偿电缆的重力和加减速时的超重作用，容易造成枪体内部电缆损坏，应在生产检修时，定期（理论上3个月）更换一次副枪枪体内部的补偿电缆。

（2）枪体机械尺寸长（约28m）且在炉口高温处工作，由于受热不均会造成枪体弯曲，严重时会造成探头连接失败、测量时与炉口发生碰撞等危险，为此必须每天或班次之间旋转枪体使其保持直立。

（3）DIRC5仪表箱内部温度必须保持在40℃左右，减少环境温差对测量精度的影响。

（4）探头把持器下端的接插件连接探头有时会进入灰尘，需要定期清理或更换，防止插头触点接触不良，造成信号传输失败。

4.结语

目前，很多钢厂均采用二级模型系统，实现“一键炼钢”或智能炼钢，模型系统对整个冶炼的指导依赖于准确及时的冶炼数据。副枪系统作为冶炼数据测量工具，维护人员必须确保其稳定运行，快速处理故障，降低副枪故障率。