上引法无氧铜杆连铸机组常见电气故障分析及处理
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【摘 要】上引法无氧铜杆连铸机组因其能耗低、污染小，生产的铜杆质量好，而广泛的用于生产大长度光亮的无氧铜杆、无氧铜管以及无氧铜扁坯型材。作者通过多年来对无氧铜杆连铸机组电气系统的维护保养实践，对该类设备的电气故障进行了归纳、分析，并提出了相应的检修方法，有效地保障了机组的安全、高效、低耗、环保和经济运行，对采用该类设备进行生产的企业具有重大参考、借鉴意义。
【关键词】无氧铜杆连铸机组 上引连铸 电气故障 故障分析
1引言
上引连铸是一种连续铸造的方法，其原理是利用金属熔液冷却结晶的机理，从熔融的金属或合金熔液中缓慢连续地抽出具有一定形状的固态金属线材、板材等。该方法广泛用于无氧铜杆的生产。
无氧铜杆连铸机组用于生产大长度光亮的无氧铜杆，大长度光亮的无氧铜管以及大长度光亮的无氧铜扁坯型材。该机组可以直接从电解铜连续熔铸生产不同规格的杆材、管材、扁坯或其他异型材；与传统的铜锭压延生产黑铜杆相比，上引法无氧铜杆新工艺具有技术先进，产品质量好，单位能耗低，生产品种及规格灵活多样，适应性强，没有三废污染，投资少等特点。
2 上引法无氧铜杆连铸机组工作原理
上引法无氧铜杆连铸机组（以下简称连铸机组）简称将电解铜经工频感应炉熔化成液体，通过覆盖于表面的木炭与空气隔绝（避免铜液氧化）经保温炉将铜液温度控制在1150°C±10°C，连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆，最后经双头挠杆机等辅助设备装盘成产品。
3连铸机组结构组成
该机组由工频感应炉、连铸机、导轮架、限位装置、双头挠杆机、水冷却系统、电气系统、加料系统以及测温系统等组成。
因作者长期从事连铸机组的电气系统的日常保养、维修工作，故本文重点对连铸机组的电气故障进行分析并阐述相应的检查、检修方法。
4.1水套、线圈堵塞
故障分析：冷却水长时间循环使用，水内混入杂质，致使水套和线圈堵塞。
检查方式：对水套和线圈的出水的压力、温度和流量进行观测，以此进行确认是否堵塞。
检修方法：关闭被堵塞线圈对应的感应体的主回路电源和冷却水，用高压空气将线圈内沉积的杂质吹出来。
4.2线圈短路（或漏水）
故障分析：（1）线圈本身质量不过关；（2）因为线圈堵塞缺少冷却水致使线圈烧坏或摩擦导致线圈绝缘层损坏，导致线圈短路烧穿。
检查方式：线圈短路会造成主回路断路器动作，一般直接用肉眼观察线圈内、外绝缘层，即可发现短路点（或漏水点）；用欧表表检测铁芯与水套间的电阻为零。
检修方法：将出现短路的线圈对应的感应体主回路电源断开，拆下铁芯，更换或检修损坏的线圈，该过程中注意避免炉体高温烫伤；更换或检修完毕后，再次检测绝缘电阻值是否正常。
4.3线圈接线端损坏
故障分析：接线端松动、氧化发热。
检测方式：用肉眼观察会很容易发现接线端绝缘层是否被烧焦或者已经氧化变色。
检修方法：对于氧化变色的接线端，用砂纸或锉刀修磨接触面，重新接线即可；对于烧坏的接线端须重新换新件，重新压鼻连接。
4.4感应体绝缘层损坏
故障分析：因感应体长期处在炉体的高温环境中，绝缘层极易老化、击穿。
检查方式：感应体绝缘层损坏必定引起短路，短路处会有因发热导致的明显的变色现象，并且检测测出电阻为零。
检修方法：如果是感应体与炉体连接部位绝缘损坏，则无修复的必要，必须重新筑炉；如是其它部位，则可通过更换耐高温云母绝缘垫进行修复。
4.5 感应器电流波动大或异常增大
故障分析：感应体熔沟如不及时清渣，导致熔沟积渣增多，会使熔沟断面无规则变化，铜溶液不能充分对流，致使电流随熔沟断面变化而变化，逐渐增大致报警值。
劣化倾向管理：利用数据统计对感应体的劣化倾向进行管理，形成劣化倾向管理图（图1所示）。新炉或大修过的炉，开炉初期，熔沟电流一般保持在一定范围内，该电流数据因不同厂家的设备而不同。本文以作者单位使用的某型号连铸机组为例，该机组开炉初期的熔沟电流一般保持在490～510A。熔炉在运行过程中，随着时间推移，铜液对熔沟表面不断冲刷，造成熔沟电流随着熔沟断面的不断变化而变化。根据图1所示，熔沟电流变化呈逐渐增大趋势。当电流达到580A时，到达接近报警值，应对熔沟积渣进行清理。
检修方法：首先将熔炉内铜液的液位降至360mm处，然后将铜液温度升到1165℃，此状态下，在熔沟的两端，分别用烘烤过的特制钢钎快速插动至熔沟底部，反复插动5～6次，然后将钢钎快速从熔炉中取出，以免被高温熔断在熔沟中；清渣后，观察电流情况，若电流仍不稳定，重复上述操作，直至电流稳定。如果反复清渣后，电流仍无明显改善，则说明熔沟已无法修复；当电流接近危险值600A时，则应该对设备进行大修，重新筑炉。
4.6主回路电源跳闸
故障分析：（1）断路器触点氧化或损坏；（2）线圈短路；（3）感应体线圈电流超过设定值。
检查方式：检测短路器壳体温度是否异常，一般断路器超负荷或触点损坏时都会造成发热，致使壳体表面温度升高；检测线圈的绝缘电阻是否正常；检查感应体控制柜内部开关是否跳闸。
检修方法：线圈短路故障按4.2节所述方法进行检修；断路器损坏，进行更换即可，但是送电后应观测感应器电流是否在正常范围内，如果电流异常增大或在较大范围内波动，应及时通知相关人员按4.5节内容进行排渣处理、大修或重新筑炉。
4.7主回路进线电流增大
故障分析：补偿柜中的补偿电容发生故障，电容器容量下降，致使无功补偿不够，造成主回路进线电流增大。
检查方式：对感应体补偿前（感应器电流）与补偿后（总电流）的电流值进行比较，若补偿前电流正常，补偿后电流明显增大，可认定补偿柜电容器发生故障。
检修方法：断开相应的主回路电源，把各电容器之间的连接母排拆下，对电容器进行逐一检测，根据检测情况判定是否更换电容器，以此来恢复电容补偿的原有能力，保证电网正常运行。
4.8感应器主接触器不吸合
故障分析：（1）主接触器机械卡死；（2）主接触器线圈损坏；（3）感应器控制电路没有与主接触器线圈电源接通。
检测方式：首先对主接触器的线圈和结构部分进行检查，判断是否有损坏、卡死等故障点；如没有上述故障，则需按电气原理图的线号，逐点检测信号是否正常，直至找到故障元件。
检修方法：按电气正常操作规程检修。
5 结语
电气系统故障是连铸机组最为常见的故障，充分熟悉该类故障产生的原因，掌握故障的检查、检修方法是保证其正常运行的基础。对于无氧铜杆生产企业来讲，连铸机组的正常运行最重要的是对其关键零部件按照说明书要求实施重点维护、定期检修、及时监控和适时更新，如感应电炉正常运行时，应加强对熔沟运行状态的检测与控制，当超出允许的偏移界限时，应尽快更换感应体，以保证机组始终处于最佳工况，这对企业节能降耗，提高企业资源的综合利用率和企业经济效益，都是十分必要的。
参考文献：
[1]覃向忠，李振鹏，刘辉.上引连铸的工作原理及影响因素分析[J].电工材料，2010（1）.
[2]董忠伟，叶斌民.无氧铜杆连铸机组常见设备故障分析及处理[J].铜业工程，2013（6）.