郭 彬

（湖南華菱漣源鋼鐵有限公司，湖南 婁底 417009）

在鋼鐵行業(yè)中，設備管理成為企業(yè)正常運行的關與企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)效率息息相關。鋼鐵企業(yè)的發(fā)展模式也發(fā)生了相應的改變，從原先的單一模式逐步發(fā)展為生產(chǎn)和經(jīng)營一體化的雙向經(jīng)營模式，機械設備占據(jù)了工業(yè)型企業(yè)的重要位置。其特性決定著生產(chǎn)的效率[1]。因此要務必加強對機械設備的故障檢查工作，及時跟進維護，保證企業(yè)的日常運行處于最佳狀態(tài)，確保了鋼鐵企業(yè)可以獲得更大的經(jīng)濟效益。燒結(jié)主要分為四個過程：燒結(jié)料的準備、配料與混合、燒結(jié)和產(chǎn)品處理[2]。

1 鋼鐵燒結(jié)機械設備的故障診斷現(xiàn)狀

近年來，對燒結(jié)設備故障的診斷工作取得了良好的進展。我國在鋼鐵燒結(jié)機械設備故障診斷方面，研發(fā)出了很多針對診斷功能的監(jiān)控設備，還有許多附加功能，可以實現(xiàn)及時的跟進功能。鋼鐵燒結(jié)機械設備故障診斷的研究相對較晚，其故障診斷技術自1980 年開始迅速發(fā)展，國內(nèi)科技技術得到大大提高，提出了在線的故障診斷系統(tǒng)，成為設備運行保證的關鍵步驟。在此情況下，逐步智能化的專家故障診斷技術得到很大的發(fā)展。在大型內(nèi)部旋轉(zhuǎn)機械設備中，使用最成熟的是燒結(jié)機械故障診斷技術，設備故障診斷技術有著全面綜合性，將多個學科融會貫通，促進煉鋼行業(yè)的蓬勃發(fā)展[3]。

2 燒結(jié)設備的特點及開發(fā)設備故障診斷的必要性

2.1 燒結(jié)設備的特點

（1）設備工作條件復雜，負荷不均勻，負荷重，使用環(huán)境惡劣，出現(xiàn)問題的概率較高。例如：單輥破碎機、圓筒混合機、環(huán)形冷卻環(huán)冷器、四輥破碎機等。

（2）關鍵設備單一，需要控制的設備很少。只有主抽風機（包括電動機）和燒結(jié)機驅(qū)動系統(tǒng)。

（3）通用設備很多。例如皮帶機，直接導致了燒結(jié)設備中各種類型的減速機比較多。

2.2 設備故障診斷的必要性

（1）現(xiàn)代化設備的主要特征之一是大規(guī)模、連續(xù)化、高速化和自動化。燒結(jié)設備是冶金行業(yè)設備鏈中重要的一環(huán)，一旦環(huán)中出現(xiàn)問題，造成的連鎖損失就非常大，因此設備故障診斷有助于減少損失。

（2）現(xiàn)代生產(chǎn)的連續(xù)化越來越高，對設備進行不解體監(jiān)測和診斷的要求越來越高，設備故障診斷技術可以很好地解決這一問題。

（3）鋼鐵公司經(jīng)驗豐富的老員工越來越少，而年輕的維護人員和技術人員往往缺少一些經(jīng)驗，不能人為進行校準的判斷。因此，使用工具已成為當今故障診斷的主要方法。

3 燒結(jié)機械設備故障診斷模型

3.1 燒結(jié)設備分類

根據(jù)燒結(jié)設備在生產(chǎn)中占據(jù)了重要的地位，其停產(chǎn)也會為企業(yè)帶來巨大的損失，在考慮設備診斷方法的同時，將燒結(jié)設備分為以下幾類。

（1）A 級設備。它主要包括燒結(jié)機的主抽風機和燒結(jié)機的柔性傳動系統(tǒng)。損壞可能會導致完全停產(chǎn)，概率為100%。

（2）B 級設備。主要包括其他風機、重型減速機；損壞后將導致部分停產(chǎn)，概率為50%～100%。

（3）C 級設備。主要包括普通減速機，電力管道等設備；損壞后果部分停產(chǎn)或不影響生產(chǎn)，停產(chǎn)概率為0%～50%。

3.2 燒結(jié)機械設備診斷模型的特點

（1）以振動理論為核心，設備的主要故障診斷方法是振動診斷，采用其他方法同時進行綜合判斷。

（2）主要是簡單的診斷，再輔以精確的診斷。對簡單診斷判斷為“可能有點異常”的設備，如有必要可以進一步做精密的診斷。

（3）關鍵設備（主要是A 類設備）采用在線故障監(jiān)測系統(tǒng)。

（4）各種診斷方法相輔相成。同時A、B、C 類設備能夠相互轉(zhuǎn)換，不能孤立地看待。在特殊情況下，任何設備都可能發(fā)展成為A 類設備。

3.3 燒結(jié)設備過程異常診斷方法

現(xiàn)在的故障診斷方法以下幾種形式：以分析模型、信號處理、知識為基本的三種診斷方法。燒結(jié)過程具有一定的復雜性，所以不能用簡單的數(shù)學模型來表示，因此在燒結(jié)過程中異常診斷專家系統(tǒng)也不能正常應用。

故障診斷的整個過程有以下幾個步驟：①對系統(tǒng)和設備的狀態(tài)特征進行檢查；②在檢測到的信號中提取相關的數(shù)據(jù)；③確定系統(tǒng)和設備的運行現(xiàn)狀，標記異常狀況。從檢測到的根據(jù)證據(jù)和其他診斷的信息中進行分析。

燒結(jié)異常診斷的分析是根據(jù)生產(chǎn)實驗數(shù)據(jù)進行判斷，實現(xiàn)對燒結(jié)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量進行分析，從信息分析方面來看，生產(chǎn)系統(tǒng)中的各項檢測數(shù)據(jù)與燒結(jié)過程中的數(shù)據(jù)一致。

隨著Internet 的發(fā)展，線上交互已經(jīng)成為用戶和系統(tǒng)之間的溝通方式。針對這一發(fā)展趨勢，專家系統(tǒng)也進行了相擁的改進，在網(wǎng)絡的方面將使人和機器互動進行完美融合。它的主要優(yōu)點是簡單易學，不需要專業(yè)的培訓，用戶只要點擊鼠標就可以輕松地在相關領域獲得專業(yè)的在線技術支持和幫助，減少使用難度。

4 鋼鐵燒結(jié)機械設備故障的處理措施

設備安全是現(xiàn)代生產(chǎn)的基本安全保障，是保證企業(yè)發(fā)展的關鍵性工作。在系統(tǒng)運行中，提高準確性并提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和能損，這一系列的改進措施和企業(yè)配置的技術設備水平與企業(yè)運營水平密切相關。

在現(xiàn)有的設備管理中，要大大提升現(xiàn)有的技術和設備的水平，不斷改進設備技術和材料，依據(jù)實際情況進行合理的維護、改革和升級，是設備具有規(guī)?；?、高精度、高技術等先進的標準化水平，實現(xiàn)提高設備的高速運轉(zhuǎn)率，從而降低企業(yè)的生產(chǎn)水平，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的提高。

（1）通過研究并引進新技術，可以解決或改革設備周期轉(zhuǎn)換不力的問題，是設備的運行周期增加，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本和工人的勞動強度。

（2）加強設備檢修的過程的監(jiān)督化管理，提高維修的質(zhì)量要求，按設備不同的復雜程度進行針對性維修，使生產(chǎn)運行的周期可以穩(wěn)定運行。在各種維護的工作中，每個維護項目都應配有明確的項目負責人和檢查員。項目負責人負責動態(tài)監(jiān)視維護的全周期的維修工作，保證維護的質(zhì)量處于合格的標準。

（3）加強備件、材料的管理工作，嚴格驗收制度。備件、材料的優(yōu)劣是決定設備是否正常運轉(zhuǎn)的關鍵，是穩(wěn)定生產(chǎn)的基礎。因此在備件、材料的管理方面作了許多工作，建立了一整套翔實有效的設備備件、材料管理制度，保證了備件、材料的計劃申報、廠家選擇、供貨調(diào)撥、入廠驗收等工作有序有節(jié)，全面滿足生產(chǎn)需求。

（4）加強零備件管理，建立嚴格的驗收制度。備件和材料的質(zhì)量是保證設備穩(wěn)定運行的關鍵，也是持續(xù)生產(chǎn)運行的基礎。因此，在備件和材料的管理方面應該加大投入，對設備備件和材料管理應建立一套雙重全面的系統(tǒng)，保證按計劃進行備件、申報材料、選擇制造商，物資分配、工廠驗收等工作。充分滿足生產(chǎn)需要，質(zhì)量保證協(xié)議與供應合應同時簽署，并根據(jù)備件和材料的有效使用周期進行結(jié)算，可最大化的保證備件和材料的質(zhì)量。

（5）加強對設備的點檢工作。將工作檢查、專職檢查和專業(yè)檢查有機地結(jié)合起來。設備點檢是設備管理工作中的重點項目，只有通過檢查設備等工作，才能準確的掌握設備的技術狀況，進行有效的計劃維護、維持和提高設備的運行性能，防止事故的發(fā)生，從而保證延長零件的更換時間，減少停機的時間，提高設備的有效運行率，確保穩(wěn)定持續(xù)的生產(chǎn)，降低維護成本。圍繞專職檢查，依靠專業(yè)化程序，對設備進行全方位的檢查，實現(xiàn)設備的運行狀況始處于良好狀態(tài)，以防設備出現(xiàn)帶病運行，減少設備的突發(fā)狀況，保證正常生產(chǎn)經(jīng)營平穩(wěn)運行。

4.1 A 類設備的故障診斷

A 類設備主要是指：主抽風機（包括電動機），采用的方法有兩種，一種是在線故障診斷系統(tǒng)，另一種是油液分析。在線故障診斷系統(tǒng)為主要功能，油液分析為輔助功能。

4.2 B 類設備的故障診斷

（1）振動巡檢系統(tǒng)。通過分析電機定子電流的振動幅度和頻譜，可以準確地診斷電機故障的原因。電流分析方法可用于故障條、氣隙偏心、轉(zhuǎn)子不平衡和定子繞組故障的診斷，如果電機的氣隙偏心，會導致氣隙方向磁導率失衡，使定子電流產(chǎn)生諧波。當電機轉(zhuǎn)子繞組失去平衡時，定子電流將以定子電流的基頻的位置出現(xiàn)，以準確判斷轉(zhuǎn)子斷條的故障。

（2）軸承故障檢測方法。車輪軸承的損傷是車輪故障中最常見的問題。在車輪軸承上經(jīng)常會遇到滾珠缺陷和支架的斷裂等故障。如果軸承損壞而沒有發(fā)現(xiàn)問題，從而繼續(xù)操作，不僅會進一步加速車輪的磨損，而且還會導致車輪脫軌，并造成故障使燒結(jié)設備關停。

車輪軸承故障的主要原因：潤滑效果不好、系統(tǒng)中卷入雜質(zhì)。在燒結(jié)過程中，高溫使軸承潤滑油減少，連接膜變薄，軸承潤滑度不高，摩擦系數(shù)增加。其次，車輪軸承在粉塵環(huán)境中，往往會有雜質(zhì)進入軸承，這些粉塵增加了油脂固化的程度，使?jié)櫥阅芟陆?，造成軸承球的磨損嚴重，載荷和振動影響較大，從而使軸承損傷、車輪卡阻、脫落、車輪蓋開裂等問題。

4.3 C 類設備的故障診斷

皮帶輸送機作為生產(chǎn)系統(tǒng)中必不可少的關鍵因素，其故障檢測尤為重要，如果不能進行全面故障排查，就很容易發(fā)生事故，從而危及個人安全，給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。需要從以下幾個方面進行診斷：輸送帶異常噪聲、輸送帶表面運行、輸送帶運輸、發(fā)動機斷裂、使用壽命。當產(chǎn)生噪聲時，軸承座的損壞往往是軸承座產(chǎn)生咯咯聲的原因；產(chǎn)生異常噪聲和周期振動的輥子噪聲的主要原因是：制造輥子的無縫鋼管壁的薄厚不均勻還伴隨巨大的離心力；在加工軸承時，軸承孔的中心與外圓中心是不同的。

當皮帶運輸機的斷面跑偏時，可以通過觀察托輥組的位置來觀察皮帶的跑偏程度，也可以通過檢查驅(qū)動滾筒與改向滾筒的位置檢查跑偏程度；皮帶輸送機的分布可以通過觀察皮帶凹部懸掛狀態(tài)來檢測，帶的凹部的曲率偏差導致皮帶懸掛帶容易分離槽形輥組，使槽角變小，導致部分物料溢出；轉(zhuǎn)運點的物料主要在導槽，落料斗等處，可以通過觀察這幾個地方來檢測物料的運輸情況。

5 設備故障檢查的工作思路

降低設備故障率，可以確保設備具有計劃規(guī)劃、秩序的運行，保企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營任務順利完成，將企業(yè)的技術經(jīng)濟指標提升到新水平，將經(jīng)營戰(zhàn)略提升到新的高度。

維護經(jīng)濟并不是在大修和維護過程中單方面追求省工和維護成本，從而導致維護水平降低。要杜絕以往的出現(xiàn)故障就換設備的錯誤想法，充分的理解維護也可以纏上巨大的經(jīng)濟效益，樹立起“先維修設備，然后再更新備件”在不更新可維修設備的基礎上大力開展維修，節(jié)約并且發(fā)動員工的團隊合作和創(chuàng)新思維，挖掘設備的利用價值，并延長設備的使用壽命。

企業(yè)發(fā)展的第一生產(chǎn)力是要保證科學技術的持續(xù)性發(fā)展。良好的裝備設備改造技術可以大大的節(jié)約企業(yè)的投資成本，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。生產(chǎn)運行基本的問題可以在定期的維修檢查中進行解決。應該積極地推進投資少、見效快、實效高的技改項目，實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的提升，增加經(jīng)濟效益。應積極推廣并且完善技術改造投資效益評價，對生產(chǎn)設備和工藝進行逐步技術改造，例如，實施厚材料層燒結(jié)、小球燒結(jié)等技術，進行改造后可獲得較高的經(jīng)濟效益和社會效益，可以將燒結(jié)礦的產(chǎn)量和質(zhì)量進行有效提高，還可以降低運營程序的能損，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化提升。

6 結(jié)語

利用現(xiàn)有的診斷技術，對機械設備的運行狀況進行實時監(jiān)視和故障診斷，可以最大程度的降低設備運行中安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，并促進鋼鐵工業(yè)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展。作為鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，鋼燒結(jié)機械設備的質(zhì)量與生產(chǎn)的質(zhì)量和效率有關。本文探討了常見的故障診斷方法和處理對策，為鋼燒結(jié)機械設備的檢修和維護提供參考。