钢铁冶炼机械设备的故障诊断及处理探析
时间：2021-01-29 08:01:17 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：钢铁企业的生产系统模式具有封闭性、连续性特征，涵盖了多种工序，然而工序之间衔接一旦出现问题或者说其中一道工序设备零件无法正常运转，都会影响到钢铁冶炼质量。本文主要对钢铁冶炼机械设备故障诊断方法进行了介绍，并深入分析了钢铁冶炼机械设备故障诊断的科学处理措施。
关键词：钢铁；冶炼机械设备；故障；处理
炼铁、炼钢、热轧、冷轧是钢铁冶炼的四个基本环节，而每一个环节所涉及到的相关机械设备都存在在差异，但是设备之间联系密切，倘若一个机械设备发生故障或者生产工序出现问题，则意味着钢铁冶炼生产将无法继续开展，并且可能会给钢铁企业带来巨大的经济损失。因此，为了能够最大限度保障钢铁冶炼能够有序开展，相关技术人员必须做好钢铁冶炼机械设备故障诊断工作，并对故障采取科学处理措施，使其机械设备能够尽快恢复工作。
一、钢铁冶炼机械设备故障诊断方法介绍
（一）系统数学模型
钢铁冶炼机械设备一旦投入生产之后，机械设备将进入高强度工作状态之中，因此，容易出现一些故障，如果不及时进行处理将会影响到整个生产效率与质量。在针对机械设备故障时，常常会用到系统数学模型诊断方法，通过建立数学模型，并与机械操作系统相融合，然后通过参数模型估计技术、等价空间方程技术、Kalman滤波器、Luenberger观测器等等比较先进的工艺技术，对钢铁冶炼机械设备的故障进行诊断与分析，该诊断与分析流程主要包括“故障监控、故障诊断、故障分析、故障修复”等等。所以，在对故障诊断的过程中，对于数学模型的构建具有比较高的要求，倘若在精度上未能达标，那么则会影响到诊断的准确性。[1]
（二）信号处理
钢铁冶炼机械设备在实际运行中会有对应的信号显示，而信号处理诊断方法则是以判断机械设备对应信号是否存在异常为基础，从而明确机械设备所产生的信号是否符合正常标准，倘若出现异常信号或者故障类特征等等，则可以确定钢铁冶炼机械设备所出现的故障类型。比如，在钢铁冶炼的过程中，机械设备中设置了对应的速度传感器、温度传感器，并分别负责接收机械设备的速度信号与温度信号。通过信号处理诊断方法，能够对机械设备速度信号、温度信号进行诊断与检测，从而及时发现设备运行过程中存在的问题，及时进行处理、目前，钢铁冶炼机械设备故障信号诊断常用方法主要有：时间序列特征提取法、谱分析法、自适应信号处理法等等。信号处理诊断方法与系统数学模型诊断方法相对比，前者的适用性更强。
（三）人工智能
以智能技术、自动化技术为核心的人工智能诊断故障方法，能够对钢铁冶炼机械设备的故障实现自动化、智能化诊断，目前已经是故障诊断方法中最为重要的一种，有着良好的发展前景。人工智能诊断方法需要设置复杂的体系，同时也不需要设备构建数学模型，该方法与钢铁冶炼机械设备的操作系统能够很好的融合，能够针对各个环节进行监测与诊断，是目前效率、精准率最高的方法。人工智能故障诊断方法以人工神经网络预测体系为基础，同时融合了模糊数学理论，因此，与钢铁冶炼机械设备操作系统特别相适应。同时，该故障诊断方法设置了神经网络预测诊断系统、模糊逻辑智能诊断反映系统、专家诊断系统以及故障诊断管理系统等等。人工智能是科学研究领域非常重视的一个部分，因此，该方法还有巨大的提升空间。[2]
（四）其他诊断方法
除开上述三种故障诊断方法之外，在对钢铁冶炼机械设备故障进行诊断时还有一些其他诊断方法比较实用，例如，灰色关联诊断识别技术、运行模式故障诊断技术等等，这些诊断方法通过不断的完善，还衍生出了耦合混合新型故障诊断技术。因此，在对钢铁冶炼机械设备故障进行诊断的过程中，需要结合实际情况而定。
二、钢铁冶炼机械设备故障诊断的科学处理方法
（一）转子不平衡的处理方法
在钢铁冶炼机械设备实际运行过程中，转子转动的质量关系到机械系统运行的稳定性，倘若出现转子不平衡的情况，势必会影响到整个冶炼过程。基于转子旋转的基本性质来讲，在实际运作的过程中必然有幅值方面的变化，一旦开始启动、运作，由于各方面因素的作用，极有可能出现振动不平衡的情况，因此，可以从以下方面来进行处理：
第一，转子在实际转动过程中一旦出现振动，首先需要的是进行全面观察，
并对转子速度进行分析，看是否已经到临界值；同时，需要及时测量转子转动速率，并将其与标注速率进行对比。
第二，在确定振动是否是因为基础共振所引发时，可以采用相位分析法。如果此时相位与频率保持着一直，则可以判断出引起振动不平衡额原因是基础共振所引起的；倘若各个点在不同旋转方向的情况下出现相位差速、高速运转、低速运转时，则可以明确是由于振动不平衡所引发的。
第三，角度不对与平行不对。所谓平行不对指的是“转子”在运转过程中出现“不对”的情况，包括角度不对与平行不对。角度不对指的是两侧轴向振动相位持续保持在180°之中，则可能导致多倍频振动；而“平行不对”则指的是两侧轴承之间径向振动持续保持在180°之中。因此，需要通過调解，使其转子能够保持在合理的状态之中。[3]
（二）齿轮故障处理方法
齿轮是钢铁冶炼机械设备稳定运行的关键，由于齿轮需要对振动影响进行全面承载，所以在实际运行过程中可能呈现出现边频带，所以可以通过波形图、频谱图来分析齿轮实际振动的情况，可以通过信号故障诊断方法与人工智能诊断方法相互结合方式进行快速判断，进而有针对性的提出解决对策。信号处理方法，通过时域处理对振动加速度进行分析，但需要降低其他信号带来的干扰。钢铁冶炼机械设备齿轮故障处理对策，具体来讲如下：
第一，时域诊断技术，从理论上来讲是借助了频谱图、波形图的基本原理，并通过智能分析技术，对物理振动进行描述，找出诊断结果与实际标准的差异，从而明确故障，并采取对应的处理方法；
