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【摘 要】钢铁行业作为我国的重要经济支撑行业，而在钢铁行业的生产过程中，冶炼机械的应用是非常重要的，在工业生产中发挥着重要的作用。但是，在鋼铁冶炼的过程中，钢铁冶炼设备由于长期使用，而又很难对其进行一定的保养，因此就会出现一些故障，这对我国钢铁行业的发展有着很大的影响。基于此，文章对钢铁冶炼机械设备的故障诊断及处理措施进行分析，以期能够提供一个借鉴。
【关键词】钢铁冶炼机械设备；故障诊断；处理措施
1.钢铁冶炼机械设备的故障分析
1.1异常振动带来的影响
假如在冶炼工业生产中，机械设备出现异常振动，那么可能是设备内部出现了潜在的故障，这是大的严重的故障发生的前兆。专业人员要对这种现象给予高度的重视，一旦发生异常振动，就要对机械设备进行仔细检查，将隐患提前消除。假如对这种异常振动不予理睬，那么一旦故障真正发生时，后悔给企业的生产造成极大的影响，进而影响工艺质量，甚至会威胁人身安全。所以，一定要对机械设备出现的振动给予高度关注，根据振动出现的不同位置，对原因进行判断，找到故障发生点，消除隐患，保证工业生产的安全性。另外，转子不平衡在机械设备的工作中也会造成一定的影响，由于转子的转动带动真个系统的运行，那么在整个过程中会产生离心力的作用，它有转子旋转的速度决定。所以，一旦出现频率幅度的巨大变化，可以判断是由振动产生的不平衡引起的。
1.2焊接带来的弊端
焊接的弊端我们已经知道，激光焊接技术是一种新兴的高科技焊接技术，激光焊接是利用高能量的激光脉冲对微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向溶化后形成特定熔池来达到焊接目的。它主要是针对薄壁材料、精密零件等进行焊接叠焊。可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，焊缝宽度小，热影响区小，变型小。可控制，易实现自动化。但是它也同传统的焊接技术一样，有它自身的局限性。
在对机械设备进行焊接维修工作的过程中，容易出现以下问题：对焊件进行加热时，局部出现不均匀加热或者冷却的现象，设备容易发生应力、变形的情况；受到工作环境的影响，焊接技术对设备进行的焊接工作容易出现裂纹、夹渣等缺陷；另外，由于进行焊接之前，提前准备工作、预热工作以及焊后热处理工作不到位，导致机械设备出现气孔或者裂纹等情况。如果将出现焊接缺陷的机械设备投入到生产工作中，那么很容易出现裂纹现象，并且这些裂纹会逐渐扩大，进而给生产工作带来更大的影响，不仅降低了工作效率，而且还增加焊修成本，影响生产任务的顺利完成。因此，为了有效的保证机械设备的焊接维修质量，需要采取积极有效的措施来加强矿山机械焊接技术的管理。
2.钢铁机械故障与事故发生的类别
2.1按照运转情况划分
机械故障的发生经常是在设备运转过程中出现的，因此按照设备运转的具体情况也可以分为运转初期、运转中期、运转后期的故障。故障发生在运转初期时，一般大多数是机械自身的质量问题，否则不会一开始运转就出现问题；而运转中期的故障一般是操作人员操作不符合操作规程所造成的，运转中期的故障通常会对设备运行产生较大的影响，是故障诊断必须要关注的重点；而运转后期的故障多数是设备运行到有效使用年限届满时设备自身的性能与人为操作不当后果的结合点，此时设备面临的维修成本、改造成本、废弃成本相对比较高。
2.2按照时间因素划分
通常我们将设备故障的伴随性分为突发性和累计性的故障。突发性故障，是指由于外界因素作用下，机械设备在不能承受的情况下偶然间发生的一种故障类型，这种故障没有一点征兆，因此也难以进行针对性的管理。累积性的故障，是机械设备在长时间的运转过程中各种问题的综合反映，而这种故障一旦发生那么整个机械设备的有效使用寿命将会临近，这种故障发生以后设备即使经过维修，但随时都有可能再次出现故障以报废告终，但是这种故障类型是长时间积累下来的，所以在平时的化工生产中具有可预防性和可处理性。
3.钢铁冶炼机械设备故障诊断的主要理论及其方法
3.1基于系统数学模型的诊断方法
代控制理论和现代优化方法为指导，利用Luenberger观测器、等价空间方程、Kalman滤波器、参数模型估计与辨识等方法产生残差，然后基于某种准则或阀值对残差进行分析与评价，实现故障诊断。
3.2基于系统输入输出信号处理的诊断方法
通过某种信息处理和特征提取方法来进行故障诊断，应用较多的有各种谱分析方法、时间序列特征提取方法、自适应信号处理方法等。这种方法不需要对象的准备模型.因此适应性强。
3.3基于人工智能的诊断方法
基于建模处理和信号处理的诊断技术正发展为基于知识处理的智能诊断技术。人工智能最为控制领域最前沿的学科，在故障诊断中已得到成功的应用。
4.钢铁行业中故障诊断技术的应用
常用的诊断方法有很多，例如超声波法、振动法、声发射探测发、红外线法等，然后在机械设备的监测技术法中以振动法应用最为广泛。机械设备的振动是作为衡量设备状态的重要指标之一，是在不停机、不解体的情况下了解设备劣化程度和故障性质的重要判断。目前在机械设备故障诊断技术体系中，振动诊断居主导地位，应用广泛，其理论和测量方法成熟，结果准确可靠，便于实施。所以我们总结出机械振动中最基本也是最简单的振动形式：简谐振动，其表达式为：x=Asin（ωt+φ），Asin代表机械振幅，ω代表圆频率，t代表相位，φ代表初相位；d（t）=Dsin[（2π/T）t+φ]也可。振幅、频率、相位这也是机械振动的基本三要素。一般来说，我们对机械设备故障诊断的过程（图1所示）
图1机械设备故障诊断过程
通过图1我们了解到：
①需要通过特征信号的检测，成为初始化模式，信号一般以能量的形式和物体的形式进行表现（能量的形式如力、温度、振动、电压等，物体的形式如锈、裂纹、磨损的颗粒等），所以我们采用感官或传感装置对信号进行收集。 ②我们对故障征兆的提取时，将初始化模式进行维数压缩，形式變换，删除冗余信息，最后形成待检模式。
③依靠建立判别函数、判别规则将待检模式与参考模式进行比较及状态分析。
④统筹判别结果，采取相应的措施对机械设备进行预测。现大型煤矿的主要通风机主要采用振动的检测模式进行监测，初期设置上下限，然后通过探头监测设备的运行状态，一旦超过预先设置的限位，系统马上报警，提醒作业人员进行处理，将事故扼杀在萌芽状态，确保矿井的正常生产。
4.1振幅检测
它以单位米或厘米进行表示，是标量。振幅是体现机械振动的强度及能量。主要以振动时移位、速度和加速度三个特征量。
4.2周期和频率检测
周期标示质点振动快慢的物理量，周期越长，振动越慢。也就是机械设备每次振动所花费的时间；频率是指每秒设备振动的次数，是描述振动物体往复运动频繁程度的量，它是振动的重要特征之一。不同的机械设备结构、不同的部件、不同的故障源，所产生的频率不一样。所以，频率的分析是机械设备诊断技术中重要手段。
4.3相位检测
相位是反映交流电任何时候的状态物理量。相位与频率作用都是一样，用于表示机械设备振动特征的重要信息。所以，在不同的故障源，所形成的相位也有所不同，假如出现两个故障源，那么相位可能是叠加的，这种后果更严重。除此外，相位也有减振的作用，当相位相反时，可能会引起振动抵消。我们对机械设备采用相位测量，主要查看谐波、动平衡、振型及判断共振点。
结束语
当前，科学合理安排检修提供依据，可以提高设备的利用效率，产生了很大的经济价值，对此类故障诊断系统的研究有很深远的意义。所以，要利用现在的诊断技术，对机械设备在运行期间的故障进行实时监测，对设备的运转状况进行检查分析，一旦出现了威胁到企业生产的状况，就能够做到事先预警，防止事故的发生，降低了由此带来的经济损失。
参考文献：
[1]王琳.机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展趋势[J].武汉工业大学学报，2000，03：62-64.
[2]尹洪珠.基于Internet的机械设备的远程故障诊断中若干问题的研究[D].大连理工大学，2002.
[3]崔彦平，傅其凤，葛杏卫，刘玉秋.机械设备故障诊断发展历程及展望[J].河北工业科技，2004，04：59-62.
【关键词】钢铁冶炼机械设备；故障诊断；处理措施
1.钢铁冶炼机械设备的故障分析
1.1异常振动带来的影响
假如在冶炼工业生产中，机械设备出现异常振动，那么可能是设备内部出现了潜在的故障，这是大的严重的故障发生的前兆。专业人员要对这种现象给予高度的重视，一旦发生异常振动，就要对机械设备进行仔细检查，将隐患提前消除。假如对这种异常振动不予理睬，那么一旦故障真正发生时，后悔给企业的生产造成极大的影响，进而影响工艺质量，甚至会威胁人身安全。所以，一定要对机械设备出现的振动给予高度关注，根据振动出现的不同位置，对原因进行判断，找到故障发生点，消除隐患，保证工业生产的安全性。另外，转子不平衡在机械设备的工作中也会造成一定的影响，由于转子的转动带动真个系统的运行，那么在整个过程中会产生离心力的作用，它有转子旋转的速度决定。所以，一旦出现频率幅度的巨大变化，可以判断是由振动产生的不平衡引起的。
1.2焊接带来的弊端
焊接的弊端我们已经知道，激光焊接技术是一种新兴的高科技焊接技术，激光焊接是利用高能量的激光脉冲对微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向溶化后形成特定熔池来达到焊接目的。它主要是针对薄壁材料、精密零件等进行焊接叠焊。可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，焊缝宽度小，热影响区小，变型小。可控制，易实现自动化。但是它也同传统的焊接技术一样，有它自身的局限性。
在对机械设备进行焊接维修工作的过程中，容易出现以下问题：对焊件进行加热时，局部出现不均匀加热或者冷却的现象，设备容易发生应力、变形的情况；受到工作环境的影响，焊接技术对设备进行的焊接工作容易出现裂纹、夹渣等缺陷；另外，由于进行焊接之前，提前准备工作、预热工作以及焊后热处理工作不到位，导致机械设备出现气孔或者裂纹等情况。如果将出现焊接缺陷的机械设备投入到生产工作中，那么很容易出现裂纹现象，并且这些裂纹会逐渐扩大，进而给生产工作带来更大的影响，不仅降低了工作效率，而且还增加焊修成本，影响生产任务的顺利完成。因此，为了有效的保证机械设备的焊接维修质量，需要采取积极有效的措施来加强矿山机械焊接技术的管理。
2.钢铁机械故障与事故发生的类别
2.1按照运转情况划分
机械故障的发生经常是在设备运转过程中出现的，因此按照设备运转的具体情况也可以分为运转初期、运转中期、运转后期的故障。故障发生在运转初期时，一般大多数是机械自身的质量问题，否则不会一开始运转就出现问题；而运转中期的故障一般是操作人员操作不符合操作规程所造成的，运转中期的故障通常会对设备运行产生较大的影响，是故障诊断必须要关注的重点；而运转后期的故障多数是设备运行到有效使用年限届满时设备自身的性能与人为操作不当后果的结合点，此时设备面临的维修成本、改造成本、废弃成本相对比较高。
2.2按照时间因素划分
通常我们将设备故障的伴随性分为突发性和累计性的故障。突发性故障，是指由于外界因素作用下，机械设备在不能承受的情况下偶然间发生的一种故障类型，这种故障没有一点征兆，因此也难以进行针对性的管理。累积性的故障，是机械设备在长时间的运转过程中各种问题的综合反映，而这种故障一旦发生那么整个机械设备的有效使用寿命将会临近，这种故障发生以后设备即使经过维修，但随时都有可能再次出现故障以报废告终，但是这种故障类型是长时间积累下来的，所以在平时的化工生产中具有可预防性和可处理性。
3.钢铁冶炼机械设备故障诊断的主要理论及其方法
3.1基于系统数学模型的诊断方法
代控制理论和现代优化方法为指导，利用Luenberger观测器、等价空间方程、Kalman滤波器、参数模型估计与辨识等方法产生残差，然后基于某种准则或阀值对残差进行分析与评价，实现故障诊断。
3.2基于系统输入输出信号处理的诊断方法
通过某种信息处理和特征提取方法来进行故障诊断，应用较多的有各种谱分析方法、时间序列特征提取方法、自适应信号处理方法等。这种方法不需要对象的准备模型.因此适应性强。
3.3基于人工智能的诊断方法
基于建模处理和信号处理的诊断技术正发展为基于知识处理的智能诊断技术。人工智能最为控制领域最前沿的学科，在故障诊断中已得到成功的应用。
4.钢铁行业中故障诊断技术的应用
常用的诊断方法有很多，例如超声波法、振动法、声发射探测发、红外线法等，然后在机械设备的监测技术法中以振动法应用最为广泛。机械设备的振动是作为衡量设备状态的重要指标之一，是在不停机、不解体的情况下了解设备劣化程度和故障性质的重要判断。目前在机械设备故障诊断技术体系中，振动诊断居主导地位，应用广泛，其理论和测量方法成熟，结果准确可靠，便于实施。所以我们总结出机械振动中最基本也是最简单的振动形式：简谐振动，其表达式为：x=Asin（ωt+φ），Asin代表机械振幅，ω代表圆频率，t代表相位，φ代表初相位；d（t）=Dsin[（2π/T）t+φ]也可。振幅、频率、相位这也是机械振动的基本三要素。一般来说，我们对机械设备故障诊断的过程（图1所示）
图1机械设备故障诊断过程
通过图1我们了解到：
①需要通过特征信号的检测，成为初始化模式，信号一般以能量的形式和物体的形式进行表现（能量的形式如力、温度、振动、电压等，物体的形式如锈、裂纹、磨损的颗粒等），所以我们采用感官或传感装置对信号进行收集。 ②我们对故障征兆的提取时，将初始化模式进行维数压缩，形式變换，删除冗余信息，最后形成待检模式。
③依靠建立判别函数、判别规则将待检模式与参考模式进行比较及状态分析。
④统筹判别结果，采取相应的措施对机械设备进行预测。现大型煤矿的主要通风机主要采用振动的检测模式进行监测，初期设置上下限，然后通过探头监测设备的运行状态，一旦超过预先设置的限位，系统马上报警，提醒作业人员进行处理，将事故扼杀在萌芽状态，确保矿井的正常生产。
4.1振幅检测
它以单位米或厘米进行表示，是标量。振幅是体现机械振动的强度及能量。主要以振动时移位、速度和加速度三个特征量。
4.2周期和频率检测
周期标示质点振动快慢的物理量，周期越长，振动越慢。也就是机械设备每次振动所花费的时间；频率是指每秒设备振动的次数，是描述振动物体往复运动频繁程度的量，它是振动的重要特征之一。不同的机械设备结构、不同的部件、不同的故障源，所产生的频率不一样。所以，频率的分析是机械设备诊断技术中重要手段。
4.3相位检测
相位是反映交流电任何时候的状态物理量。相位与频率作用都是一样，用于表示机械设备振动特征的重要信息。所以，在不同的故障源，所形成的相位也有所不同，假如出现两个故障源，那么相位可能是叠加的，这种后果更严重。除此外，相位也有减振的作用，当相位相反时，可能会引起振动抵消。我们对机械设备采用相位测量，主要查看谐波、动平衡、振型及判断共振点。
结束语
当前，科学合理安排检修提供依据，可以提高设备的利用效率，产生了很大的经济价值，对此类故障诊断系统的研究有很深远的意义。所以，要利用现在的诊断技术，对机械设备在运行期间的故障进行实时监测，对设备的运转状况进行检查分析，一旦出现了威胁到企业生产的状况，就能够做到事先预警，防止事故的发生，降低了由此带来的经济损失。
参考文献：
[1]王琳.机械设备故障诊断与监测的常用方法及其发展趋势[J].武汉工业大学学报，2000，03：62-64.
[2]尹洪珠.基于Internet的机械设备的远程故障诊断中若干问题的研究[D].大连理工大学，2002.
[3]崔彦平，傅其凤，葛杏卫，刘玉秋.机械设备故障诊断发展历程及展望[J].河北工业科技，2004，04：59-62.