高爐泥炮打泥量指示裝置的改進(jìn)與應(yīng)用

于成龍

（萊蕪鋼鐵集團(tuán) 自動(dòng)化部鋼區(qū)車間 271104）

0 引言

目前液壓泥炮打泥量指示裝置大多采用機(jī)械指針指示裝置，精確度差，打泥量靠爐前工的經(jīng)驗(yàn)來判斷，造成鐵口深度不穩(wěn)定，炮泥浪費(fèi)嚴(yán)重，不利于高爐的穩(wěn)定順行和節(jié)約成本。本文將介紹一種打泥量檢測裝置：SZM2000型打泥量顯示系統(tǒng)。本裝置將打泥量直接反應(yīng)在現(xiàn)場的LED顯示屏上，并將每次產(chǎn)生的數(shù)據(jù)記錄保存，從而進(jìn)行累計(jì)；還可以將瞬時(shí)流量值通過儀表傳送到PLC模擬量模塊，再經(jīng)處理后通過計(jì)算機(jī)顯示，生成歷史趨勢，供主控室人員查看。

1 泥炮工藝概述

泥炮和開鐵口機(jī)相互配套是煉鐵高爐的必備設(shè)備，其功能是在放完渣鐵后封堵高爐鐵口，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化高爐冶煉。組成部分：主要由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和打泥機(jī)構(gòu)兩部分組成。

液壓炮旋轉(zhuǎn)堵鐵口的工作過程中，其控制系統(tǒng)為差動(dòng)回路。系統(tǒng)液壓油經(jīng)過手動(dòng)操作液壓換向閥，一路液壓油經(jīng)過前置塊中液控單向閥，進(jìn)入油缸無桿腔，同時(shí)液壓油打開液控單向閥，有桿腔的回油經(jīng)過順序閥、液控單向閥進(jìn)入油缸無桿腔，形成差動(dòng)回路，使液壓缸的活塞桿快速的帶動(dòng)液壓炮身旋轉(zhuǎn)至鐵口位置；退炮時(shí)，系統(tǒng)壓力油經(jīng)過單向閥、順序閥進(jìn)入液壓缸的有桿腔；同時(shí)，壓力控制油打開無桿腔的液控單向閥，無桿腔的回油經(jīng)過液控單向閥、液壓換向閥流回油箱。

其前置塊是用來控制轉(zhuǎn)炮油缸，主要作用是用來鎖緊轉(zhuǎn)炮油缸，確保液壓炮能夠停在任意位置而不自行滑動(dòng)；另外，在進(jìn)炮時(shí)形成差動(dòng)回路，以便油缸帶動(dòng)炮身快速的轉(zhuǎn)到工作位置。同時(shí)，順序閥可以使無桿腔形成一定的背壓，確保泥炮平穩(wěn)運(yùn)行。

2 工作原理

本打泥量檢測系統(tǒng)是通過流量檢測裝置，對流經(jīng)其中的液壓油量進(jìn)行檢測，由流計(jì)將流量瞬時(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)傳入電氣控制柜中的流量積算儀中進(jìn)行累計(jì)，再經(jīng)過換算得到實(shí)際的打泥量。

系統(tǒng)流程圖如下圖一所示：

圖一 系統(tǒng)流程圖

基于泥炮的工作原理（液壓油推動(dòng)泥塞將炮泥壓出炮口）可知，泥塞的實(shí)際行程：

因此，由上述公式可得：

所以，知道了打泥量時(shí)的進(jìn)油量（V油），泥炮泥缸、油缸的直徑（φ泥、φ油），就可以計(jì)算出此時(shí)的實(shí)際打泥量（V泥）。

3 主要部件介紹

3.1 傳感器探頭

傳感器是本系統(tǒng)的檢測元件，因此，傳感器的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到測量結(jié)果的正確性，安裝就顯得十分重要。

探頭安裝在泥炮有桿腔（無桿腔也可）液壓管路上，盡量離現(xiàn)場操作室近（最好安裝在操作室內(nèi)）且應(yīng)避免暴露于鐵口前，降低生產(chǎn)環(huán)境對檢測數(shù)據(jù)的影響。安裝前，應(yīng)先確認(rèn)檢測裝置的方向，保證檢測裝置上流量計(jì)的方向與液壓油在打泥時(shí)的流向是一致的。

傳感器探頭安裝位置如圖二所示：

圖二 傳感器安裝示意圖

3.2 流量積算儀

本設(shè)備采用的流量積算儀為，SWP-LCD-NLR智能化防盜型流量/熱能積算記錄儀。

本積算儀的工作原理如圖三所示

圖三 積算儀工作原理圖

傳統(tǒng)的單一檢測流量信號(hào)的流量計(jì)，沒有考慮到溫度、壓力對流體介質(zhì)的影響。而實(shí)驗(yàn)表明溫度、壓力的變化，將會(huì)對流體的密度以及檢測裝置的物理性質(zhì)產(chǎn)生較大的變化，這樣就會(huì)產(chǎn)生誤差。為了從根本上彌補(bǔ)傳統(tǒng)流量計(jì)量儀表的不足，本流量積算儀采用如下補(bǔ)償原理：儀表在檢測流體的流量信號(hào)的同時(shí)，檢測流體的溫度、壓力信號(hào)，而對流體的密度及其他影響測量精度的其他相關(guān)參數(shù)進(jìn)行壓力、溫度補(bǔ)償，而使儀表具有較高的穩(wěn)定測量精度。

本積算無紙記錄儀是具有積算與記錄于一體的智能化多功能二次儀表，適合對流量進(jìn)行過程檢測、總量累積與過程控制。借助其記錄與遠(yuǎn)程功能，還可以隨時(shí)調(diào)閱過程量變化的歷史趨勢或相關(guān)的歷史記錄。

積算無紙記錄儀打印接口可直接與帶有RS232串行接口的打印機(jī)連接，完成定時(shí)打印、即時(shí)打印或報(bào)警打印等功能。儀表的串行通信接口還可與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)記錄數(shù)據(jù)的集中管理。

4 結(jié)束語

本文介紹的液壓泥炮打泥量指示裝置，已經(jīng)在萊鋼高爐中投入實(shí)際使用。其功能優(yōu)點(diǎn)，在使用中得到了體現(xiàn)，起到了節(jié)約炮泥，降低成本；同時(shí)打泥量數(shù)據(jù)對泥炮堵鐵口時(shí)的操作也起到重要的參考作用，提高了自動(dòng)化水平，方便了操作工的作業(yè)。現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示與歷史數(shù)據(jù)的采集與保存，是傳統(tǒng)機(jī)械指針式裝置無法比擬的巨大進(jìn)步。

[1]馬竹梧.煉鐵生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)[M].北京：北京冶金工業(yè)出版社，2005

[2]唐煒.攀鋼釩高爐爐前液壓泥炮開口機(jī)的遙控改造[J].四川冶金，2009.10