淺析煉鋼電氣控制系統

趙麗花

（江陰興澄特種鋼鐵有限公司，江蘇 江陰 214400）

0 前言

社會在發展，很多的建筑,機器等都需要鋼來作為必需的原料，那么煉出好鋼就變得尤為重要。本文簡要介紹一下煉鋼的電氣控制系統的設計和系統配置及功能，煉鋼過程中存在的問題還有底吹氬的改造過程。對煉鋼電氣控制系統的生產要求進行改進，這樣才能煉出更好的鋼。

1 煉鋼電氣控制系統的設計與功能

對于電氣控制系統，它的自動性主要是由PLC控制程序來進行調節，用DP現場總線來連接控制各部件，用這些部件合理的調整配合，這些部件分布在不同的位置，就形成了分布式的控制的系統。這樣就可以達到信號的傳遞，預警和相關的一些數據的采集的步驟，從而實現了控制住順序的額邏輯和控制聯動連鎖的控制。如果一旦有緊急情況，還可以使用人工自動的緊急停車的操控。為了提高系統的安全性，也為了進一步提升可靠性，要優化好電器的控制、儀表和計算機方面的控制調整。轉爐自動控制系統主要是有電氣、儀表和計算機共同相互協作完成。自動控制系統不是單一的一個系統，它是有三大主要構件組件而成的，首先有提示現場的信號和驅動的，然后就是在數據采集和初步的處理之中，要連續調節控制和對邏輯進行處理，這就依賴于最基本的自動設備。最后就是要不但監控生產過程中的作業的管理，計算模型的方式，數據的相關處理。第一個部分中歸為電氣系統，而后面兩個部分就是分布式的控制系統。在安鋼中，它的主要原理也是根據西門子其中一項的軟件程序控制。自動控制系統由轉爐本體控制、汽包汽化和風機來共同組合控制，同時伴有以太網來監控。這個系統的要求很很高，必須把握報警明晰，故障率要求低，達到國內的先進的水平。

2 煉鋼電氣控制系統中存在的問題

2.1 轉爐本體通訊總線設計過長

對于轉爐系統而言，其現場的通訊總線一般會很長，這樣就會導致依附在通訊線上很多的設備站點就會過多。這樣設備站點都在通訊總線上，萬一有一個設備站點出現問題，接踵而來就是通訊會出現問題，就會不能用以至于全部癱瘓。一個小問題就會導致很大的影響，使得無法正常工作。同時我們知道，煉鋼現場的環境不是很好，個別的操作箱的位置安裝的不正確，如果再受到環境溫度和粉塵的因素影響，就會讓圖爾克模板很容易損壞。

2.2 底吹系統單一的自動控制模式

在煉鋼的多種步驟設備中，其中最主要的一巷就是底吹系統。這個系統主要是由三個部分組成，包括了氮氣切斷閥和氬氣切斷閥，還有六個支管的調節閥，已經自動的設定系統。原來的模式是有氮氣和氬氣這個兩個切斷閥在不同的時間段進行自動打開和關閉，這是有已設定的程序去完成。隨著建設的需要，鋼的需求量也在不斷的擴大，傳統的單一的自動控制模式已經不能適應現有的技術要求。根據現在的生產和工藝的要求來說，如果還實行原有的技術，會導致支管的堵塞，這樣直接就導致底吹效果不好，從而也會造成氬氣的浪費，但是如果氬氣的出口量設定的不好，也會造成鋼液中夾雜著氮氣。

2.3 轉爐氧槍的氧氣切斷閥與氮氣氣動切斷閥之間的問題

對于氮封系統，主要是靠爐口的活動煙罩和轉爐加料來進行密封系統，然后靠氮氣的密封裝置來切斷閥門。在煉鋼的過程中，活動煙罩氮封在這個時候應該開著，然后在加料時加料系統的氮封需要打開。如果不這樣做，就會導致散的粉末四處飛散，冶煉時會有大量的煙散出，火上升設備就被破壞，這時氮氣流量很大，就會造成耗氣量很大。雖然平時看這種氧氣與氮氣之間的切換比較好，但是在等到檢驗結果時，就會發現煉鋼爐口是朝上的，煙氣大量且迅速而升起，會導致溜管和料斗液壓缸損壞方面的事故，所以氮氣的消耗一直降不下來。

2.4 監控系統不完善

對于煉鋼的過程，我們需要不停的監控。我們可以利用核心氧槍來對過程實時監控，來達到轉矩監控。用四臺電機驅動，再加上變頻器的轉矩同步，在操作界面上統一監控，所有情況都會顯示在主機上。為了能更好的監控，我們需要從PLC那里開始進行連接，將數據采集到PLC上面，然后進行歸檔保存和隨時顯示。這樣的話，就可以對所有的氧槍和電機進行工作的監控，所有的想知道的信息都會清清楚楚的呈現在眼前。

3 煉鋼電氣控制系統的改進和優化措施

3.1 氧槍系統的自動調節系統完善

對于氧槍系統的完善是至關重要的，因為其關系到生產的安全問題，減免不必要的危險事故的發生。氧槍的張力會隨著轉爐的的運轉的幅度而發生變化，我們可以根據氧槍變化過程中的鋼絲的張力變化的規律，根據張力的不同進行靈活的變動，當過大時，就要自動的分閘停止提槍，檢查沒有問題了就可以恢復正常的運作了。當氧槍的張力發生異常的時候，就應該自動封鎖氧槍的封閉變頻系統，這樣活有利于保護機器。通過氧槍的下吹，控制閥的氣缸的開閉，能有效的解決氧槍操作過程中的卡軌等問題。

3.2 底吹系統的改造

底吹系統也是很重要的一個系統，它的構造主要是從PLC上面進行入手。這其中主要分為四套的模式，工作人員可以根據冶煉的不同時間段或者不同的氣體切換模式來自主選擇最合適的一種模式。有的模式主要是靠吹氮氣來切換成氬氣，有的是全程只使用一種氣。無論你采用哪種模式，在倒渣或者是出鋼等環節中就都應該采用較低的流量進行全程的吹氮氣。那么怎樣才能最好的把握這個度，就應該根據吹氣流的不同需求，人員的操作經驗，來選擇不同的位置，對流量進行優化，適當的時候適當的氣，這樣既保證滿足生產的要求，又保證了不浪費。

3.3 氮封系統的設立

通過工作人員的反復實驗，把爐口的活動煙罩改造成壓縮空氣密封，這樣的系統就能夠減少低壓氮氣的消耗。然后還要對電氣連鎖和氣流方面進行改善，所以就要讓溜管保持干燥。同時將原來的氮封和氧封之間的連接處改造成槍位的連鎖，再根據爐況的判斷，用PLC程序來控制閥門，這樣就能做到既節約氣體，又可以保護設備，從而降低工作流量，最后就能夠提供氮氣的使用率。因此，對于氮封系統的設立與改進是非常有必要的，這樣提高煉鋼的質量。

3.4 加強各系統的監控

我們可以根據情況建立監控大系統，設立監控工程師崗位。在日常的工作中，調試人員每個人有每個人的工作，權責分明，最后的六個PLC的程序是單獨提供出來的。但是這也會帶來一個問題，就是本來是PLC進行信息聯絡工作，然后單獨的程序就會造成整個系統不能集中在一個項目之中，很可能導致信息的丟失。為了解決這個問題，我們可以再監控站上面安裝軟件，讓幾個PLC進行整合，這樣就會形成一個統一的大系統。這樣一來，整個監控就變得更可控，提高了管理人員對各系統的運行情況的隨時監控。

4 結語

電氣煉鋼的自動控制系統已經在多年的不斷實踐實驗中，不斷改進，現在基本已經處于較穩定的狀況。其中的PLC設備和通訊網絡的設計基本是安全可靠的?，F在煉鋼的自動化的問題已經基本解決，為煉鋼業的發展奠下了基礎，雖然有存在不足，但是只要改進就會越來越好。最終會實現生產率逐年提高，鋼的質量越來越好，生產安全有保障的未來。

［1］吳曉峰，利銘，司鵬，等.PLC在萊鋼轉爐自動控制系統中的應用[J].冶金自動化，2010，6（5）：55-57.

［2］廖常初.西門子工業通信網絡組態編程與故障診斷[J].北京：機械工業出版社，2009，4（9）：40－47.