淺談宣鋼2500m3高爐自動化系放料布料異常情況的處理

蔡宇

(宣化鋼鐵集團檢修公司,河北宣化 075100)

淺談宣鋼2500m3高爐自動化系放料布料異常情況的處理

蔡宇

(宣化鋼鐵集團檢修公司,河北宣化 075100)

爐頂上料系統是高爐自動化系統的核心,其具有內容龐大，連鎖繁多等特點。針對這些特點，爐頂自控系統需要不斷完善與優化，才能為高爐高效、高質生產提供必要保障。

高爐 爐頂上料 自動控制系統

宣鋼2500m3高爐在投產時，已實現了全自動，能夠滿足生產的需要。但隨著高爐操作日益精細化，上料速度的不斷提高，爐頂自控系統也逐漸暴露出一些問題，特別是當高爐設備出現異常情況，且無法在短時間處理好時，這些問題便顯得尤為致命。本文從生產工作實際出發，在了解、掌握當前高爐上料自動控制應用現狀的基礎上，結合我單位爐頂上料系統的具體設備狀況和放料、布料過程中經常遇到的異常情況，通過對爐頂上料自動控制程序的優化與創新，及時準確的處理高爐的異常情況，通過近半年的生產實踐,高爐沒有發生一次因自控系統問題而休風的事故，有力的保障了高爐的高產、穩產。

1 研究背景

宣鋼2500m3高爐是宣鋼煉鐵系統的支柱，其自動化程序已經達到了國內先進水平，即篩料、上料、裝料已實現完全自動化，在正常情況下無需任何手動干預。通過平常在實際生產中的不斷摸索和積累，總結出了高爐上料過程中最常出現的一些異常情況，這些情況主要包括：頂壓異常，放料料種異常，閥位信號，料位異常，編碼器異常等。通過對程序上的完善可以及時處理這些異常情況。

2 詳細內容

2.1 頂壓異常的處理

頂壓是高爐煉鐵中的一項重要數值指標，頂壓如出現異?；蛘邤抵挡▌虞^大時都會直接影響高爐的正常生產。頂壓在程序中應用的很多，其中就有料罐壓差這一項，根據高爐煉鐵工藝的規定，料罐壓差=罐壓—頂壓。而壓差是料罐開下密的必要條件，壓差一旦不準，直接影響著下密是否會自動打開。而原來的程序中頂壓的數值只來自“頂壓平均”，“頂壓平均”指的是爐頂四個方位的頂壓在程序中算出的平均值然后傳遞給頂壓，這樣的話如果四個頂壓中有一個頂壓出現異常，“頂壓平均”就會不準確，那么由此得出的料罐壓差也便不準確，高爐就無法自動打開下密和料流放料，必須手動打開下密，如果這時崗位操作人員打開下密的時機過晚，便會直接影響高爐受料。針對這種情況，可考慮在程序中增加另外兩種途徑的頂壓供選擇，即：爐頂頂壓和本體頂壓，再加上之前的“頂壓平均”就有了三個頂壓選擇，如果其中一個頂壓異常，可以在操作畫面上不選擇“頂壓平均”，而選擇其他兩項，高爐可繼續自動放料，待異常的頂壓處理完畢，再選回“頂壓平均”即可。而且爐頂頂壓是從爐頂PLC輸入的頂壓數值，本體頂壓是從本體PLC輸入的頂壓數值。這樣也會形成一個冗余的保護，當一套PLC出現問題時，也不會影響從別的PLC輸入的頂壓。采取了這種改進后，由原來的容易出現故障的單點優化成可供選擇的三點，大大降低了故障發生率。

2.2 自動化放料料種異常的處理

爐頂的裝料順序是一批焦炭，一批礦石交替放料。正常情況下，自動程序會按事先設定好的步驟自動進行，不會出現錯誤，當遇見特殊情況需要崗位工進行手動放料時，常常會出現放錯料、放重料的情況，如應該放焦炭結果放成礦石，就會出現連續放兩罐相同的料。解決這個情況可在程序中增加一段報警程序來避免，大體思路是這樣的，具體實現時，利用程序中的功能塊記憶1#、2#兩個料罐的料種，當兩次料種相同時，系統會發出報警提示崗位操作工及時修正，從而避免了更壞的情況的出現。

2.3 閥位信號異常的處理

爐頂各閥現用信號和備用信號不一致延時報警。爐頂上各個關鍵閥都有兩套信號可供選擇，一套為常用信號，一套為備用信號，當常用信號出現異常情況時可以選擇切換到備用信號，供現用閥出現異常時，及時切換成備用閥放料，給處理閥位異常以足夠的時間。在實際生產過程中，當常用信號出現異常導致現用閥出現異常時，崗位操作工經常不能第一時間發現，由于爐頂各閥均存在不同程度的連鎖關系，所以會導致自動程序不能順利向下進行，進而嚴重影響高爐放料。針對這種情況，可在程序中增加爐頂各閥現用信號和備用信號不一致延時語音報警程序，幫助操作工及時發現閥位異常。

2.4 料線異常的處理

增加雙尺平均料線提尺程序。原來的程序為雙尺必須都到料線后提尺，如果其中一個探尺到達設定料線(現定1.5米)，而由于高爐受料不均，產生偏尺現象，另一個探尺遲遲到達不了設定料線，這樣料面不斷的下降，而自動程序由于有一個探尺不到料線，不會提尺放料，而這時高爐工長又沒有及時發現，沒有手動提尺放料，將會嚴重影響高爐受料出現虧料面的情況。雙尺平均料線提尺程序，有效的避免了這一現象。即使高爐偏尺，有一個探尺到達不了料線，隨著另一個探尺的不斷下降，到達設定平均值，高爐即可提尺放料。

2.5 編碼器異常的處理

傾動料流編碼器自動切換。爐頂上料程序最重要的的參數反饋就是傾動和料流角度了，他們中有任何一個出現異常都會直接導致環形布料無法正常進行。料流和傾動編碼器現場均選用4—20mA編碼器，且為一用一備，由崗位操作工手動切換，這樣一來，即使操作工反應再快，當前的放的料也會出現放料錯誤。當編碼器斷電、電源保險燒壞或線路出現斷路時，編碼器的顯示值均為負值?；谶@點，我們加入了編碼器自動切換程序，即當前使用的編碼器顯示值一旦為負值，程序立即自動切換到備用編碼器，并發出報警信號，切換速度達到了毫秒級，不影響當前放料，為高爐的正常受料又多加了一層保護。

2.6 爐頂自動打水程序

高爐在放完焦炭后，頂溫會升高，當頂溫達到報警值時(一般為230度)，如果高爐探尺還沒有到料線設定，不能繼續放料，就需要爐頂開啟爐喉灑水球閥，給爐內打水降溫。如果未能及時對爐內進行打水降溫，會對爐頂設備，甚至是氣密箱，造成損壞。在平時的操作中，工長因為需要操作和觀察的設備、數據較多，很容易忘記及時對爐內打水。針對這個問題，可在程序中對四個頂溫分別做出高、低限位報警，四個頂溫中的其中任意一個出現高限位報警后，程序自動打開爐喉灑水球閥，對爐內打水降溫，當四個頂溫全部達到報警低限后，程序自動關閉爐喉灑水球閥，停止對爐內打水。爐喉灑水球閥的控制上，把以前的只有手動操作改為了可以在手、自動上切換，只有此閥在自動方式下，才會進行自動打水。對高爐進行自動打水降溫，減少了工長的工作量，并且避免了因工長的操作失誤而引起的沒有及時對爐內打水和對爐內打水過多。

3 結語

高爐放料布料朝著智能控制方向發展是必然趨勢，但具體情況不同，所適用的控制方法也會有所區別。對于設備裝備水平較高的大型高爐采用先進的自動控制系統完善放料過程，有著重要的現實意義，將使高爐放料布料過程更加高效，對整個高爐煉鐵生產的節能降耗作用將更加明顯。