宣鋼2500m3高爐自動步料的實現(xiàn)

趙雁峰

摘 要高爐布料是高爐煉鐵工藝中最為重要的一個環(huán)節(jié)，它直接決定著高爐內(nèi)礦石和焦炭的分布情況。礦石和焦炭的合理分布能夠使焦炭充分燃燒，使礦石中的Fe元素完全被還原，能夠產(chǎn)出質量更高、品質更好的鐵水。為了均勻布料，宣鋼2500m3高爐采用多環(huán)布料方式，通過布料溜槽的傾動和回轉，將料以多個環(huán)位、每個環(huán)位布一定圈數(shù)的方式布入爐內(nèi)，這樣就可以均勻布料，使爐內(nèi)燃燒平衡。布料溜槽環(huán)位的確定主要通過傾動自動找角實現(xiàn)的，因此，自動找角是高爐布料研究的關鍵。

【關鍵詞】高爐 多環(huán)布料 自動找角

1 引言

在21世紀的今天，隨著計算機網(wǎng)絡和PLC控制技術的突飛猛進，也帶動了高爐上料工藝的發(fā)展。皮帶裝料也早已取代了過去的小車裝料，成為了主流的裝料方式。高爐的裝料在向著全自動化發(fā)展的同時，也實現(xiàn)布料的準確性。定點布料，環(huán)形布料，扇形布料成為了大型高爐最常用的布料方式。使高爐的受料更呈現(xiàn)出規(guī)律性。高爐工長可以根據(jù)爐身的壓力點和溫度點的數(shù)值來確定采取哪種上料方法。工業(yè)控制的軟件、硬件的不斷完善，使布料的控制更為精確

2 爐頂布料系統(tǒng)的簡介

爐頂布料系統(tǒng)是整個高爐自控系統(tǒng)的關鍵，宣鋼2500m3高爐運用的是多環(huán)布料系統(tǒng)。可在布料矩陣表中設置18個環(huán)位和每個環(huán)位的布料角度。其整個布料過程主要涉及到料流閥，傾動，回轉、機械探尺和雷達探尺等重要機械設備。

宣鋼2500m3高爐布料工藝過程：料罐裝完料且均壓完畢，料線到達設定值，探尺上提至零位→開下密封閥與此同時布料溜槽步進到位→轉回轉→開料流調節(jié)閥到調節(jié)料流需要的開度→布料溜槽向爐內(nèi)布料，當布料完畢，料罐發(fā)出料空信號→將料流調節(jié)閥開到最大、延時關閉→關二均、關下密封閥→布料溜槽回到零位、料罐布料完畢→探尺下降測料面。通常每布完一罐料，探尺下降探料一次。

3 高爐布料的傾動自動找角的程序編制

多環(huán)設定程序的編寫，是布料程序的重中之重。2500m3高爐的環(huán)位最多可以設定18環(huán)，主要設定有兩項：一項為每個環(huán)位的角度，即傾動角度設定；二是每個環(huán)位回轉轉的圈數(shù)。這里主要對多環(huán)設定的程序進行說明。首先是回轉的記圈程序：當當前布料罐下密打開時，回轉開始記圈，我們應用的是回轉記圈點來進行記圈，即爐內(nèi)回轉一圈有6個記圈點，分別分布在0度、60度、120度、180度、240度、300度和360度的地方。這6個記圈點可以任選，如果選取60度為記圈點，則回轉每掃過一次60度的地方，圈數(shù)加1，直到放料完畢，關下密，回轉圈數(shù)保持住，即停留在這批料回轉轉的總圈數(shù)，等到下一批放料時，也就是下一次探尺下尺時，圈數(shù)回零。

傾動自動找角，首先設定傾動的環(huán)位，假設有一批料設定是3個環(huán)位（通常在實際生產(chǎn)中遠多于這個數(shù)，但道理是一樣的）。第一個環(huán)位的角度是42度，轉3圈；第二個換位是38度，轉5圈；第三個換位是35度，轉2圈；一共是10圈，3個環(huán)位。這里就需要設計一個環(huán)位指針，分別是3；3+5=8；8+2=10，即第N個環(huán)位指針對應的數(shù)值就是他前一個環(huán)位指針的數(shù)值加上第N環(huán)設定的圈數(shù)，傾動角度有幾個，就有幾個環(huán)位指針。那么第一個角度是42度是傾動提前找角找到了，此時的環(huán)位指針為1，當回轉記圈大于3圈時，換位指針加1，變成了2，這時就對應第二個傾動角度38度，38度成為了當前傾動角度的設定值。當回轉記圈大于8圈時，環(huán)位指針加1，環(huán)位指針就為3，對應第三個傾動角度35度，35度成為了當前傾動角度的設定值。當罐內(nèi)的料放空時，換位指針回到1，對應的角度是42度，42度成為了當前角度的設定值，這時傾動進行提前找角，找到下一批放料的第一個角度42度。如此思路，我們在程序上一共做了18個環(huán)位來滿足日常生產(chǎn)的要求。

傾動自動找角的控制程序總結為如下：

設回轉記圈數(shù)為n，總的圈數(shù)為m。

以最簡單的3個傾動角度為例，說明傾動是如何進行找角的。

42度，3圈（n1）；38度，5圈（n2）；35度，2圈（n3）；

設計1個環(huán)位指針*P。

當累計圈數(shù)n=0圈時，指針給定初始值為1（p=1）傾動找第一個角度42度。

當累計圈數(shù)n=3圈（n=n+n1）時，指針數(shù)累加1（p=p+1=2），傾動找第二個角度38度。

當累計圈數(shù)n=8圈（n=n+n2）時，指針數(shù)累加1（p=p+1=3），傾動找第三個角度35度。

當累計圈數(shù)n=10圈（n=n+n3）時，這時n=m，取n=0，指針至位為初始值1，傾動向上找回第一個角度42度。

這時一個循環(huán)的過程，即使一批料中有十個以上的環(huán)位都可以用這種方法解決。

4 傾動和回轉的電氣控制裝置

宣鋼高爐爐頂布料控制系統(tǒng)的傾動和回轉采用的是西門子矢量變頻控制， 6SE70西門子變頻器矢量控制功能強大，穩(wěn)定性好，所有的開環(huán)、閉環(huán)驅動控制及通訊功能由一臺強大的微處理器實現(xiàn)，可隨意選擇各種選件，驅動功能可以通過參數(shù)設置，功能塊連接來實現(xiàn)。根據(jù)不同的負載特性及工藝要求，可選擇各種不同的控制功能，而且各種監(jiān)控保護功能齊全，可以實現(xiàn)過流，過壓，欠壓各種限幅保護。

傾動和回轉接有編碼器，用于采集信號，為可編程控制器提供現(xiàn)場數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了傾動、回轉的全自動控制。

5 結束語

該控制系統(tǒng)運行可靠，確保高爐正常生產(chǎn)， 同時也提高了傾動找角的精確程度，使高爐的受料更加均勻，大大改善了爐況。為高爐的順產(chǎn)、增產(chǎn)提供了條件，同時降低了焦比，達到了節(jié)能減排的效果，實現(xiàn)了高爐高產(chǎn)高效的目標。

參考文獻

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[3]季忠鳳.天鐵6號高爐上料控制系統(tǒng)程序設計與應用[J].天津冶金，2013（03）：44-46+50.

作者單位

河鋼宣鋼檢修公司 河北省張家口市 075100