塔式爐上料能力的改進(jìn)與提升

曹汝森

摘 要：通過對(duì)塔式爐上料系統(tǒng)的升級(jí)改造——提升機(jī)系統(tǒng)的改造和調(diào)整PLC控制編程，進(jìn)而提高塔式爐提升機(jī)的工作效率，最終達(dá)到增加產(chǎn)量的目的。項(xiàng)目改造完成只是成功的第一步，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)改造后的項(xiàng)目的生產(chǎn)管理。企業(yè)往往注重項(xiàng)目的改造升級(jí)忽視項(xiàng)目升級(jí)完成所帶來的影響，本文為其他企業(yè)的項(xiàng)目升級(jí)改造提供一部分可借鑒依據(jù)。

關(guān)鍵詞：上料系統(tǒng);可編程控制器PLC;塔式爐;上料能力;生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.015

濱州盟威戴卡輪轂有限公司熔煉一區(qū)塔式爐采用料車上料的方式進(jìn)行投料，鋁錠（A356）融化能力為3.5T/h，提升機(jī)升降速度的節(jié)拍制約著塔式爐的融化能力。經(jīng)過企業(yè)技術(shù)人員與廠家溝通，可通過降低提升機(jī)減速機(jī)的減速比，縮短提升機(jī)的循環(huán)提升時(shí)間，最終達(dá)到提高塔式爐融化量的目的。

1 改造前狀況

塔式爐融化所需材料（A356鋁錠）經(jīng)料車提升機(jī)投入塔式爐融化室內(nèi)，由融化燒嘴進(jìn)行融化，融化后的鋁液進(jìn)入保持室內(nèi)?，F(xiàn)有提升機(jī)電機(jī)減速機(jī)型號(hào)：XWED74-289-3.0，扭矩為2650N·m，減速比i=289：1。提升機(jī)料車載重為110kg，單位循環(huán)時(shí)間為3.33min。隨著公司產(chǎn)能的提高，塔式爐融化效率的提升勢(shì)在必行。料車的運(yùn)行速度和容積，決定了塔式爐的投料量，進(jìn)而決定了塔式爐的產(chǎn)能。

經(jīng)過多次與廠方技術(shù)人員溝通和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)提升機(jī)的勘察，目前由于投料口爐門大小和提升機(jī)的限制，料車的體積已經(jīng)無法繼續(xù)增大。綜合給出的建議：（1）通過優(yōu)化上料時(shí)間、裝料制度以及提升機(jī)提升速率的提高，增加上料批次增大塔式爐的融化量。（2）在增加塔式爐提升批次的情況下，通過PLC編程控制的調(diào)整進(jìn)一步壓縮系統(tǒng)的控制時(shí)間。因此調(diào)整塔式爐提升塔式爐上料頻次和上料系統(tǒng)控制時(shí)間，能夠極大的提高塔式爐的融化量。

2 改造分析與措施

塔式爐上料系統(tǒng)主要有提升機(jī)系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)組成。本改造主要圍繞此系統(tǒng)展開。

2.1 提升機(jī)系統(tǒng)改造

塔式爐的提升機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)上料系統(tǒng)的關(guān)鍵系統(tǒng)，關(guān)系著物料的提升能力。它由減速機(jī)、鏈條、防護(hù)網(wǎng)、料車，由提升機(jī)的電機(jī)減速機(jī)通過鏈條牽引料車運(yùn)動(dòng)。整個(gè)運(yùn)行過程分為三個(gè)階段：裝料、料車上行卸料、料車下行。

上料頻次的增大，需要增加提升機(jī)的提升速率。經(jīng)調(diào)研論證，電機(jī)減速機(jī)型號(hào)：XWED74-187-3.0，扭矩為2650N·m，調(diào)整后減速機(jī)減速比由原先的289變?yōu)?87。通過理論計(jì)算，提升機(jī)一個(gè)循環(huán)時(shí)間約為2.5min，相對(duì)原提升機(jī)循環(huán)時(shí)間縮短約1min，理論每班融化量提升至17噸，融化能力提升約54.55%。減速機(jī)更換效果分析，詳見表1。

2.2 PLC控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)

可編碼控制器PLC是一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，具有體積小、功能性強(qiáng)、通用靈活和維護(hù)方便，特別是它的可靠性和較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，被廣泛應(yīng)用于冶金領(lǐng)域。

PLC控制系統(tǒng)主要作用是完成系統(tǒng)的邏輯控制和調(diào)節(jié)控制，即由PLC控制系統(tǒng)完成對(duì)塔式爐上料的順序控制和安全連鎖保護(hù)。主要功能包括：

（1）執(zhí)行裝料制度、裝料周期程序、放料程序和提升機(jī)防護(hù)門啟停程序，他的軟件是編制成周期程序表，在CRT上顯示，由現(xiàn)場(chǎng)操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際任務(wù)進(jìn)度進(jìn)行選擇，再由PLC執(zhí)行。

（2）運(yùn)轉(zhuǎn)控制。按照提升機(jī)工作流程設(shè)定，順序控制提升機(jī)防護(hù)門啟停、提升機(jī)啟停、塔式爐爐門開關(guān)的動(dòng)作順序，并執(zhí)行設(shè)備間連鎖。

（3）通信。與塔式爐其他部分的PLC主站以及控制站工控機(jī)等通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)通訊，構(gòu)成塔式爐的DCS控制系統(tǒng)。

本次PLC調(diào)節(jié)本著在盡可能提供上料車次的情況下，盡可能的壓縮系統(tǒng)時(shí)間。通過嚴(yán)格計(jì)算提升機(jī)的上料運(yùn)行時(shí)間，提前對(duì)塔式爐爐門進(jìn)行開啟，縮短投料控制，來完成對(duì)上料批次時(shí)間縮短的控制。

上料系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)改造完成后，提高了塔式爐的上料車次，進(jìn)而提升塔式爐的融化能力。經(jīng)過一段時(shí)間的驗(yàn)證后，每班次熔煉能力由每班的11噸提升至每班的16噸，塔式爐的最終產(chǎn)量得以提高。

3 改造后的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理

上料系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)的改造，提高了塔式爐的產(chǎn)量。但是在提高產(chǎn)量的同時(shí)還需要關(guān)注產(chǎn)量提升而造成的相關(guān)變量的控制與管理。產(chǎn)生變量分析見表2。

在經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)塔式爐產(chǎn)量提升后的變量效果分析，結(jié)合工作實(shí)際積極采取下列控制措施：

（1）綜合考慮降低勞動(dòng)者的生理疲勞。員工是生產(chǎn)要素之一，現(xiàn)場(chǎng)操作人員作業(yè)負(fù)荷的增大，增加了現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，給現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)帶來極大的不確定性。因此管理者綜合考慮如何降低和預(yù)防勞動(dòng)者的生理疲勞迫在眉睫。公司在了解到相關(guān)情況后，積極開辟休息室，合理安排休時(shí)間并增加相應(yīng)崗位操作人員1名。后期綜合考慮由自動(dòng)化減人，機(jī)器人換人，進(jìn)一步降低操作人員的強(qiáng)度。

（2）加強(qiáng)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理?，F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)載荷的增加，造成現(xiàn)場(chǎng)物料和鏟車轉(zhuǎn)運(yùn)鋁水次數(shù)的增加。給現(xiàn)場(chǎng)的管理帶來一定的管理難度。

公司在完善現(xiàn)場(chǎng)管理的情況下，進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)管理與6S、目視化管理、定置管理、質(zhì)量管理的關(guān)系，使得現(xiàn)場(chǎng)管理水平得以進(jìn)一步提高。

（3）積極開展安全培訓(xùn)教育。大力開展針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員、管理人員、維修人員的培訓(xùn)教育，使作業(yè)人員了解其存在的危險(xiǎn)、危害因素、采取的安全措施和應(yīng)急處置等。提高人員的自我防護(hù)意識(shí)和應(yīng)急處置能力。

（4）加大現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)力度。產(chǎn)能的提升必然帶來設(shè)備的加速損耗，因此需要一群專業(yè)技能的過硬的維保人員和充足的設(shè)備庫(kù)存。未雨綢繆，提前加大現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)保養(yǎng)力度，對(duì)出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行處置。

4 總結(jié)

上料系統(tǒng)改造完成后，成功的提成塔式爐的產(chǎn)量。但是在關(guān)注產(chǎn)能提升的同時(shí)更應(yīng)該著重關(guān)注產(chǎn)能提升帶來的現(xiàn)場(chǎng)問題。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理是一項(xiàng)系統(tǒng)的管理過程。只有處理好帶來的現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)問題才能保證現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)，改造項(xiàng)目才算是成功的項(xiàng)目。

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