鐵水包加蓋裝置電氣控制系統(tǒng)及其改進(jìn)

姜玉蛟

大連重工冶金設(shè)備制造有限公司 遼寧大連 116000

1 概述

“一包到底”技術(shù)，是近些年在高爐-轉(zhuǎn)爐區(qū)段使用的一種新型鐵水運(yùn)輸模式，在一個(gè)鐵水包中實(shí)現(xiàn)了對(duì)鐵水承接、運(yùn)輸、存貯、預(yù)處理以及兌鐵等多項(xiàng)功能。鐵水包敞口運(yùn)行，熱量損失嚴(yán)重，導(dǎo)致成本增加、包齡下降、鐵水包內(nèi)壁結(jié)殼等問(wèn)題。鐵水包加蓋裝置可以有效減少鐵水溫度損失，減少能源消耗，為鋼鐵冶煉提供更有力保障[1]。

本文介紹的鐵水包加蓋裝置安裝于鐵水運(yùn)輸車(chē)上，主要由包蓋、移動(dòng)框架、升降卷?yè)P(yáng)、走行裝置及軌道、電控系統(tǒng)等部分組成。控制操作箱位于煉鐵車(chē)間、煉鋼車(chē)間及維修車(chē)間地面，通過(guò)插頭、插座將控制箱與車(chē)上電氣設(shè)備連接起來(lái)。通過(guò)加蓋鐵水包與加蓋前鐵水包溫降對(duì)比，鐵水包加蓋后鐵水到站平均溫降比2012年平均降低9.9℃[1]。

2 加蓋裝置組成及工作原理

裝置組成如圖1所示。

圖1 裝置組成

包蓋敷設(shè)有陶瓷耐火材料，具有保溫效果好、重量輕、耐高溫等特點(diǎn)。移動(dòng)框架下部安裝有走行輪組，采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在包蓋抬起的狀態(tài)下，可沿下方軌道前后移動(dòng)，以便進(jìn)行吊包及坐包操作。前后各設(shè)兩級(jí)限位，用于控制變頻電機(jī)的減速及停止[2]。升降卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)布置在移動(dòng)框架上部，當(dāng)卷?yè)P(yáng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，包蓋上升；當(dāng)卷?yè)P(yáng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，包蓋下降。在移動(dòng)框架側(cè)面，設(shè)置有下停止、上停止、上極限三個(gè)接近開(kāi)關(guān)，參與控制包蓋的升降行程。同時(shí)在運(yùn)輸車(chē)尾部設(shè)有手動(dòng)事故牽引裝置，以便在斷電時(shí)手動(dòng)打開(kāi)包蓋。

在整個(gè)煉鐵流程中，鐵水包一個(gè)完整的循環(huán)周期因鐵水包容量、運(yùn)輸路線(xiàn)長(zhǎng)短的不同而有所差異，需經(jīng)過(guò)高爐前等待接鐵水、高爐前接鐵水、高爐至轉(zhuǎn)爐、轉(zhuǎn)爐車(chē)間等待、轉(zhuǎn)爐車(chē)間兌鐵等工序，在高爐前空包等待接鐵、高爐至轉(zhuǎn)爐和在轉(zhuǎn)爐車(chē)間滿(mǎn)包等待兌鐵的時(shí)間總和約占整個(gè)周期的80%以上[2]。在這三個(gè)狀態(tài)對(duì)鐵水包進(jìn)行加蓋保溫，可以真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降本的目的。因此該裝置在煉鐵車(chē)間和煉鋼車(chē)間須實(shí)現(xiàn)開(kāi)蓋、加蓋功能。在車(chē)間地面設(shè)有控制操作箱，對(duì)加蓋裝置的開(kāi)合進(jìn)行就地操作。在高爐二層平臺(tái)設(shè)置操作臺(tái)及工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，可以在高爐平臺(tái)上看到高爐出鐵口的實(shí)際情況并對(duì)加蓋裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。同時(shí)，在煉鐵車(chē)間設(shè)有遙控器，可以在事故狀態(tài)下對(duì)加蓋裝置進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作，避免人員傷亡及事故擴(kuò)大。

控制操作箱內(nèi)設(shè)有PLC、變頻器、遙控器接收裝置及低壓元件等電氣元件，箱門(mén)上設(shè)有按鈕、指示燈，通過(guò)多芯電纜及插頭、插座向車(chē)上電機(jī)、風(fēng)機(jī)、制動(dòng)器供電，同時(shí)也將車(chē)上各限位開(kāi)關(guān)的信號(hào)反饋至地面控制箱繼電器，以便PLC采集信號(hào)，對(duì)裝置的動(dòng)作進(jìn)行控制。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文依托國(guó)內(nèi)某鋼廠(chǎng)二期項(xiàng)目，采用西門(mén)子S7-300系列PLC作為控制系統(tǒng)，變頻傳動(dòng)部分采用施耐德G120系列變頻器。

主要用電設(shè)備電壓等級(jí)如表1所示。

表1 主要用電設(shè)備電壓等級(jí)

控制箱上有“手動(dòng)/自動(dòng)”的選擇開(kāi)關(guān)，正常情況下為自動(dòng)操作，有異常狀況時(shí)打到手動(dòng)操作。打到“自動(dòng)”時(shí)，按下“自動(dòng)啟動(dòng)”按鈕，加蓋機(jī)構(gòu)自動(dòng)運(yùn)行。手動(dòng)操作時(shí)，操作控制箱上的按鈕控制相對(duì)應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行。

為保障裝置安全、可靠運(yùn)行，在非檢修模式下，裝置設(shè)置連鎖保護(hù)。

包蓋未處于開(kāi)蓋停止位時(shí)不允許走行平行移動(dòng)；

插頭、插座未連接時(shí)不允許有動(dòng)力電輸出；

卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)在合蓋停止位或走行機(jī)構(gòu)在后退停止位時(shí)，才允許自動(dòng)運(yùn)行。

4 系統(tǒng)改進(jìn)

一期設(shè)備在節(jié)能降本方面效果顯著，但在日常操作過(guò)程中存在一些問(wèn)題，在此次改造及二期設(shè)計(jì)過(guò)程中均進(jìn)行了改進(jìn)。具體問(wèn)題及改進(jìn)措施如表2所示。

表2 具體問(wèn)題及改進(jìn)措施

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，使用鐵水包加蓋裝置是對(duì)煉鐵工藝流程的一種改善，在經(jīng)濟(jì)、環(huán)保方面都有著重要意義。其電控系統(tǒng)的精確設(shè)計(jì)及改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了裝置的自動(dòng)化控制，解決了以往使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)兩年多的運(yùn)行驗(yàn)證，該電氣系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行，大大提高了生產(chǎn)效率。