淺析煉鋼電氣控制系統(tǒng)

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(fā)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(tǒng)的設(shè)計和系統(tǒng)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(tǒng)的生產(chǎn)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(tǒng)的設(shè)計與功能

對于電氣控制系統(tǒng)，它的自動性主要是由PLC控制程序來進行調(diào)節(jié)，用DP現(xiàn)場總線來連接控制各部件，用這些部件合理的調(diào)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(tǒng)。這樣就可以達到信號的傳遞，預(yù)警和相關(guān)的一些數(shù)據(jù)的采集的步驟，從而實現(xiàn)了控制住順序的額邏輯和控制聯(lián)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(tǒng)的安全性，也為了進一步提升可靠性，要優(yōu)化好電器的控制、儀表和計算機方面的控制調(diào)整。轉(zhuǎn)爐自動控制系統(tǒng)主要是有電氣、儀表和計算機共同相互協(xié)作完成。自動控制系統(tǒng)不是單一的一個系統(tǒng)，它是有三大主要構(gòu)件組件而成的，首先有提示現(xiàn)場的信號和驅(qū)動的，然后就是在數(shù)據(jù)采集和初步的處理之中，要連續(xù)調(diào)節(jié)控制和對邏輯進行處理，這就依賴于最基本的自動設(shè)備。最后就是要不但監(jiān)控生產(chǎn)過程中的作業(yè)的管理，計算模型的方式，數(shù)據(jù)的相關(guān)處理。第一個部分中歸為電氣系統(tǒng)，而后面兩個部分就是分布式的控制系統(tǒng)。在安鋼中，它的主要原理也是根據(jù)西門子其中一項的軟件程序控制。自動控制系統(tǒng)由轉(zhuǎn)爐本體控制、汽包汽化和風(fēng)機來共同組合控制，同時伴有以太網(wǎng)來監(jiān)控。這個系統(tǒng)的要求很很高，必須把握報警明晰，故障率要求低，達到國內(nèi)的先進的水平。

2 煉鋼電氣控制系統(tǒng)中存在的問題

2.1 轉(zhuǎn)爐本體通訊總線設(shè)計過長

對于轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)而言，其現(xiàn)場的通訊總線一般會很長，這樣就會導(dǎo)致依附在通訊線上很多的設(shè)備站點就會過多。這樣設(shè)備站點都在通訊總線上，萬一有一個設(shè)備站點出現(xiàn)問題，接踵而來就是通訊會出現(xiàn)問題，就會不能用以至于全部癱瘓。一個小問題就會導(dǎo)致很大的影響，使得無法正常工作。同時我們知道，煉鋼現(xiàn)場的環(huán)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(huán)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(tǒng)單一的自動控制模式

在煉鋼的多種步驟設(shè)備中，其中最主要的一巷就是底吹系統(tǒng)。這個系統(tǒng)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(diào)節(jié)閥，已經(jīng)自動的設(shè)定系統(tǒng)。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(guān)閉，這是有已設(shè)定的程序去完成。隨著建設(shè)的需要，鋼的需求量也在不斷的擴大，傳統(tǒng)的單一的自動控制模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)有的技術(shù)要求。根據(jù)現(xiàn)在的生產(chǎn)和工藝的要求來說，如果還實行原有的技術(shù)，會導(dǎo)致支管的堵塞，這樣直接就導(dǎo)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(shè)定的不好，也會造成鋼液中夾雜著氮氣。

2.3 轉(zhuǎn)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(tǒng)，主要是靠爐口的活動煙罩和轉(zhuǎn)爐加料來進行密封系統(tǒng)，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(yīng)該開著，然后在加料時加料系統(tǒng)的氮封需要打開。如果不這樣做，就會導(dǎo)致散的粉末四處飛散，冶煉時會有大量的煙散出，火上升設(shè)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(jié)果時，就會發(fā)現(xiàn)煉鋼爐口是朝上的，煙氣大量且迅速而升起，會導(dǎo)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(jiān)控系統(tǒng)不完善

對于煉鋼的過程，我們需要不停的監(jiān)控。我們可以利用核心氧槍來對過程實時監(jiān)控，來達到轉(zhuǎn)矩監(jiān)控。用四臺電機驅(qū)動，再加上變頻器的轉(zhuǎn)矩同步，在操作界面上統(tǒng)一監(jiān)控，所有情況都會顯示在主機上。為了能更好的監(jiān)控，我們需要從PLC那里開始進行連接，將數(shù)據(jù)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(jiān)控，所有的想知道的信息都會清清楚楚的呈現(xiàn)在眼前。

3 煉鋼電氣控制系統(tǒng)的改進和優(yōu)化措施

3.1 氧槍系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)完善

對于氧槍系統(tǒng)的完善是至關(guān)重要的，因為其關(guān)系到生產(chǎn)的安全問題，減免不必要的危險事故的發(fā)生。氧槍的張力會隨著轉(zhuǎn)爐的的運轉(zhuǎn)的幅度而發(fā)生變化，我們可以根據(jù)氧槍變化過程中的鋼絲的張力變化的規(guī)律，根據(jù)張力的不同進行靈活的變動，當(dāng)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(fù)正常的運作了。當(dāng)氧槍的張力發(fā)生異常的時候，就應(yīng)該自動封鎖氧槍的封閉變頻系統(tǒng)，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(tǒng)的改造

底吹系統(tǒng)也是很重要的一個系統(tǒng)，它的構(gòu)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(jù)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(huán)節(jié)中就都應(yīng)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(yīng)該根據(jù)吹氣流的不同需求，人員的操作經(jīng)驗，來選擇不同的位置，對流量進行優(yōu)化，適當(dāng)?shù)臅r候適當(dāng)?shù)臍?，這樣既保證滿足生產(chǎn)的要求，又保證了不浪費。

3.3 氮封系統(tǒng)的設(shè)立

通過工作人員的反復(fù)實驗，把爐口的活動煙罩改造成壓縮空氣密封，這樣的系統(tǒng)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(jù)爐況的判斷，用PLC程序來控制閥門，這樣就能做到既節(jié)約氣體，又可以保護設(shè)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(tǒng)的設(shè)立與改進是非常有必要的，這樣提高煉鋼的質(zhì)量。

3.4 加強各系統(tǒng)的監(jiān)控

我們可以根據(jù)情況建立監(jiān)控大系統(tǒng)，設(shè)立監(jiān)控工程師崗位。在日常的工作中，調(diào)試人員每個人有每個人的工作，權(quán)責(zé)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(lián)絡(luò)工作，然后單獨的程序就會造成整個系統(tǒng)不能集中在一個項目之中，很可能導(dǎo)致信息的丟失。為了解決這個問題，我們可以再監(jiān)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(tǒng)一的大系統(tǒng)。這樣一來，整個監(jiān)控就變得更可控，提高了管理人員對各系統(tǒng)的運行情況的隨時監(jiān)控。

4 結(jié)語

電氣煉鋼的自動控制系統(tǒng)已經(jīng)在多年的不斷實踐實驗中，不斷改進，現(xiàn)在基本已經(jīng)處于較穩(wěn)定的狀況。其中的PLC設(shè)備和通訊網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計基本是安全可靠的?，F(xiàn)在煉鋼的自動化的問題已經(jīng)基本解決，為煉鋼業(yè)的發(fā)展奠下了基礎(chǔ)，雖然有存在不足，但是只要改進就會越來越好。最終會實現(xiàn)生產(chǎn)率逐年提高，鋼的質(zhì)量越來越好，生產(chǎn)安全有保障的未來。

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

［2］廖常初.西門子工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)組態(tài)編程與故障診斷[J].北京：機械工業(yè)出版社，2009，4（9）：40－47.