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(tuán)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(tuán)檢修公司,河北宣化 075100)

爐頂上料系統(tǒng)是高爐自動化系統(tǒng)的核心,其具有內(nèi)容龐大，連鎖繁多等特點(diǎn)。針對這些特點(diǎn)，爐頂自控系統(tǒng)需要不斷完善與優(yōu)化，才能為高爐高效、高質(zhì)生產(chǎn)提供必要保障。

高爐 爐頂上料 自動控制系統(tǒng)

宣鋼2500m3高爐在投產(chǎn)時，已實(shí)現(xiàn)了全自動，能夠滿足生產(chǎn)的需要。但隨著高爐操作日益精細(xì)化，上料速度的不斷提高，爐頂自控系統(tǒng)也逐漸暴露出一些問題，特別是當(dāng)高爐設(shè)備出現(xiàn)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(chǎn)工作實(shí)際出發(fā)，在了解、掌握當(dāng)前高爐上料自動控制應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合我單位爐頂上料系統(tǒng)的具體設(shè)備狀況和放料、布料過程中經(jīng)常遇到的異常情況，通過對爐頂上料自動控制程序的優(yōu)化與創(chuàng)新，及時準(zhǔn)確的處理高爐的異常情況，通過近半年的生產(chǎn)實(shí)踐,高爐沒有發(fā)生一次因自控系統(tǒng)問題而休風(fēng)的事故，有力的保障了高爐的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

1 研究背景

宣鋼2500m3高爐是宣鋼煉鐵系統(tǒng)的支柱，其自動化程序已經(jīng)達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平，即篩料、上料、裝料已實(shí)現(xiàn)完全自動化，在正常情況下無需任何手動干預(yù)。通過平常在實(shí)際生產(chǎn)中的不斷摸索和積累，總結(jié)出了高爐上料過程中最常出現(xiàn)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(xì)內(nèi)容

2.1 頂壓異常的處理

頂壓是高爐煉鐵中的一項(xiàng)重要數(shù)值指標(biāo)，頂壓如出現(xiàn)異?；蛘邤?shù)值波動較大時都會直接影響高爐的正常生產(chǎn)。頂壓在程序中應(yīng)用的很多，其中就有料罐壓差這一項(xiàng)，根據(jù)高爐煉鐵工藝的規(guī)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(zhǔn)，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(shù)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(xiàn)異常，“頂壓平均”就會不準(zhǔn)確，那么由此得出的料罐壓差也便不準(zhǔn)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(jī)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(xiàng)，高爐可繼續(xù)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(shù)值，本體頂壓是從本體PLC輸入的頂壓數(shù)值。這樣也會形成一個冗余的保護(hù)，當(dāng)一套PLC出現(xiàn)問題時，也不會影響從別的PLC輸入的頂壓。采取了這種改進(jìn)后，由原來的容易出現(xiàn)故障的單點(diǎn)優(yōu)化成可供選擇的三點(diǎn)，大大降低了故障發(fā)生率。

2.2 自動化放料料種異常的處理

爐頂?shù)难b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(shè)定好的步驟自動進(jìn)行，不會出現(xiàn)錯誤，當(dāng)遇見特殊情況需要崗位工進(jìn)行手動放料時，常常會出現(xiàn)放錯料、放重料的情況，如應(yīng)該放焦炭結(jié)果放成礦石，就會出現(xiàn)連續(xù)放兩罐相同的料。解決這個情況可在程序中增加一段報(bào)警程序來避免，大體思路是這樣的，具體實(shí)現(xiàn)時，利用程序中的功能塊記憶1#、2#兩個料罐的料種，當(dāng)兩次料種相同時，系統(tǒng)會發(fā)出報(bào)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(xiàn)。

2.3 閥位信號異常的處理

爐頂各閥現(xiàn)用信號和備用信號不一致延時報(bào)警。爐頂上各個關(guān)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(dāng)常用信號出現(xiàn)異常情況時可以選擇切換到備用信號，供現(xiàn)用閥出現(xiàn)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(shí)際生產(chǎn)過程中，當(dāng)常用信號出現(xiàn)異常導(dǎo)致現(xiàn)用閥出現(xiàn)異常時，崗位操作工經(jīng)常不能第一時間發(fā)現(xiàn)，由于爐頂各閥均存在不同程度的連鎖關(guān)系，所以會導(dǎo)致自動程序不能順利向下進(jìn)行，進(jìn)而嚴(yán)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(xiàn)用信號和備用信號不一致延時語音報(bào)警程序，幫助操作工及時發(fā)現(xiàn)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?yàn)殡p尺必須都到料線后提尺，如果其中一個探尺到達(dá)設(shè)定料線(現(xiàn)定1.5米)，而由于高爐受料不均，產(chǎn)生偏尺現(xiàn)象，另一個探尺遲遲到達(dá)不了設(shè)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(fā)現(xiàn)，沒有手動提尺放料，將會嚴(yán)重影響高爐受料出現(xiàn)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(xiàn)象。即使高爐偏尺，有一個探尺到達(dá)不了料線，隨著另一個探尺的不斷下降，到達(dá)設(shè)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(shù)反饋就是傾動和料流角度了，他們中有任何一個出現(xiàn)異常都會直接導(dǎo)致環(huán)形布料無法正常進(jìn)行。料流和傾動編碼器現(xiàn)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(yīng)再快，當(dāng)前的放的料也會出現(xiàn)放料錯誤。當(dāng)編碼器斷電、電源保險(xiǎn)燒壞或線路出現(xiàn)斷路時，編碼器的顯示值均為負(fù)值?；谶@點(diǎn)，我們加入了編碼器自動切換程序，即當(dāng)前使用的編碼器顯示值一旦為負(fù)值，程序立即自動切換到備用編碼器，并發(fā)出報(bào)警信號，切換速度達(dá)到了毫秒級，不影響當(dāng)前放料，為高爐的正常受料又多加了一層保護(hù)。

2.6 爐頂自動打水程序

高爐在放完焦炭后，頂溫會升高，當(dāng)頂溫達(dá)到報(bào)警值時(一般為230度)，如果高爐探尺還沒有到料線設(shè)定，不能繼續(xù)放料，就需要爐頂開啟爐喉灑水球閥，給爐內(nèi)打水降溫。如果未能及時對爐內(nèi)進(jìn)行打水降溫，會對爐頂設(shè)備，甚至是氣密箱，造成損壞。在平時的操作中，工長因?yàn)樾枰僮骱陀^察的設(shè)備、數(shù)據(jù)較多，很容易忘記及時對爐內(nèi)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(bào)警，四個頂溫中的其中任意一個出現(xiàn)高限位報(bào)警后，程序自動打開爐喉灑水球閥，對爐內(nèi)打水降溫，當(dāng)四個頂溫全部達(dá)到報(bào)警低限后，程序自動關(guān)閉爐喉灑水球閥，停止對爐內(nèi)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(jìn)行自動打水。對高爐進(jìn)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(nèi)打水和對爐內(nèi)打水過多。

3 結(jié)語

高爐放料布料朝著智能控制方向發(fā)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(qū)別。對于設(shè)備裝備水平較高的大型高爐采用先進(jìn)的自動控制系統(tǒng)完善放料過程，有著重要的現(xiàn)實(shí)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(chǎn)的節(jié)能降耗作用將更加明顯。