宣鋼2500m3高爐自動步料的實現

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)位布一定圈數的方式布入爐內，這樣就可以均勻布料，使爐內燃燒平衡。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出規(guī)律性。高爐工長可以根據爐身的壓力點和溫度點的數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 爐頂布料系統的簡介

爐頂布料系統是整個高爐自控系統的關鍵，宣鋼2500m3高爐運用的是多環(huán)布料系統。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。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，圈數加1，直到放料完畢，關下密，回轉圈數保持住，即停留在這批料回轉轉的總圈數，等到下一批放料時，也就是下一次探尺下尺時，圈數回零。

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（通常在實際生產中遠多于這個數，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)位指針對應的數值就是他前一個環(huán)位指針的數值加上第N環(huán)設定的圈數，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：

設回轉記圈數為n，總的圈數為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n=3圈（n=n+n1）時，指針數累加1（p=p+1=2），傾動找第二個角度38度。

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

當累計圈數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，可隨意選擇各種選件，驅動功能可以通過參數設置，功能塊連接來實現。根據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場數據，實現了傾動、回轉的全自動控制。

5 結束語

該控制系統運行可靠，確保高爐正常生產， 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、增產提供了條件，同時降低了焦比，達到了節(jié)能減排的效果，實現了高爐高產高效的目標。

參考文獻

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作者單位

河鋼宣鋼檢修公司 河北省張家口市 075100