煉鐵高爐的電氣自動化控制系統(tǒng)探究

徐向春，胡振江，呂 亮

（承德鋼鐵集團(tuán)有限公司，河北 承德 067000）

鋼鐵正是我國社會發(fā)展的一個(gè)重要的基礎(chǔ)的原材料，而在鋼鐵生產(chǎn)的過程當(dāng)中，只有將煉鋼的工藝及時(shí)的進(jìn)行改革和創(chuàng)新，才能夠有效的提高生產(chǎn)出來的鋼鐵的治療水平，提高出產(chǎn)的基本能力，使得鋼鐵生產(chǎn)能夠更加符合工業(yè)發(fā)展的需求。在鋼鐵高爐生產(chǎn)過程當(dāng)中，因?yàn)樵O(shè)備的問題，所以說會有很高的要求，需要設(shè)備長時(shí)間的持續(xù)工作運(yùn)行下去。那么在這種情況下，就需要對高爐煉鐵自動化控制系統(tǒng)及時(shí)的進(jìn)行完善，確保高度爐煉鐵自動化控制系統(tǒng)能夠滿足長時(shí)間工作的任務(wù)需求，還能夠有效地對高爐作業(yè)的整個(gè)過程進(jìn)行全面的監(jiān)控。在煉鐵高爐作業(yè)中，應(yīng)用電氣自動化系統(tǒng)不僅僅可以有效地提高工作的效率，增強(qiáng)產(chǎn)品所具有的質(zhì)量水平，從某種程度上來看，還可以盡量的節(jié)約支出的成本，因此，在當(dāng)前這個(gè)階段中，這一技術(shù)已經(jīng)得到了很多工業(yè)技術(shù)人員的青睞。

1 煉鐵高爐電氣自動化系統(tǒng)的基本設(shè)置

因?yàn)槲覈诰C合國力方面的發(fā)展速度比較快，所以說我國的一些比較特殊的行業(yè)，對于鋼鐵的需求量也在不斷的增加，比如說航空航天行業(yè)，行業(yè)同時(shí)對于生產(chǎn)出來的鋼鐵的質(zhì)量也提出了更高的要求，所謂的高爐煉鐵生產(chǎn)，主要指的就是借助高度自身以及一些其它的鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備共同合作協(xié)調(diào)開展相關(guān)的生產(chǎn)工作，完成生產(chǎn)高爐冶金作業(yè)過程當(dāng)中一個(gè)不可缺少的設(shè)備可以對鋼鐵的韌性以及鋼鐵的硬度產(chǎn)生更加直接的影響，所以想要在同等分量的資源當(dāng)中提煉出更多的鋼鐵，就需要進(jìn)一步對煉鐵高爐電氣自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，有效的提高冶煉的效率，同時(shí)增強(qiáng)產(chǎn)品的質(zhì)量水平。在進(jìn)行煉鐵高爐作業(yè)的過程當(dāng)中，應(yīng)用電氣自動化控制系統(tǒng)還可以，使得設(shè)備開展連續(xù)的無人作業(yè)。

在高爐平常的運(yùn)行工作過程當(dāng)中，電氣自動化的控制系統(tǒng)，一般情況下都運(yùn)用了開放式的結(jié)構(gòu)。而從高爐電氣自動控制系統(tǒng)自身所具有的基本特性來看，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)師一般情況下都是基于高性能，低成本的前提下進(jìn)行的電氣自動自動化的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這樣不僅僅可以有效的提高工作的效率，還能夠盡量的減少在高爐煉鐵過程當(dāng)中所產(chǎn)生的不必要的資源的浪費(fèi)，從而推動企業(yè)可以更加長遠(yuǎn)的發(fā)展下去，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。在煉鐵高爐作業(yè)的過程當(dāng)中，有效地運(yùn)用電氣自動化的控制系統(tǒng)，還可以，盡量的對高爐煉鐵的整個(gè)流程進(jìn)行完善，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的最大化，因?yàn)楦郀t煉鐵的相關(guān)設(shè)備以及一些比較新型的設(shè)備零件都不在一個(gè)同樣的位置當(dāng)中，因此，采用更加科學(xué)，更加合理的高爐煉鐵工作規(guī)劃，可以盡量的減少對電纜或者是網(wǎng)絡(luò)電纜的使用，從而從某種程度上來看，就是減少對高爐煉鐵設(shè)備進(jìn)行施工和維護(hù)所耗費(fèi)的各種費(fèi)用，高爐電氣自動控制系統(tǒng)需要對網(wǎng)絡(luò)分層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，使用電纜的時(shí)候要把首要或者是分支的系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，這和plc 系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)是屬于同一操作的系統(tǒng)當(dāng)中，之后系統(tǒng)自帶的監(jiān)測儀器，還需要和和進(jìn)行高爐煉鐵設(shè)備的系統(tǒng)連接在一起，在電器控制系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)操作過程當(dāng)中，還可以將它們通過局域網(wǎng)聯(lián)系起來，從而運(yùn)用plc 系統(tǒng)以及相關(guān)的設(shè)備，搜集到的各種運(yùn)行的數(shù)據(jù)都能夠記錄在進(jìn)行主操控的計(jì)算機(jī)當(dāng)中，監(jiān)控的工作人員也可以根據(jù)生產(chǎn)過程當(dāng)中數(shù)據(jù)的不同，提前的運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)對設(shè)備的操作或者是一些系統(tǒng)的操作，及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，有效的實(shí)現(xiàn)高爐自動化的操作目標(biāo)。想要確保這些高爐電氣設(shè)備在運(yùn)行工作過程當(dāng)中所具有的穩(wěn)定性，以及所具有的安全性，那么就需要選擇冗余的設(shè)備支撐電量的容，同時(shí)處理器核心冗余以及總線所產(chǎn)生的冗余，全部的生產(chǎn)模塊及生產(chǎn)的系統(tǒng)都可以帶電插板，防止設(shè)備的某一個(gè)位置出現(xiàn)了問題，那么這將會對整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行情況產(chǎn)生一些非常不利的影響。

2 煉鐵高爐電氣自動控制系統(tǒng)的各個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 自動化系統(tǒng)

所謂的在高爐煉鐵作業(yè)當(dāng)中，科學(xué)合理的運(yùn)用自動化控制系統(tǒng)，簡單來說，就是利用計(jì)算機(jī)的一些硬件設(shè)備，以及計(jì)算機(jī)的一些實(shí)際操作技能，還有信號解碼器等設(shè)備，對高爐煉鐵作業(yè)過程當(dāng)中所出現(xiàn)的各種各樣的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的有效的控制，比如說溫度，還有風(fēng)壓等等，這樣可以讓工作人員更加清晰的明確當(dāng)前高爐設(shè)備在工作運(yùn)行當(dāng)中所具有的具體的狀態(tài)。一般情況下，高爐在作業(yè)的時(shí)候都是通過電氣或者儀表，還有計(jì)算機(jī)等一些設(shè)備完成了一體化的控制，以及自動化的控制。輔助系統(tǒng)實(shí)際上是對具體工作當(dāng)中所產(chǎn)生的生產(chǎn)的難易程度進(jìn)行判斷，一般情況下都會應(yīng)用繼電器，或者是plc 系對自動化系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行監(jiān)督和控制，監(jiān)督和控制的主要負(fù)責(zé)的工作人員可以結(jié)合模擬的畫面，或者是查找歷史性的參數(shù)的手段，明確設(shè)備運(yùn)行的具體工作狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)了設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程當(dāng)中出現(xiàn)了問題，那么工作人員就需要盡量的采取一些相應(yīng)的措施處理這些問題，確保設(shè)備可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)下去，同時(shí)還可以通種方式保證工作人員所具有的人參的安全控制工作人員通過計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程操作設(shè)備及時(shí)的操作，不同設(shè)備的開關(guān)以及閥門的開關(guān)，那么這種方式也可以及時(shí)的調(diào)整生產(chǎn)操作設(shè)備，實(shí)際的生產(chǎn)狀況，避免產(chǎn)生一些不良的生產(chǎn)情況。

2.2 自動熱風(fēng)爐系統(tǒng)

如果想要正常的進(jìn)行鋼鐵的生產(chǎn)工作，煉鐵高爐想要正常的運(yùn)行，那么就需要在工作的過程當(dāng)中配置三座或者是三座以上的熱風(fēng)爐，在開展作業(yè)的時(shí)候，首先需要做的就是對高爐的爐體進(jìn)行燃燒，之后要更換爐體，最后進(jìn)行送風(fēng)的環(huán)節(jié)。在煉鐵高爐進(jìn)行工作之前，還需要提前對冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，確保可以滿足煉鐵的需求是的熱風(fēng)源源不斷地傳送到爐體的內(nèi)部，也使得熱風(fēng)爐可以符合連續(xù)性工作的各種需求，在對冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱的時(shí)候，一般情況下都是通過熱風(fēng)爐在煉鐵高爐中的各項(xiàng)工作完成的，根據(jù)熱風(fēng)爐自身所具有的作業(yè)的特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)的是，它將工作的流程分為了以下三個(gè)，也就是全自動化，半自動化，以及人工操作這三個(gè)不同的流程，其中，在熱風(fēng)爐工作的時(shí)候，采取的工作流程全自動化，這樣可一堆單座的爐子的特性進(jìn)行設(shè)置，經(jīng)過對單做的爐子的廢氣溫度以及拱頂?shù)臏囟冗M(jìn)行設(shè)置之后，還可以更加合理自動的控制燒爐的操作流程，除此以外，全自動化的操作模式，還可以，實(shí)地查看爐子所具有的歷史的記錄，通過對熱風(fēng)爐每天產(chǎn)生的廢氣溫度，還有煤氣的流量，包括拱頂所產(chǎn)生的溫度出現(xiàn)的各種變化，進(jìn)行詳細(xì)的分析，可以有效的提高高爐煉鐵的工作效率，提升熱風(fēng)的溫度，減少工作的壓力，同時(shí)減輕工作人員的壓力，讓他們工作的壓力不斷的減少。

2.3 高爐頂供料系統(tǒng)

本文將以550m3的高爐當(dāng)作具體的范例進(jìn)行分析，一般情況下，這種類型的高爐在頂部送料系統(tǒng)當(dāng)中，需要配置大約兩千五百千瓦的工況通訊電壓，以及380 伏的塑料絞車電機(jī)，還有大約11 千瓦的轉(zhuǎn)布電機(jī)等等，在煉鐵高爐運(yùn)行的過程當(dāng)中，爐頂送料系統(tǒng)一般情況下都是通過通訊或者是直流來進(jìn)行變頻的調(diào)速控制。從某種程度上來看，能夠使得爐頂送料體系的安全性以及平穩(wěn)性的特征得到一定的保障。除此以外，還可以將變頻器具有的相同的能力，包括交流內(nèi)閣能夠融入到煉鐵高爐的日常工作當(dāng)中去，這樣就可以在比較短的時(shí)間內(nèi)及時(shí)的更換電路，確保高爐煉鐵在工作生產(chǎn)當(dāng)中所具有的安全性的特征，同時(shí)還可以更加方便的使用變頻器進(jìn)入到工作的狀態(tài)當(dāng)中去。煉鐵高爐在操作的過程當(dāng)中，因?yàn)楸O(jiān)控得出的畫面當(dāng)中的設(shè)備，以及進(jìn)入到體系當(dāng)中的各個(gè)設(shè)備都需要進(jìn)行緊密的聯(lián)系，通過CRT 手動操控的系統(tǒng)，從某種程度上可以對生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)以及操控的系統(tǒng)所具有的穩(wěn)定性進(jìn)行保證。

2.4 自動監(jiān)控系統(tǒng)

高爐煉鐵電氣自動化操控系統(tǒng)在運(yùn)行的過程當(dāng)中，最好有一個(gè)單獨(dú)的監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過更加合理的設(shè)計(jì)工藝，畫面模塊可以更加詳細(xì)的記錄出煉鐵高爐工作過程當(dāng)中所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，更加全面的了解到不同設(shè)備運(yùn)行的具體狀況，與此同時(shí)，還可以，使得不同的數(shù)據(jù)和信息實(shí)現(xiàn)共享，讓有關(guān)工作人員更加清晰的發(fā)現(xiàn)煉鐵高爐工作過程當(dāng)中出現(xiàn)的不同的問題，及時(shí)的針對這些問題，找到處理的措施，想到解決的辦法，使得高爐煉鐵自動化控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況，可以被全面的了解。這樣還能夠保證電氣自動化系統(tǒng)在運(yùn)行過程當(dāng)中所具有的安全性以及穩(wěn)定性，從某種程度上來看，這推動了當(dāng)前生產(chǎn)作業(yè)的順利發(fā)展和進(jìn)行。

3 電氣自動控制系統(tǒng)常見問題

一般情況下，電氣自動化操控系統(tǒng)中應(yīng)用的設(shè)備都是電子的設(shè)備，所以說設(shè)備本身就非常的縝密，里面的設(shè)計(jì)也比較精密，但是這些設(shè)備對周邊的環(huán)境，也就是在日常工作當(dāng)中的環(huán)境有著非常高的要求，因?yàn)楦郀t煉鐵的相關(guān)設(shè)備，自身所具有的溫度比較高，并且外部的水渣也含有硫蒸汽所具有的腐蝕性質(zhì)，因此會導(dǎo)致電子設(shè)備在這種非常惡劣的環(huán)境下工作運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠使得電氣自動化操作系統(tǒng)出現(xiàn)一些出人意料的問題。

為了盡量的防止電氣自動化操控系統(tǒng)在工作的時(shí)候減少對于工作人員產(chǎn)生的不必要的傷害，所以說還應(yīng)該定期的對高爐煉鐵的操作系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)，最重要的是在一些比較重要的位置進(jìn)行監(jiān)控，這樣可以使得工作人員更加及時(shí)地發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)的故障問題，工作人員通過相應(yīng)的手段，可以使得電氣自動化操控系統(tǒng)正常的運(yùn)行，有效的提高設(shè)備的工作效率，這樣就能夠?qū)ぷ魅藛T的人身安全進(jìn)行保護(hù)。

4 結(jié)語

在當(dāng)前開展的現(xiàn)代化的工業(yè)建設(shè)和發(fā)展的過程當(dāng)中，想要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而進(jìn)步，那么就需要及時(shí)地對生產(chǎn)的過程進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，因?yàn)樵谖覈鐣陌l(fā)展過程當(dāng)中，鋼鐵是一個(gè)不可缺少的基礎(chǔ)性的原料，因此將電器自動化更加合理的運(yùn)用在高爐煉鐵生產(chǎn)的過程當(dāng)中，可以有效的減少冶煉的環(huán)節(jié)，為工作人員提供更加清晰明確的建設(shè)信息。從而對企業(yè)的電氣自動化操控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，推動企業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。