全自動捅風眼機的設(shè)計改進及控制關(guān)鍵技術(shù)研究

劉志剛，張偉旗

（1.江西銅業(yè)集團 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424；2.江西銅業(yè)集團 銅材有限公司，江西 貴溪 335424）

PS轉(zhuǎn)爐可將來自閃速爐的冰銅吹煉成陽極爐所需的粗銅，可處理銅和鎳硫化物，其主要優(yōu)點是處理量大、反應(yīng)速度快、氧利用率高，可充分利用鐵、硫等反應(yīng)熱，無需外加燃料等[1]。其關(guān)鍵核心技術(shù)就是氧化還原反應(yīng)，也是提升粗銅純度的唯一手段。銅熔煉過程中，內(nèi)部氧化還原反應(yīng)特別劇烈，同時會釋放大量的熱量。吹煉過程中，需通過風眼源源不斷地向轉(zhuǎn)爐內(nèi)吹入空氣，以保證氧化還原反應(yīng)的順利進行。因風口處氧化氣氛強烈，風口水平管溫度較低，熔體中的鐵被氧化成1 527℃高熔點的磁性鐵，易在風口處結(jié)瘤，使風眼通風不暢，送風壓力上升，送風量下降，從而引起爐內(nèi)熔體噴濺，在爐口和周圍水套上形成隨時可能脫落的塊狀物，安全隱患較大，甚至發(fā)生送風機喘振。因而，必須進行捅風眼作業(yè)。

轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，供風狀況對轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率、轉(zhuǎn)爐操作均影響較大，轉(zhuǎn)爐吹煉最關(guān)鍵的技術(shù)參數(shù)是風口供風能力，即單位時間內(nèi)通過風口管道單位橫截面積上的風量。轉(zhuǎn)爐風口送風能力是吹煉過程中的一大變量，影響因素多且復雜。它與總風管壓力、風口上方冰銅層靜壓力（與風口埋入熔體深度及冰銅密度相關(guān)）、空氣溫度及總風管路的阻力損失（與歐拉準數(shù)相關(guān)）有關(guān)。

式中：V0—風口的送風能力，m3/（cm2·min）

P1—空氣總管道中的壓力，Pa

Hm—風口上方熔體層靜壓力，Pa

Pm—動壓，Pa

Eu—歐拉準數(shù)

T1—送風風溫，K

國內(nèi)某特大型銅冶煉廠在線使用9臺PS轉(zhuǎn)爐，其中6用3備，采用不完全期交互吹煉模式[2]。轉(zhuǎn)爐正常作業(yè)過程中，受銅液和銅渣的流動性和遇冷快速凝固特性的影響，銅液凝固、銅渣堆積常會封堵住爐體上的風眼，進而影響整個氧化還原反應(yīng)，嚴重影響設(shè)備產(chǎn)能。故轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)時，隔一段時間就必須使用捅風眼機來捅風眼、清風眼，以保證轉(zhuǎn)爐風眼始終暢通，保障其送風量、送風時率及送風壓力皆處于正常范圍。送風量、送風壓力及送風時率是捅風眼機的主要技術(shù)參數(shù)。發(fā)明一種能實現(xiàn)穩(wěn)定、安全、高效、經(jīng)濟運行的全自動捅風眼機組，已迫在眉睫。

1 使用工況分析及主要技術(shù)要求

1.1 使用工況分析

目前，國內(nèi)冶金行業(yè)PS轉(zhuǎn)爐捅風眼皆采用人工方式。作業(yè)環(huán)境惡劣，需常受高溫、高噪音、高粉塵等工況的影響，其小車的行走、定位、捅打風眼等動作完全由人工操控，隨意性大，不可預(yù)見性強，生產(chǎn)效率低下，設(shè)備故障率居高不下，工人勞動強度大，從而成為生產(chǎn)技術(shù)的“瓶頸”。吹煉作業(yè)中，冰銅由包子吊車裝入轉(zhuǎn)爐，進行送風吹煉，即使人坐在駕駛室進行捅風眼作業(yè)，安全隱患也較大。

該廠一系統(tǒng)現(xiàn)有6臺PS轉(zhuǎn)爐，設(shè)計能力即冰銅處理量均為260 t/爐，爐體尺寸直徑為Φ4 500 mm×13 000 mm，爐口尺寸直徑為Φ2 800 mm×2 350 mm（鼓型）。該廠6臺轉(zhuǎn)爐中，有5臺轉(zhuǎn)爐在線使用，一臺正在修爐，皆具有一定的關(guān)聯(lián)性和相互制約性。

目前，該廠一系統(tǒng)每天生產(chǎn)粗銅約4.2爐，其中每臺轉(zhuǎn)爐每爐次的吹煉時間約5.5～6 h。吹煉期間，每爐次B1、B2期捅風眼的時間約為30 min，每爐次S1、S2期捅風眼的時間約為40 min，每天每臺爐子捅風眼時間約占5 h。轉(zhuǎn)爐每個班有兩名專門捅風眼作業(yè)人員，而轉(zhuǎn)爐實行四班三運轉(zhuǎn)制度，現(xiàn)配有八名轉(zhuǎn)爐操作工。

1.2 主要技術(shù)要求

小車行走速度：0.39 m/s；軌距：2 000 mm；軌道長度：11 m；驅(qū)動方式：伺服電機+減速機驅(qū)動，齒輪齒條傳動。

捅風眼釬子直徑：Φ24～26 mm；長度：1 830 mm，可滿足行程1 400 mm使用要求；釬桿驅(qū)動方式：采用氣力驅(qū)動。

氣 缸 直 徑：Φ160 mm；工 作 壓 力：0.60～0.70 MPa；實際行程：1 400 mm；正常捅打力≥7.3（0.6）kN；正常抽出力≥6.8（0.6）kN；耗氣量：4 m3/min；工作頻率：捅打時間＜1.5 s，返回時間＜1 s，行走時間＜0.5 s；氣缸形式：高速氣缸帶緩沖；氣缸由氣動閥控制，且?guī)Ь彌_閥；導向塊：前后帶彈簧緩沖；遙控方式：遠程控制手柄。

2 存在問題及其分析

2.1 人工捅風眼方式

吹煉過程中，爐內(nèi)熔體會與由動力鼓風機輸入的空氣和氧氣發(fā)生化學反應(yīng)，需保證風管送風橫截面積，以保障風眼供風通暢。一臺轉(zhuǎn)爐共設(shè)有風眼54個。一旦風眼被堵塞，送風壓力報警時，可將爐體搖至0°即捅風眼位置[3]。為清理掉粘附于風眼的銅渣等，保證風眼有足夠的供風量和送風壓力，常需采用人工捅風眼機。但該方式弊端大，作業(yè)效率低，捅風眼時間長、工作量大、占用人力資源多，難以滿足轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)及銅冶煉新工藝高效智能、安全可靠的要求。

安全隱患較大。S期吹煉時，作業(yè)人員需坐在駕駛室內(nèi)進行捅風眼作業(yè)，作業(yè)環(huán)境惡劣，溫度高、粉塵大，爐內(nèi)進行壓力較高，捅風眼作業(yè)過程中，易產(chǎn)生火星四濺，需肉眼識別風眼，捅釬時用眼時間過長，而捅出的氧化渣則會像彈片一樣由風眼口飛出，有時會墜落下大塊煙塵，甚至產(chǎn)生噴爐或送風機喘振現(xiàn)象，易傷害爐后捅風眼人員，安全隱患大。人工捅風眼作業(yè)情況見圖1。

圖1 人工捅風眼機作業(yè)現(xiàn)場圖

鋼釬損耗量大。人為影響因素多，有的新員工不熟悉捅風眼作業(yè)，而捅釬深度完全靠人來感知，釬桿前進速度較快，捅釬深度難以掌控。若捅風眼淺，水平風管的前端的熔體無法清除，送風壓力上升，送風量下降，送風效率低，費時又費力，影響吹煉效果；若捅風眼深，釬桿插入熔體內(nèi)較深、時間過長，易發(fā)生“燒釬”、“粘釬”現(xiàn)象，釬桿報廢率高，生產(chǎn)成本高；若捅風眼不準，常人為捅壞風口設(shè)備，如釬桿捅打至風眼座，造成風眼座錯位，易使釬桿、活塞桿、風眼管產(chǎn)生彎曲或折斷，釬桿支架根部發(fā)生扭曲和開裂、支撐板磨損，升降手輪脫落等，嚴重影響轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)節(jié)奏。

跳釬問題頻出。捅風眼作業(yè)時，釬桿放在釬架上，一旦退釬速度過快，釬桿從釬架上跳出，或釬桿還未完全退出，風眼機就開始移動，釬桿易在風眼機與風眼座之間被折彎，甚至造成風眼座受撞擊而錯位。

設(shè)備故障率高。其小車行走系統(tǒng)設(shè)計不完善，采用電機驅(qū)動機械捅風機，無法調(diào)節(jié)速度，噴渣情況下，行走時會被渣塊頂起導致高于風眼高度；因轉(zhuǎn)爐吹煉時間長，而人工捅風眼機又未設(shè)控制設(shè)備、通信設(shè)備及任何檢測元件，自動化程度低，工人勞動強度大，特別是其定位系統(tǒng)控制對象復雜，不確定性因素多，難以確切描述非線性特性，因而無法創(chuàng)建精確的數(shù)學模型。

2.2 全自動捅風眼方式

為消除捅風眼作業(yè)時的安全隱患，杜絕人為損壞爐體設(shè)備，該廠發(fā)明了一種智能、可靠、高效的自動捅風眼機，可編程控制器技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、傳感器技術(shù)、伺服定位技術(shù)的完美結(jié)合，將智能一鍵操作取代人工操作，能適應(yīng)現(xiàn)代智能化工廠的需要。全自動捅風眼機是針對捅開、清理轉(zhuǎn)爐風眼而設(shè)計的一體化設(shè)備，主要由鋼結(jié)構(gòu)本體、機械驅(qū)動系統(tǒng)、齒條緩沖裝置、氣動捅打裝置及自動監(jiān)控系統(tǒng)五大部分構(gòu)成（見圖2）。其工作原理是在捅風眼機鋼結(jié)構(gòu)本體上設(shè)置兩根捅風眼的釬桿，在電動控制、機械驅(qū)動部分共同作用下，捅風眼機行走至規(guī)定的位置，在氣動部分和齒條緩沖部分共同作用下進行精準捅風眼操作。

圖2 全自動捅風眼機作業(yè)現(xiàn)場圖

該捅風眼機可杜絕人為捅風眼常發(fā)生的誤操作，智能安全、穩(wěn)定可靠、操作簡便，可提升生產(chǎn)、設(shè)備維修人員的創(chuàng)新研發(fā)能力和專業(yè)技術(shù)水平，大幅降本增效。但設(shè)計改造前期需投資研發(fā)資金十幾萬元，設(shè)備維護技術(shù)要求高，研發(fā)成本較高。

3 全自動捅風眼機設(shè)計改進及控制關(guān)鍵技術(shù)

3.1 鋼結(jié)構(gòu)本體部分設(shè)計改進

原設(shè)計人工捅風眼機鋼結(jié)構(gòu)已不能滿足生產(chǎn)實際的要求，必須針對鋼結(jié)構(gòu)本體進行優(yōu)化設(shè)計改進，以滿足全自動捅風眼組鋼結(jié)構(gòu)本體的要求，如拆除駕駛室，可使整個機組鋼結(jié)構(gòu)本體更簡捷；改遷原驅(qū)動部分的基礎(chǔ)，使之滿足鋼結(jié)構(gòu)本體的需要；增設(shè)整體護罩，增強設(shè)備抗風險能力；新增機器本體配重，能滿足驅(qū)動平穩(wěn)的需要；其余部分按鋼結(jié)構(gòu)本體要求加固，增設(shè)定位塊。

3.2 機械驅(qū)動方式設(shè)計改進

原設(shè)計捅風眼機機械驅(qū)動方式是三相異步防爆電動機帶動液力耦合器，液力耦合器驅(qū)動減速機，減速機帶動鏈輪、鏈條，鏈輪帶動齒輪軸行走。該方式存在兩大缺點：一是液力耦合器傳動有不確定性相序偏差，不便于風眼口的定位；二是鏈條傳動屬柔性連接，使用一段時間后鏈條易拉長，導致風眼口定位不準。因而，必須設(shè)計改進。

設(shè)計改進后，改成伺服防爆電動機帶動減速機，減速機帶動膜片聯(lián)軸器，聯(lián)軸器驅(qū)動小齒輪軸進行行走，可消除機械行走驅(qū)動部分帶來的偏差。而采用減速機直連驅(qū)動方式，則屬于國內(nèi)首創(chuàng)，它消除了液力耦合器的軟連接帶來的定位誤差及鏈條使用過程中拉長帶來的長度誤差；采用膜片聯(lián)軸器，也消除了硬連接給系統(tǒng)帶來的傷害。

3.3 機組的柔性設(shè)計改進

吹煉過程中，隨著轉(zhuǎn)爐氧化還原反應(yīng)的不斷進行，其工作條件復雜且多變，這就不能保證每次捅風眼過程皆能順利完成，程序設(shè)計中必須使系統(tǒng)具有一定的柔性。

通過PLC編程和伺服編程，可實現(xiàn)捅風眼機小車的平穩(wěn)運行和精準定位，在每個風眼前精準停止，停止位置的累計誤差不超過±2 mm。定位成功后，電磁閥得電，氣缸推動釬桿捅入風眼座中，可清理掉封堵在風口處的結(jié)瘤，確保含氧高壓風吹入熔融銅液中，使氧與銅充分反應(yīng)，完成銅吹煉過程。當達到捅釬設(shè)定深度時，電磁閥失電，氣缸將釬桿從風眼座中抽回，小車再次啟動，到達下一個風眼位置，再重復以上動作。

該機控制室內(nèi)設(shè)有觸摸屏，PLC與觸摸屏由以太網(wǎng)通訊，有自動與手動選擇功能。自動功能包括自動啟動、停止功能。捅風眼機自動啟動后，捅風眼自動操作，順序1～32，32～1，1～32，32～1，……一直自動捅下去。當人工發(fā)出停止信號時，捅風眼機組才會停止工作，并回到初始位置。當然，也可根據(jù)實際需求，設(shè)置捅一部分風眼的功能，如僅捅10#、32#風眼，其余不捅。

3.4 原點位置的找正、標定

原點位置的標定，需將捅風眼機手動開至第一個風眼位置，用視覺傳感器掃描第一個風眼位置正確后，在觸摸屏上點擊原點位置確認按鈕，完成原點位置找正。

轉(zhuǎn)爐操作室設(shè)有控制系統(tǒng)與操作箱；捅風眼機車上不設(shè)置控制箱，只設(shè)置端子箱和操作臺；現(xiàn)場不設(shè)置操作箱和端子箱；不使用無線網(wǎng)絡(luò)，以提高可靠度。

由于捅風眼機控制柜未安裝在小車上，需要通過移動吊掛電纜連接，柔性扁平吊掛電纜與小車之間通過多孔航空插頭對接。

設(shè)計新增一套高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，用于全自動監(jiān)視作業(yè)。操作人員在轉(zhuǎn)爐操作室內(nèi)即可實現(xiàn)一鍵操作、高清視頻實時監(jiān)控全自動捅風眼機的運行狀態(tài)。

3.5 小車的行走、自動精準定位

3.5.1 小車的行走

原設(shè)計機械行走驅(qū)動部分采用普通電機+鏈條驅(qū)動方式，即三相異步防爆電動機→液力耦合器→減速機→鏈條、鏈輪→齒輪軸行走。不但過時且無法滿足實際使用的需求。其缺陷是對風眼口定位不便，鏈條長期使用易拉長，使風眼口定位不準。

為確保小車行走機構(gòu)傳動精確、反應(yīng)靈敏、行走平穩(wěn)，捅風眼作業(yè)時鋼釬能對準風眼，該機設(shè)有緩沖墻、PLC、伺服、觸摸屏等。緩沖墻由方鋼制作，約束則依靠四個緩沖輪。伺服采用以太網(wǎng)，4 kW伺服電機用于驅(qū)動小車的左右行走，其上方設(shè)有強制冷卻的風管。減速器由伺服防爆電機驅(qū)動，小齒輪軸由減速器通過膜片聯(lián)軸器驅(qū)動，大齒輪則由小齒輪嚙合驅(qū)動，可有效地消除因液力耦合器傳動存在不確定的相序偏差而導致機械行走驅(qū)動部分的偏差。

由于鋼釬實現(xiàn)前進、后退的動作需由氣缸伸縮來驅(qū)動，為精準控制小車行走距離，需預(yù)先在系統(tǒng)里輸入風眼與原點的距離，通過對比設(shè)定值，根據(jù)伺服電機編碼器所提供的數(shù)據(jù)，即可計算出行走的距離。

3.5.2 小車的自動精準定位

操作室操作臺僅設(shè)有緊急按鈕。操作遙控器可控制向左、向右、停止、捅桿、自動啟動及急停等。觸摸屏僅顯示數(shù)據(jù)設(shè)置、狀態(tài)監(jiān)控、故障。觸摸屏設(shè)置1～32個風眼按鈕，有綠、黑、紅三種顏色。綠色為捅完后的風眼，屬正常風眼；黑色為壞風眼，可以是人為設(shè)定為故障風眼，而系統(tǒng)能自動識別壞風眼，釬子會自動跳過，不執(zhí)行捅桿作業(yè)；紅色為待捅風眼。故障處理好后，需人為解除故障信號；風眼機捅到最后一個風眼時，風眼又由綠色變成紅色。

該機設(shè)有自動精準定位、自動捅打、故障自動退出、安全警示及以下功能：

卡釬時，釬子不能在規(guī)定時間退回，釬子后退限位未檢測到，系統(tǒng)會報警并自動切換成手動模式。提醒操作人員進行人工處理，處理完后可就地切換至自動模式。繼續(xù)執(zhí)行未完工作，直至工序結(jié)束。

原采用人工捅風眼方式，防爆電動機頻繁啟動，頻繁正反轉(zhuǎn)進行人工找位置。改進后，利用伺服電機絕對定位功能，在觸摸屏設(shè)定每個風眼坐標，風眼機就能精準定位到每個風眼位置。采用絕對值伺服控制器，利用“變頻調(diào)速”原理，進行速度調(diào)節(jié)控制，其目的是可通過記錄行走脈沖數(shù)進行定位，節(jié)能效果好。伺服電機可按程序要求走到規(guī)定的位置，解決了頻繁正反轉(zhuǎn)給設(shè)備帶來的傷害，通過兩頭定位消除累積行走誤差，能實現(xiàn)全程精準定位。小車的定位由伺服電機編碼器來確定，利用伺服的自學習功能，先人工操作一遍，記錄好每一個風眼的具體坐標位置。一臺爐子僅需自學習一遍就能記錄好每個風眼的位置。正常情況時，設(shè)定小車每次走兩個風眼的位置。自動作業(yè)時，小車的移動按該坐標位置進行絕對定位。

該廠將捅風眼機定位改進為“兩頭定位、兩頭校準”，與人工捅風眼機相比，小車行走更精準、更安全穩(wěn)定，可大幅提升作業(yè)時率。捅風眼時，不可預(yù)見性強，一旦突發(fā)狀況，會迫使機子急停，巨大的沖擊力易損傷電機、減速器，需在齒輪軸與減速器輸出端之間，增設(shè)彈簧蛇形聯(lián)軸器，既可緩沖保護好電機、減速器，又可實現(xiàn)釬桿的精準定位。原設(shè)計爐后平臺易堆積工藝操作物料，對定位精度影響較大，該機已改進為在緩沖墻上行走，與人工捅風眼機相比，其行走方式則更合理、故障率更低。

原設(shè)計人工捅風眼機滑座機械彈簧緩沖器振動大、制作成本低，但小車車身易產(chǎn)生偏移，人工操作雖可調(diào)整其偏移量，因偏移值不確定，誤差疊加結(jié)果時難以捅到風眼。該機選用液壓緩沖器，淘汰了原機械彈簧緩沖器，可有效地緩沖滑塊的勢能，小車車身不再會產(chǎn)生振動、偏移，可徹底解決誤差疊加、機身定位不準等問題。

3.6 捅風眼深度、次數(shù)的自動控制

捅風眼作業(yè)深度可根據(jù)生產(chǎn)工藝的需求、參照風眼座長度來設(shè)置，而捅釬子的深度可實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。爐口區(qū)風眼座短，爐子兩端風眼座長；舊爐子風眼座短，新爐子風眼座長。爐兩頭捅釬深，爐口區(qū)捅釬淺；新筑爐捅釬深，爐齡長的捅釬淺。

該機新增捅釬深度測距儀，見圖3。隨著爐磚的逐步損耗，可靈活運用超聲波傳感器技術(shù)實時檢測、適時調(diào)整、準確控制捅釬深度，該技術(shù)屬國內(nèi)首創(chuàng)。每臺轉(zhuǎn)爐所有風眼皆設(shè)有系統(tǒng)編號，而壞風眼則會隨著爐次的增加而逐步增多，作業(yè)時可屏蔽掉對應(yīng)壞風眼的編號，能自動避開壞風眼。

圖3 捅釬深度測距儀實物圖

捅釬次數(shù)在觸摸屏上可任意進行設(shè)定?？稍O(shè)置單釬、雙釬模式和捅釬重復次數(shù)。但全自動化捅風眼機組研制成功后，必須要滿足單臺捅風眼機的互換性。

3.7 設(shè)計新增渣塊鏟板

該廠設(shè)計新增渣塊鏟板，見圖4。該渣塊鏟板安裝在全自動捅風眼機前部行走輪的兩側(cè)，該機前部行走時，會推開爐口掉落的渣塊，可防止車輪壓在渣塊上，導致機組前端抬起，鋼釬位置高于風口座。

圖4 渣塊鏟板實物圖

3.8 氣動系統(tǒng)設(shè)計改進

原設(shè)計氣動系統(tǒng)氣壓為6 MPa，由Φ31.75 mm橡膠軟管、三位五通電磁閥經(jīng)變徑后，進入Φ31.75 mm氣缸入口，在電磁換向閥的控制下，氣缸做伸縮活動即捅風眼作業(yè)。該系統(tǒng)的電磁換向閥由人工控制，操作人員捅風眼作業(yè)完全憑經(jīng)驗，不能控制釬桿插入深度，捅風眼作業(yè)排放的氣體則直接外排至空氣中，資源浪費大。設(shè)計改進后，由電氣自動控制捅風眼作業(yè)，每次操作都是設(shè)定好的，無所謂熟練與不熟練，排放出來的氣體可二次利用吹掃軌道齒條，而通過電氣限位則能控制氣缸伸出的長度。

采用人工捅風眼有偏差、靈活性較大，而全自動捅風眼則是固定、精準的，兩者耗氣量相當，但卡風眼時人工捅風眼處理較靈活，而全自動捅風眼則較呆板，相同的是兩者都表現(xiàn)出力量的欠缺。通過定性分析、定量計算，應(yīng)在氣缸后面添加汽包，改變氣路中閥體的直徑，可解決存在問題。

3.9 智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

該機控制系統(tǒng)以PLC為核心，采用觸摸屏+PLC+伺服，可進行智能一鍵升級操作，實現(xiàn)捅風眼機小車平穩(wěn)運行、精準定位的智能控制，該技術(shù)屬于國內(nèi)首創(chuàng)。它可三步完成自動捅釬，自動化程度高，實現(xiàn)整條生產(chǎn)線的連鎖運行和在線監(jiān)控。其關(guān)鍵核心技術(shù)是傳感器技術(shù)、可編程控制技術(shù)、伺服防爆電動機軸編碼器定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、攝像監(jiān)控技術(shù)及觸摸屏技術(shù)等，如觸摸屏自動運行模式，既可根據(jù)爐況選擇區(qū)域進行捅釬，又可實現(xiàn)節(jié)能目的。該系統(tǒng)具備自動、手動操作模式，自動手動可自由切換，手動模式則多用于檢修。

該系統(tǒng)采用西門子S7-1500PLC、S120伺服、TP觸摸屏，觸摸屏界面設(shè)計了參數(shù)設(shè)置、自動操作、手動操作、監(jiān)控和報警顯示界面。PLC、伺服驅(qū)動器、觸摸屏等通信控制采用以太網(wǎng)，硬件上通過通訊電纜將PLC、觸摸屏、伺服連接起來。該系統(tǒng)操作簡單方便、自動化程度高、人機界面良好，可實現(xiàn)遠程監(jiān)控和自動連鎖運行。

PLC程序包含一個主程序和五個子程序。PLC程序編寫有伺服電機定位程序、故障停機程序、連鎖停機程序、捅釬深度控制程序及氣動控制程序。卡釬停機時，自動暫停；該程序還設(shè)有一鍵自動運行、一鍵自動停機功能。由于控制系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化，僅需在觸摸屏上按下自動啟動按鈕即可。

4 結(jié)語

生產(chǎn)實踐表明，該廠轉(zhuǎn)爐全自動捅風眼機的研制及優(yōu)化設(shè)計是成功的?？蓮浹a原有設(shè)備供風能力的不足，實現(xiàn)均衡穩(wěn)定、經(jīng)濟高效生產(chǎn)，社會經(jīng)濟效益十分顯著。

（1）可提升生產(chǎn)效率50%以上，全自動捅風眼作業(yè)時間短，人工成本驟降，轉(zhuǎn)爐送風時率已由76.09%提升至79.17%，轉(zhuǎn)爐平均爐齡已由335爐次提升為375爐次[4]。

（2）可實現(xiàn)精準定位控制，該機運行平穩(wěn)，實時性強，可降低設(shè)備故障率50%以上，降低釬桿耗量80%以上，杜絕了誤操作，消除了跳釬的安全隱患。

（3）該機適應(yīng)能力強，自動與手動可自由切換，自動捅釬質(zhì)量明顯優(yōu)于熟練工，穩(wěn)定性高，勞動強度低，可實現(xiàn)減員增效。

（4）現(xiàn)場作業(yè)條件及環(huán)境大為改觀，可視化監(jiān)控利于安全生產(chǎn)，消除了室外高溫粉塵對操作人員的危害，為打造清潔工廠、綠色工廠及智能化工廠夯實了基礎(chǔ)。

（5）該項目屬于國內(nèi)銅冶煉行業(yè)首創(chuàng)，可充分滿足銅冶煉新工藝的需求，現(xiàn)已對外銷售26臺，有效地填補了國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐捅風眼、清風眼的技術(shù)空白。