趙雁峰

摘 要高爐布料是高爐煉鐵工藝中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它直接決定著高爐內(nèi)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(chǎn)出質(zhì)量更高、品質(zhì)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(guò)布料溜槽的傾動(dòng)和回轉(zhuǎn)，將料以多個(gè)環(huán)位、每個(gè)環(huán)位布一定圈數(shù)的方式布入爐內(nèi)，這樣就可以均勻布料，使?fàn)t內(nèi)燃燒平衡。布料溜槽環(huán)位的確定主要通過(guò)傾動(dòng)自動(dòng)找角實(shí)現(xiàn)的，因此，自動(dòng)找角是高爐布料研究的關(guān)鍵。

【關(guān)鍵詞】高爐 多環(huán)布料 自動(dòng)找角

1 引言

在21世紀(jì)的今天，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和PLC控制技術(shù)的突飛猛進(jìn)，也帶動(dòng)了高爐上料工藝的發(fā)展。皮帶裝料也早已取代了過(guò)去的小車(chē)裝料，成為了主流的裝料方式。高爐的裝料在向著全自動(dòng)化發(fā)展的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)布料的準(zhǔn)確性。定點(diǎn)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(xiàn)出規(guī)律性。高爐工長(zhǎng)可以根據(jù)爐身的壓力點(diǎn)和溫度點(diǎn)的數(shù)值來(lái)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(tǒng)的簡(jiǎn)介

爐頂布料系統(tǒng)是整個(gè)高爐自控系統(tǒng)的關(guān)鍵，宣鋼2500m3高爐運(yùn)用的是多環(huán)布料系統(tǒng)?？稍诓剂暇仃嚤碇性O(shè)置18個(gè)環(huán)位和每個(gè)環(huán)位的布料角度。其整個(gè)布料過(guò)程主要涉及到料流閥，傾動(dòng)，回轉(zhuǎn)、機(jī)械探尺和雷達(dá)探尺等重要機(jī)械設(shè)備。

宣鋼2500m3高爐布料工藝過(guò)程：料罐裝完料且均壓完畢，料線到達(dá)設(shè)定值，探尺上提至零位→開(kāi)下密封閥與此同時(shí)布料溜槽步進(jìn)到位→轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)→開(kāi)料流調(diào)節(jié)閥到調(diào)節(jié)料流需要的開(kāi)度→布料溜槽向爐內(nèi)布料，當(dāng)布料完畢，料罐發(fā)出料空信號(hào)→將料流調(diào)節(jié)閥開(kāi)到最大、延時(shí)關(guān)閉→關(guān)二均、關(guān)下密封閥→布料溜槽回到零位、料罐布料完畢→探尺下降測(cè)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(dòng)自動(dòng)找角的程序編制

多環(huán)設(shè)定程序的編寫(xiě)，是布料程序的重中之重。2500m3高爐的環(huán)位最多可以設(shè)定18環(huán)，主要設(shè)定有兩項(xiàng)：一項(xiàng)為每個(gè)環(huán)位的角度，即傾動(dòng)角度設(shè)定；二是每個(gè)環(huán)位回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的圈數(shù)。這里主要對(duì)多環(huán)設(shè)定的程序進(jìn)行說(shuō)明。首先是回轉(zhuǎn)的記圈程序：當(dāng)當(dāng)前布料罐下密打開(kāi)時(shí)，回轉(zhuǎn)開(kāi)始記圈，我們應(yīng)用的是回轉(zhuǎn)記圈點(diǎn)來(lái)進(jìn)行記圈，即爐內(nèi)回轉(zhuǎn)一圈有6個(gè)記圈點(diǎn)，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(gè)記圈點(diǎn)可以任選，如果選取60度為記圈點(diǎn)，則回轉(zhuǎn)每掃過(guò)一次60度的地方，圈數(shù)加1，直到放料完畢，關(guān)下密，回轉(zhuǎn)圈數(shù)保持住，即停留在這批料回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的總?cè)?shù)，等到下一批放料時(shí)，也就是下一次探尺下尺時(shí)，圈數(shù)回零。

傾動(dòng)自動(dòng)找角，首先設(shè)定傾動(dòng)的環(huán)位，假設(shè)有一批料設(shè)定是3個(gè)環(huán)位（通常在實(shí)際生產(chǎn)中遠(yuǎn)多于這個(gè)數(shù)，但道理是一樣的）。第一個(gè)環(huán)位的角度是42度，轉(zhuǎn)3圈；第二個(gè)換位是38度，轉(zhuǎn)5圈；第三個(gè)換位是35度，轉(zhuǎn)2圈；一共是10圈，3個(gè)環(huán)位。這里就需要設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)位指針，分別是3；3+5=8；8+2=10，即第N個(gè)環(huán)位指針對(duì)應(yīng)的數(shù)值就是他前一個(gè)環(huán)位指針的數(shù)值加上第N環(huán)設(shè)定的圈數(shù)，傾動(dòng)角度有幾個(gè)，就有幾個(gè)環(huán)位指針。那么第一個(gè)角度是42度是傾動(dòng)提前找角找到了，此時(shí)的環(huán)位指針為1，當(dāng)回轉(zhuǎn)記圈大于3圈時(shí)，換位指針加1，變成了2，這時(shí)就對(duì)應(yīng)第二個(gè)傾動(dòng)角度38度，38度成為了當(dāng)前傾動(dòng)角度的設(shè)定值。當(dāng)回轉(zhuǎn)記圈大于8圈時(shí)，環(huán)位指針加1，環(huán)位指針就為3，對(duì)應(yīng)第三個(gè)傾動(dòng)角度35度，35度成為了當(dāng)前傾動(dòng)角度的設(shè)定值。當(dāng)罐內(nèi)的料放空時(shí)，換位指針回到1，對(duì)應(yīng)的角度是42度，42度成為了當(dāng)前角度的設(shè)定值，這時(shí)傾動(dòng)進(jìn)行提前找角，找到下一批放料的第一個(gè)角度42度。如此思路，我們?cè)诔绦蛏弦还沧隽?8個(gè)環(huán)位來(lái)滿足日常生產(chǎn)的要求。

傾動(dòng)自動(dòng)找角的控制程序總結(jié)為如下：

設(shè)回轉(zhuǎn)記圈數(shù)為n，總的圈數(shù)為m。

以最簡(jiǎn)單的3個(gè)傾動(dòng)角度為例，說(shuō)明傾動(dòng)是如何進(jìn)行找角的。

42度，3圈（n1）；38度，5圈（n2）；35度，2圈（n3）；

設(shè)計(jì)1個(gè)環(huán)位指針*P。

當(dāng)累計(jì)圈數(shù)n=0圈時(shí)，指針給定初始值為1（p=1）傾動(dòng)找第一個(gè)角度42度。

當(dāng)累計(jì)圈數(shù)n=3圈（n=n+n1）時(shí)，指針數(shù)累加1（p=p+1=2），傾動(dòng)找第二個(gè)角度38度。

當(dāng)累計(jì)圈數(shù)n=8圈（n=n+n2）時(shí)，指針數(shù)累加1（p=p+1=3），傾動(dòng)找第三個(gè)角度35度。

當(dāng)累計(jì)圈數(shù)n=10圈（n=n+n3）時(shí)，這時(shí)n=m，取n=0，指針至位為初始值1，傾動(dòng)向上找回第一個(gè)角度42度。

這時(shí)一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，即使一批料中有十個(gè)以上的環(huán)位都可以用這種方法解決。

4 傾動(dòng)和回轉(zhuǎn)的電氣控制裝置

宣鋼高爐爐頂布料控制系統(tǒng)的傾動(dòng)和回轉(zhuǎn)采用的是西門(mén)子矢量變頻控制， 6SE70西門(mén)子變頻器矢量控制功能強(qiáng)大，穩(wěn)定性好，所有的開(kāi)環(huán)、閉環(huán)驅(qū)動(dòng)控制及通訊功能由一臺(tái)強(qiáng)大的微處理器實(shí)現(xiàn)，可隨意選擇各種選件，驅(qū)動(dòng)功能可以通過(guò)參數(shù)設(shè)置，功能塊連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)不同的負(fù)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(hù)功能齊全，可以實(shí)現(xiàn)過(guò)流，過(guò)壓，欠壓各種限幅保護(hù)。

傾動(dòng)和回轉(zhuǎn)接有編碼器，用于采集信號(hào)，為可編程控制器提供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了傾動(dòng)、回轉(zhuǎn)的全自動(dòng)控制。

5 結(jié)束語(yǔ)

該控制系統(tǒng)運(yùn)行可靠，確保高爐正常生產(chǎn)， 同時(shí)也提高了傾動(dòng)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(chǎn)、增產(chǎn)提供了條件，同時(shí)降低了焦比，達(dá)到了節(jié)能減排的效果，實(shí)現(xiàn)了高爐高產(chǎn)高效的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

河鋼宣鋼檢修公司 河北省張家口市 075100