转炉氧枪系统的自动化控制_田宏文
转炉副枪的电气自动化控制
《装备维修技术》2020年第4期— 391 —转炉副枪的电气自动化控制李 欢（本钢集团北营炼钢厂 辽宁 本溪 117017）摘 要：随着炼钢技术的不断发展与进步，转炉副枪炼钢已经全面实现电气自动化控制，目前采用转炉副枪自动化炼钢已经成为现代炼钢技术的主要发展趋势。
所谓的转炉副枪是指一个特殊的三层钢管，主要冷却方式是水冷，在这个三层钢管的下端有一个探头电极夹，而用于探测的触头就安装在这个电极夹上。
在国内的大型转炉中都已经安装了副枪系统，并由PLC 程序控制电气设备。
在这种先进技术的趋势下，我国的炼钢技术也朝着电气自动化方向发展。
关键词：副枪;电气；自动化控制；PLC1 前言副枪的可靠性和测量的准确性是一个成功的自动化控制的关键因素。
副枪必须在控制机发出指令之后进行测量工作，不管之前还是之后。
利用副枪系统，在不干扰吹炼和倾动转炉的情况下，能够收集转炉熔池分析的重要信息，这对于炼钢操作的提高很重要，因为能够实现钢种分析，从而实现炼钢工艺取得较大进步，按照这种方法，对于吹氧的数量和增加的冷却剂都是由转炉计算机完成，为了在不在复吹的情况下命中目标碳含量和温度，对这些系统参数进行了调整。
2 副枪升降设备概述在卷筒平台上的卷扬设备的牵引下，装有副枪体的副枪小车能够沿着导轨上升和下降。
副枪小车装有安全制动器，如果卷扬的2根钢丝绳都断了，在副枪小车和小车导轨之间的楔型块就会自动到位，并防止小车坠落，在新绳子安装后，通过提升副枪，楔型块将自动释放，回到正常位置。
副枪导向和小车导轨是副枪设备的组成部分，在测温和连接过程中，它们能引导副枪小车和副枪体沿着各自路径上升和下降。
副枪小车导轨包括2个上下盖板的I-型梁a ）用于监测副枪小车位置及预设定副枪高度的计数感应接近开关b ）一个过行程杆型限位开关（第二个过行程杆型限位开关装在导轨的下端）c ）卷扬在备用电源下操作的情况下，用于停止副枪的感应接近开关注：开关a 是从24VDC 电源处获得电源，用于PLC I/O ，而b 和c 是从卷扬驱动盘的24VDC 处获得电源。
转炉副枪自动化控制系统的设计与应用
952022年1月上 第01期 总第373期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview转炉炼钢是炼钢生产中重要的工艺环节，主要作用在于净化钢液成分，优化钢液合金配比。
为了满足转炉炼钢的工艺需求，在转炉中设置了两套金属枪系统。
一支是为了加快钢液循环流动和提高冶炼效果的吹氧用氧枪；另一支是直接插入炼池中的副枪，主要用于测定熔池液位、钢液温度以及钢液中氧含量、碳含量等参数。
由此可以看出副枪在取样测定钢液成分中的重要作用，它是保证转炉冶炼质量的关键，现代炼钢工艺依靠副枪测量来判断和调节转炉熔剂添加量以及吹氧量。
副枪在取样检测时主要需要对金属枪的位置进行控制，以完成下枪、插入取样、提枪等一系列动作。
转炉副枪在取样中的各种动作的实现全部由副枪系统基础自动化测控装置予以实现，由人机交互操作进行控制，极大地提高了转炉炼钢的自动化水平，改善了人员工作环境。
本文对转炉副枪自动化控制系统的设计与应用进行了探讨[1]。
1.转炉副枪系统的工艺流程转炉副枪系统属于一种测量装置，主要是在转炉不停吹的条件下对转炉内钢液的成分温度进行取样和检测，从而为转炉工艺参数和合金添加的调整提供依据。
根据转炉副枪系统的操作模式，首先根据检测要求自动或是手动从探头储存箱中取出选定的副枪探头类型，然后自动安装到副枪顶端，并旋转至转炉上方进入工作位，等待测量命令。
在转炉每炉吹炼后期2min ～3min，吹氧量达到80％时，由操作人员给予信号下达测量开始命令，转炉上方设置有挡烟罩。
在副枪控制系统接收到测量指令时，滑动门打开，副枪升降小车带动副枪快速下降到目标位置，穿过转炉烟罩上的密封帽入口进入转炉熔池，测量钢液温度。
根据所用探头类型的不同，测量单元和热电偶会发出相应的信号从而有不同的测量时间。
测量结束后，测温仪表单元会向PLC 发出测温结束命令，然后传动系统开始快速提升副枪，并达到上限位置。
100吨转炉氧枪系统的自动控制
100吨转炉氧枪系统的自动控制p自动方式:在组态画面上设置氧枪到达等待位、吹炼位、换枪位的操作按钮,按钮按下后,氧枪在任何位置都将自动到达指定位置,氧枪快、慢速转换、开关氧气阀门均可自动进行,如需要微调枪位,可选择手动方式,选画面或主令调整枪位,调整完后可再选自动。
手动方式:在自动状态出故障时,使用组态画面上的按钮或氧枪主令操作氧枪升降。
2.2 主备枪横移车控制氧枪横移系统为双小车、双卷扬系统,一套工作,一套备用。
在组态画面上,可选择A、B枪。
氧枪换枪控制分为手动、自动两种方式。
在操作画面上有手、自动选择。
在自动换枪时,当氧枪提升到换枪位时,按下自动换枪按钮,氧枪定位销自动打开,到位后,需更换的氧枪横移车自动移向备用位,到位后,备用氧枪横移车自动移向吹炼位,到位后,氧枪定位销自动闭合,实现自动换枪。
在自动状态出故障或者现场极限开关故障时,可以使用画面或现场机旁操作箱手动操作氧枪换枪。
2.3 氧枪升降控制氧枪升降是采用交流电机驱动,变频调速。
氧枪升降速度为快速40m/min,慢速4m/min。
事故断电时,用保安电源自动提枪到待吹位。
2.3.1 氧枪吹炼（+15.2m以下）自动控制氧枪接到下枪开始指令后,由等待位（+15.2m）快速下枪,下至开氧点（+12.68m）,当氧枪下降到该点时,氧气快速切断阀打开;进行溅渣护炉操作时氮气快速切断阀打开。
下降至变速点（+10.68m）变为低速,直至下降至吹炼点为止。
吹炼位,由人工预先按照炉衬侵蚀情况和铁水装入量多少进行人工设定数值。
氧枪下降到该点时,就自动停止,进行吹炼操作,在吹炼过程中,可随时修改吹炼位。
氧枪接到提枪指令后,快速提枪,提至闭氧点（+10.68m）,当氧枪上升到该点时,氧气切断阀自动关闭停止供氧,溅渣护炉操作时氮气快速切断阀自动关闭停止供氮。
当氧枪快速提升到变速点（+14.5m）后,再慢速提升到等待位（+15.2m）,停止上升。
+15.2m为等待位,在此位置上,转炉可倾动,进行测温取样等操作。
转炉氧枪自动控制系统
转炉氧枪自动控制系统【摘要】为满足某大型钢厂150吨转炉控制要求，开发了转炉控制系统，系统主要包括供配电、自动化、网络系统，其中氧枪控制是自动化系统的核心部分。
本文详细介绍了转炉氧枪的自动控制系统的应用，变频器完成氧枪的驱动控制，编码器完成枪位的精度控制，保证了氧枪运行的安全可靠、稳定准确。
【关键词】转炉；氧枪；控制系统1 引言氧枪系统是转炉的关键设备，主要由氧枪、氧枪升降装置、换枪装置三个部分组成，与其相关的还有仪表、阀门、供养管道等。
它的主要功能是将炼钢需要的氧气和氮气输送到转炉中，完成冶炼和溅渣护炉的工作，氧枪控制的优劣直接影响产品质量、炉龄以及设备安全，其中抢位检测是影响氧枪自动控制水平的关键。
某钢厂150吨转炉有2套氧枪设备，各自独立升降，2台横移小车可以互为备用。
2台升降小车分别装在横移换枪小车上，1台处于工作位时，另外1台处于等待为备用。
氧枪升降由交流变频电机驱动，电源经过UPS由变频调速柜供电，保证电源失电时实现紧急提枪，抱闸电机和氧枪控制电源由UPS供电，其它辅助设备均由MCC供电。
2 控制系统组成控制系统由PLC控制单元、大功率变频器（1用1备）、检测装置（机械式主令、两个绝对值编码器组成）。
操作台给定控制信号送至PLC控制单元，经过PLC处理后输出控制信号给变频器，完成氧枪的高低速控制、枪位定位。
PLC部分采用西门子S7 400 系列CPU，PLC采用Profibus现场总线分布式结构。
网络通信系统采用100 Mb/s工业以太网；采用工业级交换机，网络通信协议为TCP/IP；网络线路物理介质为光缆和双绞电缆。
PLC与氧枪传动的连接采用Profibus现场总线分布式结构；各PLC与上位机之间通过Ethernet网络进行实时数据传输；各PLC之间，PLC与HMI之间均通过Ethernet网络进行相互通信。
3 控制方式氧枪分两种控制方式，包括手动控制和自动控制。
手动控制又分吹炼、溅渣和维护三种工作模式。
转炉炼钢生产中氧枪系统的自动控制
（ｎ ｅ Ｍｏｇ ｌ ｉ ｉｎＩ ｏ ｔ ． Ｂ ｏ ｕ ０４ １ ，Ｎ ｉ ｏｇ ｏ，Ｃ ｉ ） Ｉｎｒ ｎｏａＸｎ ＴＣ ．Ｌｄ ， ａｔ ， １０ ０ ｅ Ｍ ｎｇｌ ｈｎ ｉ ｌ ａ ｏ ａ
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氧枪 系统控 制包括 氧 枪运行 速度 、 位控 制 、 定 氧 枪动作 联锁 。在 冶 炼过 程 中 ， 氧枪 的速度 控 制直 接 影响氧 枪 的定 位 精 度及 氧枪 运 行 的安 全 ， 氧枪 定 而 位 的精度对 冶炼 不 同钢种 及冶 炼周期钢 水质 量有重 大 的影 响 。同时 ， 氧枪 动 作 复 杂 的联 锁决 定 了冶炼 过程 的安 全。 因此 ， 枪 系 统 的控 制 是炼 钢 生 产 中 氧
１ 系统 选 型
选用 西 门 子 公 司 最 新 推 出 的 过 程 控 制 系 统 Ｐ Ｓ ， 硬 件 主 控 制 站 采 用 Ａ ４６—２ Ｐ 远 程 Ｉ０ Ｃ７其 Ｓ１ Ｄ， ／ 采 用 Ｅ ２ ０ １， 件 开 发 平 台 采 用 西 门 子 公 司 Ｔ ０ Ｍ［ 软 】
转炉氧枪系统的自动化控制
收稿 日期 ：０ ６—１ — １ ２０ １ ２ 田宏文 （９ ６一 ） 工程 师； １ ０ 辽宁省鞍山市。 １６ ， １４ １ ０
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Ｖ Ｌ２ Ｎｏ ３ ０ ６ ．
Ｍａ ． ０ ｙ ２ ０７
氮气、 氧枪位置控制和主备枪换枪的横移控制。 ２ １ 转 炉氧枪 水 系统 ． 转炉吹炼过程 中， 氧枪要下降到环境恶劣 的
进水阀门， 延时 ３ 秒再关出水阀门 Nhomakorabea 为杜绝因氧枪 漏水 、 摇炉发 生转 炉爆 炸事 故 ， 在重度 漏水 提枪 的 瞬间切断转炉倾动零位控制 回路。氧枪供水系统 程序 能对氧枪冷却水进 水压 力 、 流量 ， 出水压力 、 流 量， 进水温度， 进出水流量差进行检测、 显示、 报警。 （） ３ 氧枪冷却水进水 、 回水压力检测 ， 低于报
变成 过热蒸 汽 ，受炉 内空 间限 制 ，高温 蒸 汽产 生 巨大 的 冲击 力 ，对 炉衬 、炉 体造 成不 同程 度 的损 坏 。这就需 要控 制系统 具有 有效 的漏 水检 测 和安
取代原有的平炉炼钢等老式炼钢生产工艺。转炉 的电控系统直接控制着炉体倾动及氧枪升降等重 要 工艺 步骤 ，本文 重点 介绍转 炉 氧枪 系统 的 自动
警设 定值 时 ， 警显 示 、 报 氧枪 自动 提到 等候点 。 （） ４ 氧枪 冷 却 水 进 水 流 量 检 测 ， 于报 警 设 低 定值时， 报警 显示 、 枪 自动提 到 等候点 。 氧
转炉内， 它不仅受到钢水 、 炉气和炉渣的高温辐射 作用 ， 还要 经受 钢液 和炉渣对 氧枪 的冲刷 和粘 结 ， 所 以氧枪必须通过高压循环冷却水进行冷却。
冶
金
转炉副枪的电气自动化控制
转炉副枪的电气自动化控制随着我国炼钢技术的不断发展与进步，转炉副枪炼钢已经全面实现电气自动化控制，目前采用转炉副枪自动化炼钢已经成为现代炼钢技术的主要发展趋势。
所谓的转炉副枪是指一个特殊的三层钢管，主要冷却方式是水冷，在这个三层钢管的下端有一个探头电极夹，而用于探测的触头就安装在这个电极夹上。
在国内的大量大型转炉中都已经安装了副枪系统，在这种先进技术的趋势下，我国的炼钢技术也在朝着电气自动化方向发展。
标签：转炉副枪；电气；自动化控制0 前言转炉副枪装置的主要组成部分主要包括副枪枪体、小车升降驱动装置、插装装置、枪体矫直装置以及探头供给装置等几大部分。
而由于作用功能以及作用场合的不同，副枪探头又有测温探头、定碳探头、定氧探头以及测钢水液面探头四种类型。
在引进电气自动化装置后，在工作过程中减少了核正、补吹等工序，大大减少了工作程序，提高了转炉的产量。
本文将就电气自动化控制对转炉副枪工作的要点做出探讨。
1 转炉副枪系统简介1.1 何为转炉副枪随着我国大型转炉设备的不断发展与成熟演变，人们对其工作效率及生产产品质量的要求越来越高。
而采用先进的计算机技术实施动态控制，使生产效率得到了巨大的提升，尽管整个过程都有计算机直接控制，但是在实际生产中依然存在误差，为了达到产品的最终合格性，需要对炉内的温度等参数进行实时控制，而对炉内进行采样的设备就是转炉副枪，转炉副枪对于提高产品的生产质量以及产品性能做出很大的贡献。
这种转炉副枪主要采用的冷却方式是水冷，其外观与氧枪类似。
1.2 转炉副枪的功用及效果在实际生产中，副枪的功用有很多，通过实现验证与实践分析可以知道副枪的主要功用有：及时测量钢水的温度、C质量分数、氧的体积分数、熔池液面高度以及取样分析等。
副枪在取样过程中可以在不间断吹炼的工况下进行取样，极大地降低了工作复杂程度。
在取样过程中，副枪上的探头可以通过烟道上的一个专用入口进入，在插入钢水的同时探头上的热电偶产生感应信号，当任务完成后探头缩回并将所采取的钢水式样送至工作室进行分析实验。
转炉氧枪控制系统的设计应用
中编码器 及变 频器 的开 发应用 。
ｌ 项 目的主 要 内容
１ １ 转炉 氧枪 升降装 置概 述 ．
本 转炉有 互为备 用 的两套 氧枪 升降装 置 ，当其
中一支 氧 枪 出现 故 障 或 烧 枪 时 ，立 即进 行 移 枪 操 作 ，用另一 支氧枪 进行 炼钢 。每 支氧枪 的驱 动系统 是独 立 的 ，而其 控制 系统公 用 。单支 氧枪 的结构示 意 简图见 图 １ 。每套 系统 都是 由电磁 站 内的 Ｐ Ｃ控 Ｌ 制 变频器 ，再 由变频 器驱 动各 自的氧枪 升 降 电动 机 工 作 ，电动 机通 过 减 速 机 带 动 氧 枪 钢 丝绳 滚 筒 运 转 ，钢 丝绳牵 引着装 有氧 枪 的小 车 在 固定 的轨道 上
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１３ 控 制思 路 ．
２０ ０ ８年 ６月
同时反 馈力 矩 或 电流值 给 Ｐ Ｃ，与 电动机 同轴 的 编 Ｌ 码 器 和减 速机 上 的 凸轮 控 制 器 反 馈 氧枪 高度 信 号 ，
从 而 确保 氧枪 安全 运行 ，如 图 ２ 。
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第 ３期 （ 总第 １５期 ） ３
转炉 氧枪 控 制 系统 的设 计 应 用
郑文静 吴树涛 王 囡囡
（自动 化 部 ）
摘 要 ：介 绍 了转 炉氧枪 控制 系统 中利 用增 量 型编码 器定位 以及 变频调 速控 制氧枪 高低 速技 术的 开发
作者 简 介 ：郑 文 静 （ ９ ９一） １７ ，女 ，２ ０ ０ １年 ７月毕 业 于 莱 钢 电 大 电
的优点就是在全功率范围内统一使用了相 同的控制 技 术 ，例如提 升机传 动 控制 ，启动 向导 ， 自定 义编
交流变频器在转炉炼钢氧枪控制中的实践应用研究
交流变频器在转炉炼钢氧枪控制中的实践应用研究摘要：随着我国变频技术和控制技术的不断发展，交流变频器在转炉炼钢氧枪控制中得到了广泛的运用，是转炉炼钢控制系统中极其重要的组成部分。
另外，氧枪在升降过程中需要实现慢速到快速再到慢速的转换，同时存在许多停经工艺检测点，对各个工艺点提出了非常高的要求，尤其体现在吹炼点，从而氧枪的枪位直接决定了炼钢的质量。
为此，本文从其工作的原理出发，深入分析论述了通信及连锁、升降过程以及实际操作过程中存在的问题及对应措施，希望为今后的实践操作提供一个具有参考价值的文献基础。
关键词：交流变频器；转炉炼钢；氧枪；实践应用1.工作原理在固定导轨升降时，每台变频器都可以通过切换驱动两根氧枪，实现两套氧枪的灵活备用。
每套氧枪升降系统由一台110kW交流电动机传动，在生产过程中当工作氧枪发生故障时，可快速通过横移换枪等操作，使用备用氧枪继续生产。
氧枪系统有一套事故提升装置，不接入电网，由事故电池作为电源驱动事故电机升降，当氧枪系统停电时，可切换到事故电机将氧枪提起，氧枪停车时有抱闸系统实现[1]。
另外，高压氧气在输氧管道中的流动速度较低，一般在60m/s以下，氧气流通过喷嘴后，形成超音速的氧射流，流速为500-600m/s，为音速的二倍左右。
喷嘴能最大限度地将氧气压力能转化为动能获得超音速流股，借此向熔池供氧并搅动熔池金属液以达到吹炼目的[2]。
因此，喷嘴是压力、速度的能量转换器。
采用合理的喷嘴结构是顶吹氧气转炉炼钢的关键问题之一。
目前国内外顶吹氧气转炉所采用的喷嘴类型是多种多样的。
按喷嘴形状和特点可分为拉瓦尔型、直筒型及单扩张型等；按喷嘴孔数可分为单孔及多孔喷嘴；按吹入物质可分为氧气喷嘴、氧、燃喷嘴及喷粉料的喷嘴。
与其他炼钢方法相比，氧气炼钢法具有吹炼速度快，生产率高、品种多、质量好、原材料消耗少、热效率高、成本低、基建投资省、建设速度快、氧气顶吹转炉容易与连续铸钢相匹配等特点。
2.通信及连锁本文对氧枪控制驱动系统研究选用的是西门子440变频器及相关辅助性设备来驱动每套氧枪升降装置电动机。
转炉副枪的电气自动化控制
转炉副枪的电气自动化控制转炉副枪是钢铁冶炼过程中必不可少的设备之一。
在钢铁冶炼中，通常使用转炉来熔炼生铁和废钢，转炉副枪的任务就是向转炉中喷入高压氧气，从而燃烧熔炼炉中的原料，产生高温高压的气体，完成钢铁冶炼的过程。
传统的转炉副枪设备主要采用机械传动方式进行控制，但由于机械传动方式存在传动误差、精度低等问题，对于钢铁冶炼的安全、稳定和节能都存在着一定的隐患。
因此，电气自动化控制技术应用于转炉副枪成为了一种趋势。
一、转炉副枪的电气自动化控制转炉副枪的电气自动化控制主要是采用PLC、变频器、传感器等技术进行智能控制。
PLC是可编程逻辑控制器的缩写，是一种专门用于控制工艺过程和机电设备的微型计算机，被广泛应用于工业控制领域。
通过PLC的智能控制，可以实现对转炉副枪间距、氧气流量、消耗能量等工艺参数的精确控制，有效提高了钢铁冶炼的效率、降低能源的消耗。
其次，通过变频器对转炉副枪氧气流量进行调节，可以实现气流量的连续可调，从而实现更为精确的控制效果。
传统的机械传动方式容易受到恶劣环境的干扰，导致氧气流量的波动，从而影响钢铁冶炼中的工艺质量。
而变频器则可以在不同的氧气流量下保持稳定的工作状态，从而确保了钢铁冶炼过程的正常运行。
同时，传感器的应用也为转炉副枪的智能化控制提供了重要的技术支持。
传感器通过对控制物理量的测量与反馈，可以实现对转炉副枪各项参数的实时监测与控制，从而提高了钢铁冶炼的安全性和稳定性。
例如，在钢铁冶炼过程中，若转炉副枪的间距不当，容易引发爆炸等严重事故，而传感器的应用将帮助工程师及时发现和处理相关危机，保障钢铁冶炼安全稳定的运行。
二、电气自动化控制对转炉副枪的优化电气自动化控制技术的应用对转炉副枪的优化是多方面的。
一方面，其可以提高钢铁冶炼的效率和能源的利用效率，从而降低钢铁冶炼过程中的成本；另一方面，还可以提高钢铁冶炼的质量和稳定性，从而保证钢铁冶炼的安全。
在效率方面，自动化控制通过优化转炉副枪的控制方式，从而实现了对工业过程的最佳化配置，有效提高了生产效率。
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收稿日期:2006-11-21田宏文(1966~ ),工程师;114001 辽宁省鞍山市。
转炉氧枪系统的自动化控制田宏文(鞍钢集团自动化公司)摘 要 在转炉炼钢生产过程中,氧枪系统的控制是非常重要的环节,它直接影响着转炉炼钢生产的安全、高效及钢水质量。
本文主要介绍转炉氧枪系统的自动控制过程,叙述了氧枪系统各部分的功能及控制方式。
关键词 自动控制 转炉 氧枪The lance syste m auto m ation control in converterT ian H ongwen(Auto m ati o n Corporati o n An Stee lGroup)Abstract The autom ati on control o f the l ance syste m is v ery i m portant i n converter steel making process .It directl y a ffects the safe t y and t he effi c iency and mo lten stee l quality of t he converter stee-lm ak i ng process .T he arti c le i ntroduced the autom ati on contro l process o f the l ance syste m,recountedthe functi on and contro lw ay of the lance syste m.K eyword s autom ati on contro l converterlance1 引言在大中型钢铁企业中,转炉炼钢生产已逐步取代原有的平炉炼钢等老式炼钢生产工艺。
转炉的电控系统直接控制着炉体倾动及氧枪升降等重要工艺步骤,本文重点介绍转炉氧枪系统的自动控制过程。
2 转炉氧枪系统转炉氧枪系统包括:氧枪的供氧、供水、氧枪氮气、氧枪位置控制和主备枪换枪的横移控制。
2 1 转炉氧枪水系统转炉吹炼过程中,氧枪要下降到环境恶劣的转炉内,它不仅受到钢水、炉气和炉渣的高温辐射作用,还要经受钢液和炉渣对氧枪的冲刷和粘结,所以氧枪必须通过高压循环冷却水进行冷却。
由于氧枪长时间工作,枪头部位会受到不同程度的侵蚀,时常发生冷却水泄漏流到炉内的现象。
小流量渗漏瞬间汽化掉,对安全生产不构成威胁,但大流量泄漏时,大量冷却水遇到高温,变成过热蒸汽,受炉内空间限制,高温蒸汽产生巨大的冲击力,对炉衬、炉体造成不同程度的损坏。
这就需要控制系统具有有效的漏水检测和安全联锁控制。
因此,氧枪水系统监控程序应具有如下功能:(1)氧枪漏水自动监测,轻度漏水预警提示。
(2)结合转炉炼钢生产工艺,氧枪漏水重度报警时将氧枪提到氮封口以上,同时关闭工作枪进水阀门,延时3秒再关出水阀门;为杜绝因氧枪漏水、摇炉发生转炉爆炸事故,在重度漏水提枪的瞬间切断转炉倾动零位控制回路。
氧枪供水系统程序能对氧枪冷却水进水压力、流量,出水压力、流量,进水温度,进出水流量差进行检测、显示、报警。
(3)氧枪冷却水进水、回水压力检测,低于报警设定值时,报警显示、氧枪自动提到等候点。
(4)氧枪冷却水进水流量检测,低于报警设定值时,报警显示、氧枪自动提到等候点。
58冶 金 能 源ENERGY FOR M ETALLURG I C AL I NDUSTRYVo l 26 N o 3M ay 2007(5)氧枪出水温度检测,高于报警设定值时,报警显示、氧枪自动提到等候点。
(6)氧枪冷却水进出水流量差检测,高于报警设定值时,报警显示、氧枪自动提到等候点。
2 2 转炉氧枪氧系统转炉供氧部分控制程序,包括顶吹氧气压力、流量调节控制、顶吹氧气阀门和氮封阀门控制。
供氧系统初始化后便完成如下功能:(1)氧气总支管阀前、阀后压力显示、报警。
(2)氧气总支管流量的PI D 调节,吹炼开始时PI D 调节自动投入。
(3)在位枪支管氧气工作压力的检测,显示、报警。
(4)氧气阀门的控制、检测及报警。
氧气阀门有:氧气总管O 型阀、氧气支管O 型阀和氧气支管快切阀。
转炉吹炼过程中氧气支管快切阀与氧枪枪位联锁。
2 3 转炉氧枪氮系统氧枪氮系统包括溅渣氮气的状态监控和氮封阀的控制。
溅渣氮气阀包括氮气支管球阀、氮气支管快切阀和氮气放散阀,系统要对溅渣阀前、阀后支管压力进行检测,对总支管流量进行PI D 调节。
氮封阀部分包括氧枪水套氮封阀的控制、检测、报警。
左右溜槽,氧枪水套氮封检测及报警,氮封总量显示,氮气压力检测及报警。
2 4 转炉主备枪换枪横移系统转炉吹炼设两支氧枪,一支在工作位,一支在备用位。
PLC 控制主枪与备用枪自动更换的过程为:主枪及备枪均提至换枪点以上,转动操作台上A 、B 两枪选择开关(或在HM I 操作画面上选择A 、B 枪),控制程序自动拔起定枪销,将在位枪移出炉口至备用位,并将不在位枪移到炉口位。
氧枪横移到位后,将定枪销插入,完成换枪功能。
氧枪横移操作也可以在机旁箱和中控室维修画面上手动操作。
2 5 氧枪位置控制系统氧枪升降装置,是使氧枪升降的动力装置。
它由氧枪升降小车、导轨、卷扬机、横移装置、钢丝绳滑轮及氧枪高度指示标尺等组成。
氧枪固定在升降小车上,升降小车沿导轨上下移动。
钢丝绳卷筒与氧枪升降电机同轴,由PLC 控制的变频器驱动氧枪电机,控制氧枪的上升和下降。
转炉控制系统的关键是氧枪定位,因为一旦定位不准就会影响炼钢的质量,甚至引发喷溅或爆炸。
在氧枪电机轴头设位置极限开关,对上极限、下极限、等候点等关键位置作硬保护。
另加一套码盘检测,将绝对位置编码器安装到氧枪卷筒轴上,检测结果分别在工作站和操作台上数码显示并参与枪位控制。
氧枪位置控制的软件设计是根据 计算机、自动、手动、机旁 四种控制方式对操作站、PLC 及变频器进行编程和参数设置。
氧枪上升、下降时PLC 接收HM I 操作站的枪位设定值,控制枪位准停;接收来自现场特殊点位信号,并处理参考点信号,控制氧阀的联锁和开关;给变频器发送上升、下降、停止及开启氧枪抱闸的命令。
在动枪程序运行时屏蔽其它用户程序中断,以保证氧枪安全升降。
2 6 氧枪安全系统为使氧枪安全运行,氧枪的动枪安全联锁是十分重要的。
根据冶炼工艺要求,控制程序中应设置如下几项安全联锁:(1)氧枪自动提升到等候点联锁,当降枪条件不具备,或在吹炼过程中,安全联锁条件不满足时,出于安全的考虑,将氧枪提升并停在一个固定的高度以上,一般是等候点。
(2)下列情况有一个出现,则氧枪停止升降:变频系统故障;氧枪钢绳张力报警;转炉不在 0 位;氧枪电机联锁错误;氧枪超上限报警,不能提枪;氧枪超下限报警,不能降枪。
(3)防止氧枪回火安全联锁氧枪在吹炼过程中因故停氧,或因手动转入维修方式后停氧时,如果氧枪在等候点以下,则不允许再次开氧,必须抬枪至等候点。
再行下枪,方可开氧。
(4)氧枪事故提枪为保证无配重枪,在事故状态下的设备及人身安全,设置了手动提枪。
在发生意外事故时,由操作人员通过操作事故开关提枪,手动提枪控制不经过PLC 及通讯网络,直接控制备用电源,将氧枪提到等候点位置。
另外,氧枪系统应引一路旁路电源(或设一台60kVA 以上的UPS 电源)作保安电源。
在交流控制电源突然停电时,为避免烧毁氧枪,可59V ol 26 No 3M ay 2007冶 金 能 源ENERGY FOR METALLURGI CAL I N DUSTRY立即用旁路保安电源将氧枪提出炉外。
3 转炉氧枪系统的控制方式转炉氧枪系统的控制方式有四种:自动方式、半自动方式、手动方式和维修方式。
控制方式的选择采自HM I上的选择开关,其选择顺序为:维修 手动 半自动 自动。
其中,自动方式要求条件最高,在检测过程计算机通讯正常且所有联锁条件满足后,方能成功切换。
其次为半自动方式,在所有联锁条件满足时,才能切换。
当某一方式选择失败或在开始吹炼后,方式选择只能向逆方向转换,而不能由低级向高级操作方式转换 1 。
3 1 自动方式接收二级计算机枪位、氧气、氮气流量累计的氧步设定值,结合吹炼方案,将其以表格形式存于特定的存贮区中,且可随时调看,并根据此表所形成的曲线进行各参数的设定执行。
如果在冶炼过程中枪位需临时微调,可按动操作台上升、下降按钮进行调整,然后程序按氧步继续执行。
在自动方式下,介入全部动枪联锁,动枪联锁包含提枪至安全点联锁和不动枪联锁,并提示报警;根据操作台按钮(开始吹炼按钮)及上位机枪位设定值,通过枪位差与速度曲线的运算,给出动枪控制输出值,驱动变频传动系统动枪;根据模型计算或人工测量的数据,修改氧枪喷头到钢水液面的相对值;按氧枪位置传感器数码自动开启氧枪孔氮封、开启氧气阀门;根据上位机的吹炼终点氧累计设定值自动提枪,也可人工将其转到手动方式下提枪;副枪下降测试或测温取样后,根据副枪测试或化验结果,启动补吹模型或直接出钢;总、支管氧气流量的温压补正及PI D调节自动投入,实时检测总支管及在位枪的氧气压力和压力超限报警。
3 2 半自动方式半自动方式是脱离过程二级计算机的自动控制方式,此时氧枪系统按照基础级计算机内存的冶炼方案,由HM I监控,对氧枪枪位、氧气流量,按氧步控制自动执行。
其间枪位可使用操作台按钮微调,冶炼方案应由工艺人员提出,并根据实际冶炼需要由专人修改;根据方案表中的最后氧步的氧累量自动提枪,也可根据冶炼具体情况手动干预提枪;半自动方式下,介入全部动枪联锁及安全保护联锁;根据绝对位置传感器的数码进行开氮封,开关氧气的自动控制;根据开始吹炼按钮,通过枪位差与速度曲线驱动变频器传动系统动枪;总支管氧气流量的温压补正及流量的PI D调节自动投入;实时检测总支管及在位枪氧气的压力及压力超限报警;根据副枪或人工测试的结果,在键盘上修改氧枪喷头至钢水面的相对值。
3 3 手动方式在HM I上随机设定氧枪喷头到钢水液面的相对值,氧气流量按最后设定值执行,即在非吹炼情况下设定液面高度;按动 到吹炼点 按钮,氧枪自动下降到设定位置停止,吹炼过程中可介入全部动枪联锁及安全保护联锁;根据传感器数码自动开、关氮封和自动开氧阀;吹炼结束时,操作工根据具体情况,按动操作台上的 到等候点 按钮氧枪自动提至等候点;投入总支管氧气流量的温压补正及流量的PI D调节;用氧枪枪位高度位置联锁开关氧气阀门。
3 4 维修方式维修方式含有脱机控制的机旁箱操作和HM I的单体调试,用鼠标单体开关每一个切断阀;操作台开关氧按钮,可以开关在位枪的切断阀,且显示切断阀的开、关及报警状态。
维修方式下解除全部动枪联锁,只保留至超上极限不能提枪,至下极限不能降枪报警,由于溅渣护炉要求低枪位,故也可在维修方式下操作。