高炉探尺工作原理

高炉探尺工作原理

1、老式探尺简介

以前很多钢铁公司炼铁厂所用探尺电机型号为YZR系列,额定功率有以下几种2.2KW、3.7KW、4.0KW、5.0KW等，额定频率50HZ，额定转速970转/分左右，Y接线方式，定子额定电压380V。传动采用传统的空开、接触器和接触调压器驱动形式。工作过程为：提尺时电机定子接入电网额定电压，电机正转；放尺时通过接触调压器使电机定子接入几十伏左右的电压，改变供电相序，电机反转，重锤下放。

2、老式探尺存在问题

1)放尺不畅，电压波动时，放尺速度波动，经常需手动干预。

2)放尺过程采用小电压且使电机向下转，易松绳、乱绳和倒锤、烧锤。

3)不能很好跟踪料面，影响及时向炉内布料。

4)更换重锤时，调试时间相对长。

5)对重锤重量偏差要求较严。

6)需经常维护，维护工作量比较大。

3、新型高炉探尺工艺控制过程

新型高炉探尺采用交流变频电机传动，高性能电流矢量型变压变频调速器驱动控制。

高炉探尺作为监视和控制高炉内料位的重要设备，其控制的关键点在于准确地进行料面跟踪。

1)保证探尺的重锤在下放过程中能均匀、顺畅、可控的下放。

2)重锤在下放到料面后，“浮”在料面上，重锤不倒不歪，随着料面的下降自动平稳地下降，即一直“浮”在料面上，保持力矩的动平衡。

3)探尺重锤可控稳定地快速提升。

4)探尺重锤可控、准确、平稳地停车。

4、探尺工作过程：

探尺由重锤、链条和钢绳相连，而链条较重，探尺在下放过程中，当探尺上的链条离开链轮箱时，须考虑链条的重量，补偿探尺的力矩。

探尺起动：探尺收到下探信号后，开始下放，小速度恒力矩。

探尺放尺：探尺下放过程中，采用力矩控制，匀速下放，这一过程电机处于再生发电状态。

探尺到达料面：探尺下放到料面是一个关键的转折点，当重锤到达料面后，电机应结束下放，重锤立于料面，“浮”在料面上，重锤不倒不歪。

探尺跟踪料面：当重锤到达料面后，电机由转速控制自动切换为电流控制（力矩控制）。电机由发电状态转到电动状态，电机带微张力（小电流）控制，电机用较小的张力提着重锤，在料面上保持动态平衡：Mg（重锤）+N（链条）-F（料面浮力）>T（张力），当料面下降，F（料面浮力）减小，T（张力）增加，直到Mg（重锤）+N（链条）-F（料面浮力）＝T（张力），达到新的平衡；当料面上升，F（料面浮力）增大，T（张力）减小，直到Mg（重锤）+N（链条）-F（料面浮力）＝T（张力），达到新的平衡；探尺实时跟踪料面，直到所设定料线。

探尺提尺：当料面检测完毕后，收到提尺信号，快速将探尺重锤提起到“零点”，这一过程电机处于电动状态。

5、探尺控制方式：

每个探尺在控制柜柜门都设有操作方式选择开关，包括：手动\自动，提尺\放尺,及相应

指示等，可实现连续测量和点测料面。两个探尺可同时工作，也可以任选一个。手动方式可在柜门上操作，自动方式则由程序控制。

每放入高炉中一批料，探尺自动下放进行探料。料线到达设定值后允许放料，这时系统自动停止上料过程。放料之前，探尺必须提升到零位，以免料线探尺重锤被埋入料层内烧坏。

探尺设最大探料深度保护，即当探尺探到深料面时，为保护探尺不被烧坏，要自动提尺，不论是否放料。

探尺可随时手动提尺、放尺。

料线测量通过编码器进行，并在上位机上动态显示，料线可通过HMI设定。

探尺自动控制方式可在高炉自动化系统基础上通过增加一批控制模板和元器件进行改造，也可以单独集成一个系统进行控制。探尺画面可考虑在系统上位机界面上组态，也可以单独利用独立的一套PLC及一个文本显示操作面板来控制和监视。

6、探尺传动主装置选型

探尺柜主器件为全数字交流变频器或直流调速装置。变频器必须为含力矩控制全矢量型，选用四相限工作制或加装制动单元制动电阻形式；直流调速装置一般选用四相限工作制。一般小型高炉两套探尺，大型高炉三套到四套探尺