TheElectricControlSystem

　　                        ofJiGang120TConverterSublance

　　鋼鐵行業競爭日趨激烈,面臨的市場壓力越來越大，各鋼鐵公司為提高自身競爭力,爭相引進先進的生產設備，先進的冶金工藝控制技術、先進的生產工藝,提高自身的產品質量，降低生產成本，提高產品市場競爭力。濟鋼副槍技術的引進，提高了自動化煉鋼技術水平，提升了產品質量，增強了市場競爭力。

　　一、副槍系統介紹

　　濟鋼第三煉鋼廠采用的副槍系統是由DANIELI-CORUS公司設計生產的，它能在轉爐不間斷吹煉的情況下，在轉爐的垂直位置進行熔池溫度的測量及取樣。

　　副槍系統(圖1)包括4個主要組成部分：(1)一個旋轉平臺或一臺橫移小車，上面裝有一臺卷揚機，用于與平臺或小車相連的副槍體的升降；(2)一個帶有探頭貯箱的自動探頭安裝系統(圖2)，可確保探頭安全存放,可自動選擇探頭和將探頭自動裝到副槍體上；(3)裝在轉爐煙罩上或位于煙罩上方的設備，如一個副槍水冷插入口、一個密封罩和一臺清渣裝置；(4)電氣和儀表設備，如DIRC儀表,一臺用于處理測量信號的設備。

　　二、副槍電氣控制系統

　　副槍電氣控制系統分副槍提升驅動系統、副槍旋轉驅動系統APC系統（探頭自動裝卸裝置），DIRC-5儀表系統。副槍整個控制系統由一套PLC系統集中控制：PLC系統由CPU模塊、CPS模塊、NOE模塊、EHC模塊、DDI模塊、DDO模塊、ACI模塊、ACO模塊、XBE模塊組成。

　　1、副槍提升驅動系統

　　副槍提升驅動系統的設備主要位于卷揚平臺上，包括一臺55KW三相異步電動機、AC抱閘、減速機、用于速度控制的測速發生器和兩個用于高度測量的脈沖發生器。電動機的速度調節由兩套變頻器來實現的。

　　提升驅動參數

　　類型AC電機，VVVF

　　高速2.5m/s

　　中速/事故速度0.6m/s

　　低速0.2m/s

　　定位速度0.1m/s

　　定位精度+/-1cm

　　最大行程18.8m

　　2、副槍旋轉驅動系統

　　副槍旋轉驅動系統的設備包括一個帶抱閘3KM三相鼠籠電機、減速機、脈沖發生器、測速發生器。旋轉速度由變頻器來控制的，定位由脈沖發生器通過PLC來完成的，接近開關確定實際位置，超程開關用于硬接線停止。

　　旋轉驅動參數

　　常規速度1.33rpm

　　定位速度0.27rpm

　　定位精度+/-1cm

　　旋轉半徑5900mm

　　最大旋轉角度104度

　　APC系統

　　APC系統包括探頭存儲箱、探頭選擇和喂裝、探頭傾動臂、探頭拆卸裝置等。

　　（1）探頭存儲箱

　　探頭存儲箱有5個獨立的存儲室，每個可容納20個探頭。

　?。?）探頭選擇和喂裝

　　喂裝接在存儲箱的底部，通過汽缸旋轉--喂裝架選擇所需探頭。

　?。?）探頭傾動臂

　　探頭傾動臂包括一框架，導向漏斗，探頭夾，AC電機等。

　　探頭由探頭夾夾持住送到傾動臂上，電機驅動傾動臂帶著探頭移向垂直位置，到達后，導向漏斗通過汽缸在副槍槍頭處關閉。之后副槍被降到關閉的導向漏斗中。待探頭把持器插入探頭中，導向漏斗打開副槍繼續下降與探頭完全連接。

　　一旦機械連接完成（由來自感應接近開關指示實際連接程度），副槍停止，探頭夾松開探頭。最后傾動臂回到水平位置。在探頭連接過程中，探頭和導向漏斗的間隙用儀表氣體吹掃以防止探頭的上部沾滿灰塵污垢。

　?。?）探頭拆卸裝置

　　探頭拆卸裝置安裝在探頭回收槽上方。測量之后，氣動的探頭拆卸裝置夾住探頭，提升副槍，使探頭與其脫離。打開探頭拆卸裝置將探頭送至探頭收集槽。

　　（5）DIRC-5儀表系統

　　DIRC-5儀表系統主要是將探頭所測的數據進行分析處理，并將其結果（溫度、含碳量、氧電勢、氧活度、熔池液位值）顯示在HMI畫面上，存儲在外接PC機中，便于進一步分析。

　?。?）副槍的自動控制過程

　　副槍的自動控制過程共分連接周期、測量周期、復位周期三個周期。

　　三、副槍的功能

　　副槍設備為轉爐提供了一個有效的測量工具,使其能在不間斷吹煉的情況下在轉爐的垂直位置進行熔池、溫度的測量及取樣。副槍設備從探頭存放箱中取出選定探頭,自動連接到副槍的頂端并移到轉爐上方。打開煙罩上的副槍入口,將探頭降低入熔池中。根據所用探頭的類型,熱電偶和測氧單元發出信號,幾秒種之后提升探頭并在轉爐平臺上自動將探頭取下,取出試樣送化驗室分析。所發出的信號經過Dirc儀表分析處理后快速發送到爐前,提供給操作工有用的數據。副槍可使用各種探頭,如用于溫度、取樣、定碳的探頭（TSC）。用于測溫、取樣、定氧的探頭（TSO），還有單獨用于測溫的探頭（T）。各種探頭所實現的功能有所不同,這主要是根據生產的要求和生產的模式等來進行選擇的。例如有用于吹煉中間進行測量的,有用于吹煉終點進行測量的，還有僅僅用于溫度測量的。在動態模型調用時就是依靠副槍測量的結果來確定是否接著進行吹煉。通過測量正在冶煉的鋼水溫度,測量鋼水中的氧含量,從而判斷出鋼水中的碳含量，測量鋼水液位以及取樣分析。如果繼續吹煉,那么所需要的吹氧量和轉爐熔劑的添加量就是根據副槍測量結果由動態模型來進行動態計算的。副槍測量結果如圖1所示由DIRC儀表分析計算得出。操作工和冶金工程師可根據爐次來查詢測量曲線和結果,這些測量結果自動傳到動態過程控制系統,動態過程控制系統在接收到測量結果后再根據這些結果調用動態吹煉模型,以決定是否進行補吹和加料。

 åœ–1副槍測量結果

　　四、副槍系統的價值

　　1、縮短出鋼周期,提高生產率

　　副槍系統取消了人工取樣和測溫,既可節省時間,又不需要對操作人員有過高的要求。由于在取樣和測溫時,不再需要倒爐,因此可縮短出鋼周期,從而提高轉爐生產率。

　　2、延長轉爐爐齡

　　工藝過程優化、取消倒爐作業,使用戶能夠有效提高轉爐爐齡,使轉爐在不采用濺渣護爐的情況下,出鋼爐數增加量可高達40%。

　　3、提高吹煉終點命中率和模型使用效果

　　吹煉終點命中率可用于說明控制模型的性能。如果設備運行正常,鐵水、廢鋼和添加劑質量符合規定要求,達涅利康力斯副槍設備吹煉終點命中率可超過90%?？刂颇Ｐ途瓤赏ㄟ^最終產品主要技術指標的標準差來評價(表3)。標準差則反映目標值或預測值與實際檢測值之間的偏差。

　　結束語

　　采用副槍系統可提高自動化煉鋼技術水平，提升產品質量，增強產品市場競爭力，為企業創造較高的經濟效益和社會效益。

　　作者簡介：

　　張西濤(1976.3～)：男，工程師，在濟鋼煉鋼廠從事自動化控制和冶金工藝模型的研究與應用。

　　聯系方式：

　　地址：山東省濟南市濟鋼煉鋼廠120區爐檢車間

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