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技術頻道

研祥在煉鋼轉爐自動控制系統的應用

一、系統概述

轉爐冶煉是整個冶金工業中非常重要的一個的環節,現代轉爐的自動化生產主要包含著轉爐本體、氧槍及供氣設備、副槍測試裝置、底部供氣裝置、受鐵設備、廢鋼裝料設備、副原料上料及投料設備、汽化冷卻余熱回收設備、一次煤氣除塵及煤氣回收設備、二次除塵設備以及鐵合金加料設備等。

該系統對氧氣頂吹轉爐全部生產過程進行全面監視、控制和管理,對所有生產過程參數進行實時監控、記錄、自動報表打印。通過使用該套控制系統,操作人員可以全面了解生產過程實時參數,準確把握轉爐溫度及炭含量、出鋼時間及濺渣護爐效果,并可及時調節氧壓、冷卻水流量等參數,從而可大幅度地提高生產質量和生產效率,并可消除事故隱患。

二、系統功能描述

(1)采集轉爐煉鋼過程數據,通過網絡在監控上位機上顯示;

(2)對重要煉鋼過程數據,如果超出正常范圍,輸出報瞥給電氣或氧槍PLC,做出相應的處理;

(3)實現對氧氣系統的主氧流量,副氧流量。烘烤氧流量進行自動調節和統計;

(4)實現對汽化系統的汽包水位進行自動調節;

(5)實現對設備冷卻水系統的爐裙冷卻水流量,爐圈冷卻水流量、氧槍插人冷卻水流量進行自動調節;

(6)實現底吹系統的氮氣、氮氣自動切換,對7個支管流量進行自動調節;

(7)實現除塵系統喉口的控制。

三、系統原理

轉爐控制系統共分為三級別:生產管理級別、過程控制級、基礎自動化級別。基礎自動化控制部分采用PLC,主要負責對轉爐煉鋼進行數據采集、順序控制、監控操作、數據通訊;過程控制級由一臺服務器、一臺交換機、三臺工作站以及五臺工業控制計算機構成,主要用于轉爐冶煉控制、設備維護、數據統計并收集由化驗室送進來的試樣數據;生產管理級主要用于下達生產任務和生產指標,實現對冶金全過程的參數計算和優化、數據和質量跟蹤、生產順序控制和管理。

五臺PC機分別是:一臺氧槍系統監控站,它連接到DH+網,主要用來操作和監控氧槍聯鎖;兩臺汽化除塵系統監控站,它連接到DH+網,主要用來監控汽尤系統、除塵煙氣系統和設備冷卻水系統的過程參數以及設備狀態;一臺原料監控站,它連接到以太網,主要用來操作和監控下料過程;一臺數據報表工作站,它連接到以太網,實時記錄煉鋼過程的耗氧t及各種原料數據,供故障分析和成本核算使用。

四、系統配置

本系統的控制機采用研祥工控整機構成,IPC-810B加固型4U機箱滿足工業現場的要求,5臺整機在每個轉爐分別完成是本體控制、加料控制、成化化驗、汽化冷卻、報表管理功能,內置P4級FSC-1713VNA(B)主板,采用Intel865芯片組,超線程技術,雙通道內存。在現場PLC與上位機之間的通信方式可以采用上位連接方式和網絡連接方式。
整機配置:

機箱:IPC-810B/6113LP4/7271AT

主板:FSC-1713VNA(B)

配件:P43.0/512M/160G

五、系統評價

該系統的自動控制水平較高,配置靈活,功能齊全,操作方便,系統投入運行以后,預計可獲得如下控制水平:終點命中率提高6%~8%,爐齡增加10%~15%,減少廢鋼,礦石消耗2%,減少氧氣用量5%~7%,直接出鋼率提高0.6%,按上述幾項指標進行計算,年直接經濟效益可達數百萬元,增加了公司生產效益,確保了鋼水質量。

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