TheElectricControlSystem

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　　鋼鐵行業(yè)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(chǎn)設(shè)備，先進的冶金工藝控制技術(shù)、先進的生產(chǎn)工藝,提高自身的產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品市場競爭力。濟鋼副槍技術(shù)的引進，提高了自動化煉鋼技術(shù)水平，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，增強了市場競爭力。

　　一、副槍系統(tǒng)介紹

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

　　副槍系統(tǒng)(圖1)包括4個主要組成部分：(1)一個旋轉(zhuǎn)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(tǒng)(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(zhuǎn)爐煙罩上或位于煙罩上方的設(shè)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(shè)備，如DIRC儀表,一臺用于處理測量信號的設(shè)備。

　　二、副槍電氣控制系統(tǒng)

　　副槍電氣控制系統(tǒng)分副槍提升驅(qū)動系統(tǒng)、副槍旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)APC系統(tǒng)（探頭自動裝卸裝置），DIRC-5儀表系統(tǒng)。副槍整個控制系統(tǒng)由一套PLC系統(tǒng)集中控制：PLC系統(tǒng)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(qū)動系統(tǒng)

　　副槍提升驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)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(fā)生器和兩個用于高度測量的脈沖發(fā)生器。電動機的速度調(diào)節(jié)由兩套變頻器來實現(xiàn)的。

　　提升驅(qū)動參數(shù)

　　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(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)

　　副槍旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備包括一個帶抱閘3KM三相鼠籠電機、減速機、脈沖發(fā)生器、測速發(fā)生器。旋轉(zhuǎn)速度由變頻器來控制的，定位由脈沖發(fā)生器通過PLC來完成的，接近開關(guān)確定實際位置，超程開關(guān)用于硬接線停止。

　　旋轉(zhuǎn)驅(qū)動參數(shù)

　　常規(guī)速度1.33rpm

　　定位速度0.27rpm

　　定位精度+/-1cm

　　旋轉(zhuǎn)半徑5900mm

　　最大旋轉(zhuǎn)角度104度

　　APC系統(tǒng)

　　APC系統(tǒng)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(zhuǎn)--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(dǎo)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(qū)動傾動臂帶著探頭移向垂直位置，到達后，導(dǎo)向漏斗通過汽缸在副槍槍頭處關(guān)閉。之后副槍被降到關(guān)閉的導(dǎo)向漏斗中。待探頭把持器插入探頭中，導(dǎo)向漏斗打開副槍繼續(xù)下降與探頭完全連接。

　　一旦機械連接完成（由來自感應(yīng)接近開關(guān)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(dǎo)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(tǒng)

　　DIRC-5儀表系統(tǒng)主要是將探頭所測的數(shù)據(jù)進行分析處理，并將其結(jié)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。

　　（6）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(fù)位周期三個周期。

　　三、副槍的功能

　　副槍設(shè)備為轉(zhuǎn)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(zhuǎn)爐的垂直位置進行熔池、溫度的測量及取樣。副槍設(shè)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(zhuǎn)爐上方。打開煙罩上的副槍入口,將探頭降低入熔池中。根據(jù)所用探頭的類型,熱電偶和測氧單元發(fā)出信號,幾秒種之后提升探頭并在轉(zhuǎn)爐平臺上自動將探頭取下,取出試樣送化驗室分析。所發(fā)出的信號經(jīng)過Dirc儀表分析處理后快速發(fā)送到爐前,提供給操作工有用的數(shù)據(jù)。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(xiàn)的功能有所不同,這主要是根據(jù)生產(chǎn)的要求和生產(chǎn)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(tài)模型調(diào)用時就是依靠副槍測量的結(jié)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(xù)吹煉,那么所需要的吹氧量和轉(zhuǎn)爐熔劑的添加量就是根據(jù)副槍測量結(jié)果由動態(tài)模型來進行動態(tài)計算的。副槍測量結(jié)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(jù)爐次來查詢測量曲線和結(jié)果,這些測量結(jié)果自動傳到動態(tài)過程控制系統(tǒng),動態(tài)過程控制系統(tǒng)在接收到測量結(jié)果后再根據(jù)這些結(jié)果調(diào)用動態(tài)吹煉模型,以決定是否進行補吹和加料。

 圖1副槍測量結(jié)果

　　四、副槍系統(tǒng)的價值

　　1、縮短出鋼周期,提高生產(chǎn)率

　　副槍系統(tǒng)取消了人工取樣和測溫,既可節(jié)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?fàn)t,因此可縮短出鋼周期,從而提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率。

　　2、延長轉(zhuǎn)爐爐齡

　　工藝過程優(yōu)化、取消倒?fàn)t作業(yè),使用戶能夠有效提高轉(zhuǎn)爐爐齡,使轉(zhuǎn)爐在不采用濺渣護爐的情況下,出鋼爐數(shù)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(shè)備運行正常,鐵水、廢鋼和添加劑質(zhì)量符合規(guī)定要求,達涅利康力斯副槍設(shè)備吹煉終點命中率可超過90%?？刂颇Ｐ途瓤赏ㄟ^最終產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差來評價(表3)。標(biāo)準(zhǔn)差則反映目標(biāo)值或預(yù)測值與實際檢測值之間的偏差。

　　結(jié)束語

　　采用副槍系統(tǒng)可提高自動化煉鋼技術(shù)水平，提升產(chǎn)品質(zhì)量，增強產(chǎn)品市場競爭力，為企業(yè)創(chuàng)造較高的經(jīng)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(yīng)用。

　　聯(lián)系方式：

　　地址：山東省濟南市濟鋼煉鋼廠120區(qū)爐檢車間

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