【文章內(nèi)容簡介】 ） ，氮氣充入車缸內(nèi)加壓，并使槽車內(nèi)的脫硫劑在氮氣攪拌下流態(tài)化，打開受料自動閥（ FV1）經(jīng)壓送管道進(jìn)入儲存?zhèn)} ， PLC 按程序控制。 有關(guān)單脫硫流程和自動控制見圖，主要包括： ⑴ 自動 檢測 ，包括壓送管線氮氣的流量和壓力檢測，各料倉的料位監(jiān)測和越限報警， CaC2料倉的 C2H2含量監(jiān)測，噴吹載氣壓力和流量的檢測，噴吹罐壓力和壓差以及噴吹量（重量變化）檢測，鐵水車內(nèi)的鐵水溫度和液面檢測，吹氧壓力和流量檢測等，后兩者 如圖 。此外還有噴吹時煙罩冷卻水及水處理的檢測，即冷卻水流量、壓力和溫度、排水流量、冷卻池水位、補(bǔ)充水流量和壓力以及吊車 秤 等 ； ⑵ 自動控制，包括噴吹量控制，噴吹罐壓差控制、噴吹氮氣流量控制，噴吹氧量控制等。 攪拌法單脫硫預(yù)處理自動 化 攪拌法脫硫在脫硫前后均需要扒渣，操作較為復(fù)雜，其電力傳動控制的脫硫劑 儲存?zhèn)}受料順序與噴吹法類似，脫硫部分略異于噴吹法，主要差別在攪拌和扒渣，攪拌主要是開動攪拌漿，有關(guān)脫硫順序及時序見圖， PLC 按程序進(jìn)行控制。 目前世界上主要有兩種扒渣機(jī)機(jī)形式：小車行走式扒渣機(jī)（利用扒渣機(jī)小車的往復(fù)運行進(jìn)行扒渣）和伸縮臂式扒渣（利用扒渣臂伸縮扒渣）。 扒渣操作分為自動操作和手動操作兩種方式，前者通過分別操縱兩個手柄和兩個安裝在手柄上的按鈕來進(jìn)行。由操作者熟練的使之巧妙配合，完成全部扒渣作業(yè)。后者，操作者只要按下自動控制 “ 工作 ” 按鈕，扒渣工序即可自動連續(xù)進(jìn)行，并根據(jù)需要非常方便 地 分別構(gòu)成以下扒渣軌跡： ⑴ 前進(jìn)、后退、上、下運動，其動作為前進(jìn) － 下降 － 夾緊 － 后退 － 升起周而復(fù)始，構(gòu)成第一種扒渣軌跡。 ⑵ 前進(jìn)、后退、上、下加右回轉(zhuǎn)運動。其動作為前進(jìn) － 下降 － 夾緊 － 后退（右回轉(zhuǎn)返回中心） － 松開 － 升起，構(gòu)成第二種扒渣軌跡。 ⑶ 前進(jìn)、后退、上、下加左回轉(zhuǎn)運動，僅改變回轉(zhuǎn)方向，從而構(gòu)成第三種扒渣軌跡。 鐵水預(yù)處理過程自動化 過去鐵水預(yù)處理大都僅僅采用基礎(chǔ)自動化，不專門設(shè)臵過程自動化級計算機(jī)，僅在轉(zhuǎn)爐過程計算機(jī)設(shè)有跟蹤鐵水預(yù)處理過程和采集有關(guān) 數(shù)據(jù)，并和鐵水預(yù)處理基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)通信。近年來由于對鐵水預(yù)處理要求及時提供合乎質(zhì)量要求的鐵水，且設(shè)備大型化以及要求高效化，不僅設(shè)臵鐵水預(yù) 處理過程自動化級計算機(jī)，而且還上聯(lián)煉鋼廠生產(chǎn)控制級計算機(jī)， 還設(shè)有專門的鐵水管制多級計算機(jī)系統(tǒng)。 鐵水預(yù)處理過程自動化級計算機(jī)的主要功能是： ⑴ 計劃接受和 實績 反饋。即接受煉鋼生產(chǎn)控制計算機(jī)下達(dá)的鐵水預(yù)處理計劃標(biāo)準(zhǔn)并執(zhí)行。再把鐵水預(yù)處理 實績 反饋到生產(chǎn)控制級計算機(jī)。 ⑵ 混鐵車車號采集與處理。包括混鐵車跟蹤并收集到位車號；混鐵車工作實績 收集；人機(jī)對話，包括混鐵車信息、工作中車號及 空載混鐵車重量顯示。 ⑶ 鐵水預(yù)處理監(jiān)測。包括跟蹤，如混鐵車到達(dá)、噴粉開始 和結(jié)束 、吹氧開始 和結(jié)束 以及混鐵車離開等； 實績 收集，含噴粉期 周期信息（預(yù)處理時間、噴粉量、吹氧量等）；人機(jī)對話，包括鐵水預(yù)處理生產(chǎn)指令顯示、噴吹量和噴吹量計算結(jié)果顯示、鐵水預(yù)處理操作補(bǔ)充顯示等。 ⑷ 扒渣數(shù)據(jù)處理。 ⑸ 混鐵車清理數(shù)據(jù)處理。包括跟蹤（混鐵車到達(dá)、混鐵車清理開始、混鐵車清理結(jié)束、混鐵車離開）；混鐵車清理 實績 收集；人機(jī)對話（混鐵車清理操作信息顯示等）。 ⑹ 技術(shù)計算。包括脫硫脫磷工藝效果評定指標(biāo)計算、生產(chǎn)統(tǒng)計、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等 計算。它們按照規(guī)定的計算公式集進(jìn)行，例如： ① 脫硫效率 ηs計算。 %1 0 0]/[][]([ ??? 前后前 ） SSSs? 式中 [S]前 表示處理前鐵水原始含硫量； [S]后 表示處理后鐵水原始含硫量。 ② 脫硫劑的反應(yīng)效率 η脫硫劑 計算 。 1 00 %/ ?? 實理脫硫劑 ? 式中 ： 理Q 表示脫硫劑理論消耗量； 實Q 表示脫硫劑實際消耗量。 ③ 脫硫能指數(shù) 計算。 脫硫能指數(shù) 100%/ ?? BP ?? 式中 ： P? 表示比較作業(yè)時的脫硫劑反應(yīng)效率； B? 表示標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時的脫硫劑反應(yīng)效率。 ④ 脫硫劑 SK 計算。 dWSdKS /][? 式中 ： W 為脫硫劑總量。 假設(shè)在脫硫反應(yīng)中脫硫劑效率 SK 不變，則： W[S]/???SK 或 W/)][]([ ??? 后前 SSK S 噴吹計算包括脫硫劑、脫磷劑、脫硅劑等的組成，各組分計算，并把計算結(jié)果給基礎(chǔ)自動化的噴吹系統(tǒng)作為設(shè)定值進(jìn)行設(shè)定控制。吹氧量計算結(jié)果也給基礎(chǔ)自動化的噴吹系統(tǒng)作為設(shè)定值進(jìn)行設(shè)定控制。 ⑺ 模型計算以及設(shè)定控制。 包括噴粉計算、吹氧量計算、載氣計算和處理時間等 。 ⑻ 數(shù)據(jù)記錄。包括報表編制、打印班報、日報等。 ⑼ 數(shù)據(jù)通信。包括與上位生產(chǎn)控制級計算機(jī)、下位基礎(chǔ)自動化各計算機(jī)通信以及和轉(zhuǎn)爐計算機(jī)通信。 典型三電自動化系統(tǒng) 本鋼二煉鋼鐵水預(yù)處理三電自動化系統(tǒng) 工藝簡介 本鋼鐵水預(yù)處理站主要工藝設(shè)備和控制系統(tǒng)從加拿大 HOOGOVENS 公司和美國 ROSSBOROUGH 公司引進(jìn)。按照本鋼鐵水情況，只進(jìn)行脫硫，鐵水預(yù)處理能力 8000t/d， 250 萬 t/a，脫硫指標(biāo) [S]≦% ，（ 75 萬 t)，每年約 5 萬 t 鐵水要求深脫硫，深脫硫后 [S]≦% ；鐵水溫度 12851320℃ ，排渣量 %；脫硫劑為 CaO和 Mg混合脫硫劑（鎂基粉劑），脫硫劑消耗 Mg ， CaO 。 鐵水供應(yīng)見圖，二鐵廠用 1 100t 兩種鐵水罐將鐵水 送至二煉鋼 ， 約 9000t/天 ，越 80 個罐次，進(jìn)入二煉鋼的鐵水。根據(jù)煉鐵廠周轉(zhuǎn)和調(diào)度情況，可兌入 1300t混鐵爐，也可以直接兌入 160t 轉(zhuǎn)爐兌鐵水罐中，再送鐵水預(yù)處理站處理。 CaO 由載粉槽車送二鐵廠鐵水預(yù)處理站后，通過氣力 送至 高位儲粉倉 ，然后通過管道送各噴吹位的石灰粉發(fā)送罐，發(fā)送罐通過給定的粉劑量向噴槍提供粉劑 。 同樣， Mg 粉由汽車送到預(yù)處理站后，借助 5t 懸掛單梁吊車 送至 Mg 粉儲倉，然后通過氣力送到發(fā)送罐。 CaO 和 Mg 粉按比例在管道混合，由噴槍送入鐵水脫硫。預(yù)處理站 有 兩個工位，每罐鐵水操作周期 36min（全用 CaO 粉為 46min），包括扒渣和噴吹，此外還設(shè)有煙氣凈化系統(tǒng)，煙氣產(chǎn)生量 100000m3/h，煙塵量，煙氣含塵濃度 4g/m3， 最大 8m3/ g。 三電自動化系統(tǒng) ⑴ 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 三電自動化系統(tǒng)是隨設(shè)備一起引進(jìn)的，只有全廠計量和供電等是國內(nèi)配套的，其控制系統(tǒng)采用儀電一體化的設(shè)備進(jìn)行整個過程控制， 控制系統(tǒng)組成：過程級由 1工作站、 2工作站組成，基礎(chǔ)級由 1處理站 PLC、 2處理站 PLC、儲料系統(tǒng)公用 PLC 及各系統(tǒng)遠(yuǎn)程站 ET200U組成。 在基礎(chǔ)自動化 PLC 硬件選型上，考慮煉鋼廠 轉(zhuǎn)爐、氧槍自動控制系統(tǒng)、同期建設(shè)的二次精煉和一期連鑄工程選用的都是 Siemens S5 系列 PLC，連軋廠、冷軋廠也如此。因此把基礎(chǔ)自動化硬件配臵定位在 Siemens S5135U 型 PLC 上。 3臺 PLC 主機(jī)架配臵：電源機(jī)箱、中央處理器模板、通信模板、數(shù)字輸入 /輸出模板、模擬輸入 /輸出模板。其中 1 和 2PLC 主機(jī)架還配有智能模板 IP241，用于噴槍、測溫槍、取樣槍位臵檢測及控制。 PLC 主機(jī)分別與各自的 ET200U、 COROS OP25 相連。 系統(tǒng)過程級兩個工作站由兩臺 IBM工業(yè)計算機(jī)、兩臺 19英寸彩色顯示 器（帶觸摸屏）組成。為保證過程機(jī)可靠 性 ，兩臺計算機(jī)采用互為熱備的方式工作。計算機(jī)內(nèi)裝工業(yè)自動化監(jiān)控系統(tǒng)圖形開發(fā)軟件 FIX，運行于 Windows NT 平臺下，還裝有 Siemens CP1413 通信處理器，具有與 PLC I/O 裝臵直接通信的功能。 PLC主機(jī)之間及 PLC 主機(jī)與工作站之間的通信通過 SINEC H1 實現(xiàn)， PLC 主機(jī)與ET200U及 OP25 間的通信通過 SINEC L2DP 網(wǎng)實現(xiàn)。 本鋼鐵水預(yù)處理站基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)是電氣、儀表一體化系統(tǒng)，主控制器均由 PLC 承擔(dān)。系統(tǒng)構(gòu)成特點是采用操作、監(jiān)視集中，控制 分散原則。 PLC 以工藝設(shè)備為單元分散設(shè)臵，一方面實時響應(yīng) 良好 ，另一方面也提高系統(tǒng)可靠性，即任何一臺 PLC 故障不會波及其它單元。 2PLC 控制設(shè)備有噴槍、取樣槍、測溫槍、鐵水傾翻車、卷簾門、集塵室及除塵風(fēng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、石灰噴粉罐、鎂粉噴粉罐。公用 PLC 控制 設(shè)備有石灰粉儲存罐、鎂粉儲存罐及 N2供應(yīng)系統(tǒng)。 ⑵ 電力傳動及控制 鐵水預(yù)處理裝臵傳動電機(jī)均為籠形交流感應(yīng)電動機(jī)，噴槍提升 用交流變頻調(diào)速（ PWM 脈沖寬度調(diào)制、全數(shù)字式，具有自診斷、保護(hù)、通信和各種顯示功能，33kVA，電動機(jī)為 22kV），其 它 電氣設(shè)備均為 電機(jī)控制中心（ MCC）供電。 控制方式為自動控制（ “ 遙感 ” 方式，由 PLC 自動控制， CRT 可自行給定）和手動控制（分為機(jī)旁手動、遠(yuǎn)距離集中手動和緊急手動三種方式）兩種方式。 2工作站 PLC 重要控制功能為： ① 根據(jù)冶煉數(shù)據(jù)粉劑用量； ② 液壓系統(tǒng)控制； ③ 噴粉槍系統(tǒng)控制； ④ 扒渣機(jī)控制； ⑤ 布帶除塵系統(tǒng)控制； ⑥ 測溫槍系統(tǒng)控制； ⑦ 取樣槍系統(tǒng)控制； ⑧ 控制聯(lián)鎖及報警； ⑨ 工藝技術(shù)數(shù)據(jù)采集。 儲料系統(tǒng) PLC 主要控制功能為： ① Mg 粉儲料系統(tǒng)控制及檢測； ② CaO 粉儲料系統(tǒng)控制及檢測； ③ 控制聯(lián)鎖及報警； ④ 工藝技術(shù)數(shù)據(jù)采集。 ⑶ 自動 化儀表 檢測及自動化控制均由 PLC 控制，其功能是： ① 1 、 2工作站。包括石灰粉倉位指示； 石灰輸送罐內(nèi)壓力控制和氣流調(diào)節(jié)；鎂粉倉壓力控制和氣流調(diào)節(jié)；鎂粉倉粉劑測量與控制；發(fā)送罐內(nèi)壓力檢測和調(diào)節(jié)；鐵水傾翻車的鐵水重量稱重；發(fā)送罐粉料重量檢測和調(diào)節(jié)；吹渣機(jī)氮氣 系統(tǒng)壓力及檢測；取樣槍系統(tǒng)控制；扒渣機(jī)和吹渣機(jī)液壓系統(tǒng)控制。 ② 煙氣凈化系統(tǒng)。包括除塵器進(jìn)出口壓差控制及檢測；除塵器入口溫度檢測、報警及聯(lián)鎖；除塵器入口壓力就地顯示；除塵器灰料斗料位指示及越限報警；除塵風(fēng)機(jī)軸承溫度就地顯示；除塵機(jī)入口溫度和壓力就地顯 示。 ③ 全廠測量系統(tǒng)。包括氮氣流量和累計；氮氣溫度和壓力檢測；壓縮空氣總管壓力就地顯示；壓縮空氣總管流量指示和累計；采溫暖水流量指示和累計；采暖熱水壓力及回水溫度就地顯示等。 寶鋼三期鐵水監(jiān)控及管理系統(tǒng) 寶鋼三期工程于 1998 年 3 月基本建成，形成三座高爐，年產(chǎn)鐵水 950 萬 t，鐵水通過魚雷罐車供應(yīng)三個煉鐵廠（一煉鋼有三座 300t 轉(zhuǎn)爐，年產(chǎn) 700 萬 t 鋼水 ；二煉鋼有 兩座 250 萬 t 轉(zhuǎn)爐，年產(chǎn) 300 萬 t 鋼水；電爐煉鋼廠有一座電爐，年產(chǎn)100 萬 t 鋼水）使用。鐵水供應(yīng)物流復(fù)雜。故需要設(shè)臵計算機(jī)鐵水監(jiān)控及管理 系統(tǒng)以便鐵水從三座高爐出鐵口直接到三個煉鐵廠倒罐站倒鐵為止，進(jìn)行物流、車流等的跟蹤和管理，并上聯(lián)全公司綜合管理系統(tǒng)。這樣可以優(yōu)化鐵水分配；提高運輸效率和混鐵車周轉(zhuǎn)率，減少混鐵車鐵水降溫和結(jié)瘤并延長鐵水車壽命。 工藝簡述 高爐及煉鋼的主要技術(shù)參數(shù)和鐵水物流以及設(shè)備配臵見表所示 。鐵水罐車載鐵量 288t，每日出鐵約 106 罐，線上使用 56 臺，機(jī)車每次 12 灌，最多 4 罐，線上作業(yè)為 15 臺混鐵車作業(yè)及要跟蹤的工位點數(shù)目見表，線路全長 3626Km，道岔130 個，混鐵車作業(yè)工位點 57 個。 高爐及煉鋼主要技術(shù) 參數(shù) 13 高爐 一煉鋼 二煉鋼 電爐 每座日出鐵次數(shù) 日產(chǎn)爐數(shù) 32 每次出鐵量 /t 700 每爐需鐵水量 /t 272 256 37 每次出鐵罐數(shù) 25 冶煉時間 3638 60 每次出鐵時間 min 120 平均受鐵罐數(shù) 32 3 開鐵口制度 3 口輪 出 預(yù)處理 100% 100% 100% 高爐爐前脫硅 均有 預(yù)處理前溫度 預(yù)處理后溫度 ≧1500 ℃ ≧1300 ℃ ≧1420 ℃ ≧1300 ℃ ≧1420 ℃ ≧1360 ℃ 混鐵車作業(yè)工位點一覽表 序號 設(shè)備名稱 工位點數(shù) 序號 設(shè)備名稱 工位點數(shù) 1 13 號高爐 83=24 8 一二煉鋼前扒站 12 2 一煉鋼倒罐站 22=4 9 一二煉鋼鑄鐵站 12 3 二煉鋼倒罐站 14=4 10 鑄鐵間 1 4 一電爐倒罐站 1 11 混鐵車維修 24 5 一二煉鋼脫硫站 12=2 12 清灌 1 6 一二煉鋼倒渣站 22 13 清灌 2 7 一二煉鋼前扒站 12 系統(tǒng)構(gòu)成 ⑴ L1 級包 括 39 套車號讀取系統(tǒng)，車載設(shè)備（ 含 工控機(jī) 78 套、通訊機(jī) 78 套和工位車號發(fā)送器），高爐出鐵、轉(zhuǎn)爐倒鋼過程信息收集裝臵各一套，廠房列號信號收集裝臵一套（包括工控機(jī) 78 套、通訊機(jī) 78 套和工位車號發(fā)送器）等； ⑵ L2 級包括 6 個計算機(jī)系統(tǒng)（由主控計算機(jī)及服務(wù)器、大屏幕顯示計算機(jī)、與上位鐵水管理計算機(jī)接口以及處理計算機(jī)等組成）、 通訊機(jī)及 DGPS 接受機(jī)等組成；⑶ L3 級包括 IBM RS/600J40 型主機(jī)（對稱多處理器、雙 CPU、 256M內(nèi)存、 硬盤、 系統(tǒng)、 OS/2P 數(shù)據(jù)庫、 集散管理 器）、 16 臺 CLIENT終端和無線數(shù)傳裝臵（含 4 個