蔡宇

(宣化鋼鐵集團(tuán)檢修公司,河北宣化 075100)

淺談宣鋼2500m3高爐自動(dòng)化系放料布料異常情況的處理

蔡宇

(宣化鋼鐵集團(tuán)檢修公司,河北宣化 075100)

爐頂上料系統(tǒng)是高爐自動(dòng)化系統(tǒng)的核心,其具有內(nèi)容龐大，連鎖繁多等特點(diǎn)。針對(duì)這些特點(diǎn)，爐頂自控系統(tǒng)需要不斷完善與優(yōu)化，才能為高爐高效、高質(zhì)生產(chǎn)提供必要保障。

高爐 爐頂上料 自動(dòng)控制系統(tǒng)

宣鋼2500m3高爐在投產(chǎn)時(shí)，已實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)，能夠滿足生產(chǎn)的需要。但隨著高爐操作日益精細(xì)化，上料速度的不斷提高，爐頂自控系統(tǒng)也逐漸暴露出一些問題，特別是當(dāng)高爐設(shè)備出現(xiàn)異常情況，且無法在短時(shí)間處理好時(shí)，這些問題便顯得尤為致命。本文從生產(chǎn)工作實(shí)際出發(fā)，在了解、掌握當(dāng)前高爐上料自動(dòng)控制應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合我單位爐頂上料系統(tǒng)的具體設(shè)備狀況和放料、布料過程中經(jīng)常遇到的異常情況，通過對(duì)爐頂上料自動(dòng)控制程序的優(yōu)化與創(chuàng)新，及時(shí)準(zhǔn)確的處理高爐的異常情況，通過近半年的生產(chǎn)實(shí)踐,高爐沒有發(fā)生一次因自控系統(tǒng)問題而休風(fēng)的事故，有力的保障了高爐的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

1 研究背景

宣鋼2500m3高爐是宣鋼煉鐵系統(tǒng)的支柱，其自動(dòng)化程序已經(jīng)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，即篩料、上料、裝料已實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，在正常情況下無需任何手動(dòng)干預(yù)。通過平常在實(shí)際生產(chǎn)中的不斷摸索和積累，總結(jié)出了高爐上料過程中最常出現(xiàn)的一些異常情況，這些情況主要包括：頂壓異常，放料料種異常，閥位信號(hào)，料位異常，編碼器異常等。通過對(duì)程序上的完善可以及時(shí)處理這些異常情況。

2 詳細(xì)內(nèi)容

2.1 頂壓異常的處理

頂壓是高爐煉鐵中的一項(xiàng)重要數(shù)值指標(biāo)，頂壓如出現(xiàn)異?；蛘邤?shù)值波動(dòng)較大時(shí)都會(huì)直接影響高爐的正常生產(chǎn)。頂壓在程序中應(yīng)用的很多，其中就有料罐壓差這一項(xiàng)，根據(jù)高爐煉鐵工藝的規(guī)定，料罐壓差=罐壓—頂壓。而壓差是料罐開下密的必要條件，壓差一旦不準(zhǔn)，直接影響著下密是否會(huì)自動(dòng)打開。而原來的程序中頂壓的數(shù)值只來自“頂壓平均”，“頂壓平均”指的是爐頂四個(gè)方位的頂壓在程序中算出的平均值然后傳遞給頂壓，這樣的話如果四個(gè)頂壓中有一個(gè)頂壓出現(xiàn)異常，“頂壓平均”就會(huì)不準(zhǔn)確，那么由此得出的料罐壓差也便不準(zhǔn)確，高爐就無法自動(dòng)打開下密和料流放料，必須手動(dòng)打開下密，如果這時(shí)崗位操作人員打開下密的時(shí)機(jī)過晚，便會(huì)直接影響高爐受料。針對(duì)這種情況，可考慮在程序中增加另外兩種途徑的頂壓供選擇，即：爐頂頂壓和本體頂壓，再加上之前的“頂壓平均”就有了三個(gè)頂壓選擇，如果其中一個(gè)頂壓異常，可以在操作畫面上不選擇“頂壓平均”，而選擇其他兩項(xiàng)，高爐可繼續(xù)自動(dòng)放料，待異常的頂壓處理完畢，再選回“頂壓平均”即可。而且爐頂頂壓是從爐頂PLC輸入的頂壓數(shù)值，本體頂壓是從本體PLC輸入的頂壓數(shù)值。這樣也會(huì)形成一個(gè)冗余的保護(hù)，當(dāng)一套PLC出現(xiàn)問題時(shí)，也不會(huì)影響從別的PLC輸入的頂壓。采取了這種改進(jìn)后，由原來的容易出現(xiàn)故障的單點(diǎn)優(yōu)化成可供選擇的三點(diǎn)，大大降低了故障發(fā)生率。

2.2 自動(dòng)化放料料種異常的處理

爐頂?shù)难b料順序是一批焦炭，一批礦石交替放料。正常情況下，自動(dòng)程序會(huì)按事先設(shè)定好的步驟自動(dòng)進(jìn)行，不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，當(dāng)遇見特殊情況需要崗位工進(jìn)行手動(dòng)放料時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)放錯(cuò)料、放重料的情況，如應(yīng)該放焦炭結(jié)果放成礦石，就會(huì)出現(xiàn)連續(xù)放兩罐相同的料。解決這個(gè)情況可在程序中增加一段報(bào)警程序來避免，大體思路是這樣的，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，利用程序中的功能塊記憶1#、2#兩個(gè)料罐的料種，當(dāng)兩次料種相同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警提示崗位操作工及時(shí)修正，從而避免了更壞的情況的出現(xiàn)。

2.3 閥位信號(hào)異常的處理

爐頂各閥現(xiàn)用信號(hào)和備用信號(hào)不一致延時(shí)報(bào)警。爐頂上各個(gè)關(guān)鍵閥都有兩套信號(hào)可供選擇，一套為常用信號(hào)，一套為備用信號(hào)，當(dāng)常用信號(hào)出現(xiàn)異常情況時(shí)可以選擇切換到備用信號(hào)，供現(xiàn)用閥出現(xiàn)異常時(shí)，及時(shí)切換成備用閥放料，給處理閥位異常以足夠的時(shí)間。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，當(dāng)常用信號(hào)出現(xiàn)異常導(dǎo)致現(xiàn)用閥出現(xiàn)異常時(shí)，崗位操作工經(jīng)常不能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，由于爐頂各閥均存在不同程度的連鎖關(guān)系，所以會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)程序不能順利向下進(jìn)行，進(jìn)而嚴(yán)重影響高爐放料。針對(duì)這種情況，可在程序中增加爐頂各閥現(xiàn)用信號(hào)和備用信號(hào)不一致延時(shí)語音報(bào)警程序，幫助操作工及時(shí)發(fā)現(xiàn)閥位異常。

2.4 料線異常的處理

增加雙尺平均料線提尺程序。原來的程序?yàn)殡p尺必須都到料線后提尺，如果其中一個(gè)探尺到達(dá)設(shè)定料線(現(xiàn)定1.5米)，而由于高爐受料不均，產(chǎn)生偏尺現(xiàn)象，另一個(gè)探尺遲遲到達(dá)不了設(shè)定料線，這樣料面不斷的下降，而自動(dòng)程序由于有一個(gè)探尺不到料線，不會(huì)提尺放料，而這時(shí)高爐工長(zhǎng)又沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，沒有手動(dòng)提尺放料，將會(huì)嚴(yán)重影響高爐受料出現(xiàn)虧料面的情況。雙尺平均料線提尺程序，有效的避免了這一現(xiàn)象。即使高爐偏尺，有一個(gè)探尺到達(dá)不了料線，隨著另一個(gè)探尺的不斷下降，到達(dá)設(shè)定平均值，高爐即可提尺放料。

2.5 編碼器異常的處理

傾動(dòng)料流編碼器自動(dòng)切換。爐頂上料程序最重要的的參數(shù)反饋就是傾動(dòng)和料流角度了，他們中有任何一個(gè)出現(xiàn)異常都會(huì)直接導(dǎo)致環(huán)形布料無法正常進(jìn)行。料流和傾動(dòng)編碼器現(xiàn)場(chǎng)均選用4—20mA編碼器，且為一用一備，由崗位操作工手動(dòng)切換，這樣一來，即使操作工反應(yīng)再快，當(dāng)前的放的料也會(huì)出現(xiàn)放料錯(cuò)誤。當(dāng)編碼器斷電、電源保險(xiǎn)燒壞或線路出現(xiàn)斷路時(shí)，編碼器的顯示值均為負(fù)值?；谶@點(diǎn)，我們加入了編碼器自動(dòng)切換程序，即當(dāng)前使用的編碼器顯示值一旦為負(fù)值，程序立即自動(dòng)切換到備用編碼器，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，切換速度達(dá)到了毫秒級(jí)，不影響當(dāng)前放料，為高爐的正常受料又多加了一層保護(hù)。

2.6 爐頂自動(dòng)打水程序

高爐在放完焦炭后，頂溫會(huì)升高，當(dāng)頂溫達(dá)到報(bào)警值時(shí)(一般為230度)，如果高爐探尺還沒有到料線設(shè)定，不能繼續(xù)放料，就需要爐頂開啟爐喉灑水球閥，給爐內(nèi)打水降溫。如果未能及時(shí)對(duì)爐內(nèi)進(jìn)行打水降溫，會(huì)對(duì)爐頂設(shè)備，甚至是氣密箱，造成損壞。在平時(shí)的操作中，工長(zhǎng)因?yàn)樾枰僮骱陀^察的設(shè)備、數(shù)據(jù)較多，很容易忘記及時(shí)對(duì)爐內(nèi)打水。針對(duì)這個(gè)問題，可在程序中對(duì)四個(gè)頂溫分別做出高、低限位報(bào)警，四個(gè)頂溫中的其中任意一個(gè)出現(xiàn)高限位報(bào)警后，程序自動(dòng)打開爐喉灑水球閥，對(duì)爐內(nèi)打水降溫，當(dāng)四個(gè)頂溫全部達(dá)到報(bào)警低限后，程序自動(dòng)關(guān)閉爐喉灑水球閥，停止對(duì)爐內(nèi)打水。爐喉灑水球閥的控制上，把以前的只有手動(dòng)操作改為了可以在手、自動(dòng)上切換，只有此閥在自動(dòng)方式下，才會(huì)進(jìn)行自動(dòng)打水。對(duì)高爐進(jìn)行自動(dòng)打水降溫，減少了工長(zhǎng)的工作量，并且避免了因工長(zhǎng)的操作失誤而引起的沒有及時(shí)對(duì)爐內(nèi)打水和對(duì)爐內(nèi)打水過多。

3 結(jié)語

高爐放料布料朝著智能控制方向發(fā)展是必然趨勢(shì)，但具體情況不同，所適用的控制方法也會(huì)有所區(qū)別。對(duì)于設(shè)備裝備水平較高的大型高爐采用先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)完善放料過程，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，將使高爐放料布料過程更加高效，對(duì)整個(gè)高爐煉鐵生產(chǎn)的節(jié)能降耗作用將更加明顯。