安鋼100噸轉爐係統優化與完善
技術與應用
作者：杜奇超 晁亞東 郭瑞敏 張衛娟
[摘 要] 文章介紹安鋼100噸轉爐電氣控製係統的設計思想，詳細闡述電氣控製係統的配置與功能，對於電控係統運行中出現的問題，提出切實可行的方法措施，進行優化完善。
[關鍵詞] 轉爐；電控係統；優化
[作者簡介] 杜奇超，河南安陽鋼鐵公司第一煉軋廠電氣科高級工程師，研究方向：冶金自動化，河南 安陽，；晁亞東，河南安陽鋼鐵公司銷售公司設備科助理工程師，研究方向：冶金自動化，河南 安陽，；郭瑞敏，安陽鋼鐵集團公司第一煉軋廠電氣科助理工程師，研究方向：冶金設備及流體控製，河南 安陽，；張衛娟，安陽鋼鐵集團公司第二煉鋼廠機修車間工程師，研究方向：冶金設備及流體控製，河南 安陽，
[中圖分類號] TF71 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-7723（2013）03-0026-0002
安鋼100t轉爐2004年3月投產，工藝流程為：65t鐵水罐―900t混鐵爐―100t轉爐―100t精煉爐，主要裝備為：100t頂底複吹轉爐、100t精煉爐、合金上料、除塵等。電控係統配備了先進的自動化係統，對煉鋼生產進行過程檢測和控製，實現煉鋼生產現代化。
一、係統組成
轉爐自動化控製采用以PLC+PC為基礎的三電一體化分散型控製係統，完成對煉鋼設備的自動控製和連鎖功能，設有人機界麵（MMI）集中顯示煉鋼主要設備的運行狀態和煉鋼過程所需的溫度、重量、成分等工藝參數。電氣控製設備主要包括：複吹、氧槍傾動、汽化係統、上料、投料和二次除塵等基礎自動化PLC單元，分別有各自的DP網絡，遠程站為各現場操作台控製箱、傳動裝置變頻器等，現場總線為PROFIBUS-DP網絡，由CPU模板自帶的 Dp接口、CP443-5模板、遠程I/O模板構成。
二、電控係統功能
（一）轉爐爐體傾動係統
爐體傾動是由變頻器驅動的四台75kW籠型電機完成。通過兩級減速機構使爐體可以實現360度旋轉，電動機非負荷端裝有測速編碼器，所檢測的實時轉速反饋給變頻器，構成速度閉環，實現速度精準控製。為保證四台電機轉矩和速度的同步，四台變頻器組成SIMOLINK主-從結構的環網，其中由一號或二號為主控製單元。正常情況下四台電機全部投用，在故障時允許使用三台電機進行工作完成一個爐次的冶煉。四台電機的負荷端配備有機械抱閘，其打開和關閉由電力液壓推器完成，推動器由變頻器自動控製。轉爐耳軸端裝有角度編碼器，能實時給出爐體傾動的角度，其值可通過零度機械限位進行校正，該編碼器為圖爾克的終端設備，作為遠程站掛在傾動PLC的PROFIBUS-DP網絡上。
（二）氧槍傳動係統
氧槍升降控製由一台75kW電機完成，該電動機由一台變頻器驅動，在電動機非負荷端裝有測速編碼器，所檢測的實時轉速反饋給變頻器，構成速度閉環，實現速度精準控製。氧槍升降電動機的負荷端和卷筒側配備有機械製動器，其打開和關閉由電力液壓推動器完成，推動器由變頻器實現控製。在氧槍控製中高度檢測與控製是核心，由三套裝置來實現氧槍位置的準確可靠檢測，它們分別是：安裝在氧槍升降卷筒軸上的編碼器和凸輪開關以及安裝在氧槍升降軌道上的機械限位。凸輪開關使用不便，每次換繩都需調整，而調整比較繁雜，通常情況下使用編碼器控製，它不僅使用方便、工作可靠，同時能給出連續變化的氧槍位置值。氧槍編碼器采用圖爾克的終端設備，作為遠程站掛在傾動PLC的PROFIBUS-DP網絡上，可用機械限位對編碼器測量值進行校正。與氧槍相關的電氣連鎖為：爐體傾動與氧槍高度的連鎖，氧槍在爐內絕對是禁止搖爐的；同樣爐體是否垂直也限製氧槍能否下降；氧槍下降至開氧點，冶煉用氧氣閥門自動打開；在濺渣模式時氧槍到達開氮點，氮氣閥門自動打開，在冶煉過程中出現異常情況，控製係統具有緊急提槍功能，保證人身及設備安全。