轉爐副槍的電氣自動化控制

摘要：隨著煉鋼技術的不斷發展與進步，轉爐副槍煉鋼已經全面實現電氣自動化控制，目前采用轉爐副槍自動化煉鋼已經成為現代煉鋼技術的主要發展趨勢。所謂的轉爐副槍是指一個特殊的三層鋼管，主要冷卻方式是水冷，在這個三層鋼管的下端有一個探頭電極夾，而用于探測的觸頭就安裝在這個電極夾上。在國內的大型轉爐中都已經安裝了副槍系統，并由PLC程序控制電氣設備。在這種先進技術的趨勢下，我國的煉鋼技術也朝著電氣自動化方向發展。

關鍵詞：副槍;電氣;自動化控制;PLC

1、前言

副槍的可靠性和測量的準確性是一個成功的自動化控制的關鍵因素。副槍必須在控制機發出指令之后進行測量工作，不管之前還是之后。利用副槍系統，在不干擾吹煉和傾動轉爐的情況下，能夠收集轉爐熔池分析的重要信息，這對于煉鋼操作的提高很重要，因為能夠實現鋼種分析，從而實現煉鋼工藝取得較大進步，按照這種方法，對于吹氧的數量和增加的冷卻劑都是由轉爐計算機完成，為了在不在復吹的情況下命中目標碳含量和溫度，對這些系統參數進行了調整。

2、副槍升降設備概述

在卷筒平臺上的卷揚設備的牽引下，裝有副槍體的副槍小車能夠沿著導軌上升和下降。副槍小車裝有安全制動器，如果卷揚的2根鋼絲繩都斷了，在副槍小車和小車導軌之間的楔型塊就會自動到位，并防止小車墜落，在新繩子安裝后，通過提升副槍，楔型塊將自動釋放，回到正常位置。副槍導向和小車導軌是副槍設備的組成部分，在測溫和連接過程中，它們能引導副槍小車和副槍體沿著各自路徑上升和下降。

副槍小車導軌包括2個上下蓋板的I-型梁

a）用于監測副槍小車位置及預設定副槍高度的計數感應接近開關

b）一個過行程桿型限位開關（第二個過行程桿型限位開關裝在導軌的下端）

c）卷揚在備用電源下操作的情況下，用于停止副槍的感應接近開關

注：開關a是從24VDC電源處獲得電源，用于PLC I/O， 而b和c是從卷揚驅動盤的24VDC處獲得電源。

這個平臺的卷揚設備包括一個55KW的3相鼠籠電機、一個摩擦片制動器、一個減速機、一個卷筒、一個用于高度測量的脈沖發生器、以及裝在電機軸處的一個復合脈沖發生器，其中一個發生器用于速度控制（1024脈沖/轉），另一個發生器基于安全原因，檢查發生器的高度測量，在脈沖發生器不允許有偏差時，下降停止，并且只允許低速上升，卷揚驅動由一個速度控制變頻驅動系統執行，過行程開關控制硬線停止和自鎖。

鋼絲繩滑輪，安裝于小車導軌的上端，用于引導鋼絲繩，其中一個滑輪可繞樞軸轉動，這就使它能夠用一個壓頭來測量副槍的重量，由此來監視輕載或過載，（如果撞在某中設備上，例如爐口，或由于某種原因卡住）如果副槍輕載或過載，副槍提升或下降將自動停止。

副槍上升或下降有速度點，起始剛動作時是0.1m/s，以后是低速0.2m/s，中速0.6m/s，高速2.5m/s。副槍上升條件是升降電源正常、無緊急停車、選擇正常工作模式、卷揚超上量程、卷揚機不能落下。同理，副槍下降條件基本如上，卷揚超下量程、卷揚機不能提升。并且副槍還分為在連接位、測量位、停靠位下槍。

3、副槍旋轉設備概述

旋轉設備包括一個3.45KW三相鼠籠直流電機，作為一個整體的減速機/驅動機構，一個用于對位的脈沖發生器，在+49.750米標高安裝2×2個接近開關，每對接近開關指示一個旋轉終端位置，以及加速/減速點，同時，也安裝了機械過行程開關，用于控制硬線停車。

旋轉驅動是由速度控制變頻驅動系統執行，對位是通過PLC由脈沖發生器執行。最終的位置是通過接近開關來確定。副槍與自動裝頭器及拆頭器成一條直線，等待從自動裝頭器處連接探頭和拆頭，這一位置是維護位置，在這一位置，帶有接觸塊的探頭把持器能很容易更換，標高為+24.030米。確定測量位置，旋轉后，卷揚平臺到達測量位置，副槍與密封帽成一條直線，然后降入轉爐。旋轉角度測量的范圍是連接位在13度到15度之間，測量位在103度到109度之間，停靠位在0.72度到1.45度之間。換句話說，就是可以通過爐前副槍畫面顯示的角度就可以知道副槍的實際位置。

副槍旋轉有3個位置即連接位、測量位、停靠位。旋轉到連接位的條件是副槍允許旋轉、電源正常、無緊急停車、副槍在過程上限、、傾翻臂落下、卷揚機不能上升也不能下降、無報警、副槍不在連接位位置等一些條件必須滿足。同理，旋轉到測量位的條件基本如上，就是副槍不能在測量位位置。副槍旋轉分為高速和低速，每臺轉爐副槍設定的高低速旋轉的設定值有所不同。

4、PLC在副槍系統順序控制中的運用

可編程控制器PLC的工作原理是采用循環掃描的工作方式，它周而復始的依據一定的順序來完成PLC所承擔的系統管理工作和應用程序的執行。循環掃描工作是一種分時串行處理方式，與繼電控制系統的并行處理方式是完全不同的。

順控自動操作過程為：副槍探頭自動從探頭箱內伸出—探頭提升至翻轉臂一翻轉臂將探頭從水平方向轉為垂直方向一橫移臂將翻轉臂上的探頭運送至副槍的正下方一副槍 自動下降到指定位置并完成探頭的安裝一橫移臂撤回至等待位一副槍自動下槍測量一完成測量后副槍提升至特定位置—橫移臂移動到副槍正下方一橫移機械手 自動抓住探頭一副槍向上提至指定位置一橫移臂將拔出的探頭移動至拋棄位并扔下一橫移臂回到起始位置。該自動控制屬于順序控制系統 ，每一步順序控制按照操作副槍流程的要求和副槍配套的機電設備的特點設定和運行。

參考文獻：

[1]S7-300/400PLC應用技術、廖常初、機械工業出版社、3-10

[2]S7-300/400PLC應用技術、廖常初、機械工業出版社、45-60

[3]本鋼集團北營煉鋼廠副槍設備操作手冊、達涅利-康利斯、6-40

[4]本鋼集團北營煉鋼廠副槍設備維護手冊、達涅利-康利斯、10-26

[5]SETP7編程軟件西門子PLC轉爐副槍程序

作者簡介：

李歡，1982年出生，男，大專，助理工程師，2005年7月畢業于錦州師范高等專科學校，工業電氣自動化專業，現從事本鋼集團北營煉鋼廠自動化二區維修電工。