首鋼京唐公司爐前TMT三大機項目研究

摘 要：首鋼京唐公司煉鐵作業部高爐爐前三大機，引進德國TMT公司國際具有世界先進水平的液壓技術， 采用西門子的S7-400作為硬件載體，以STEP7軟件為手段，實現了整個工藝的全自動過程控制，在主控室裝有工控機和顯示屏，采用AB公司的Factory Talk View為上位軟件，與自動控制系統進行通訊，供操作人員進行生產監視和控制。

關鍵詞：首鋼；爐前TMT；三大機項目

TMT爐前三大機分別包括泥炮機、開口機、移蓋機。

開口機為全液壓一次操作重型開口機，帶旋轉、提升、進給、鉆孔、傳動、鼓風和其他功能。旋轉、提升、進給、鉆孔和錘頭傳動機構采用液壓傳動模式。另外，他們包括順序控制功能（通過PLC），檢測和記錄出鐵口深度、鉆孔進度和扭矩以及其他一些數據的功能。

泥炮機是新型TMT大推力液壓泥炮，帶有旋轉（推-彈同步）、噴射、順序控制（通過PLC）和其他功能。收到堵口命令后，相應的按照預設泥量和噴射速度完成出鐵口封閉的過程。但也可以手動操作泥炮的單項動作。另外，泥炮也具有檢測、實時顯示和記錄噴射壓力、炮泥數量、噴射速度和其他參數的功能。

開口機、泥炮機、移蓋機均可實現以下控制方式：

（1）通過HMI系統在主控室進行全自動和手動操作。

（2）通過現場控制臺可實現手動、自動操作。

（3）遙控操作。

（4）事故狀態下的液壓系統手動操作。

另外，為防止PLC掉電造成設備無法動作，系統還配有緊急操作模式，脫離PLC程序控制，完全依靠硬件設備操作設備運行。

工作流程：當需要開鐵口出鐵時，把開口機旋轉至出鐵口，到位信號返回后，開口機傾動一定角度，然后鉆桿小車向前行進，開始鉆眼，鉆眼過程中，霧化冷卻系統同時工作，它能向鉆頭提供水（用于“水鉆孔法”）和空氣（用于吹掃），并且向液壓鉆錘提供潤滑劑，鉆口過程可選擇1-7七檔調速，調速對象為進給力、轉子速度、錘打擊；開口完成后，開口機快速回退，然后移蓋機將溝蓋移動至鐵水槽上方，然后放下，防止鐵水飛濺，蓋好溝蓋后，移蓋機退回原位。當出完鐵水后需要堵鐵口時，給移蓋機發出指令，將溝蓋移開鐵水槽上方，然后啟動泥炮機，泥炮機收到命令后旋轉至出鐵口，按預設泥量和噴射速度完成鐵口封閉過程。至此，一次完整的出鐵口開口和出鐵口堵泥就完成了。

其技術要點為三大機在整個生產過程中的全自動控制以及各設備之間進行動作時的連鎖保護。

該項目包含的技術特點有泥炮TCS技術，可實現對炮筒中炮泥進行溫度控制，調整炮泥硬度，易于打泥，也可確保炮筒中殘余炮泥和錐形中間物可以下次堵口時繼續使用；泥炮自學習軟接觸系統，以便泥炮軟接觸出鐵口；定時潤滑自啟動技術，保證設備潤滑良好，減少設備磨損，無需人工手動向設備添加潤滑劑；水鉆孔技術，對鉆頭進行冷卻；進給行程和出鐵口長度電子測量裝置，對開口深度進行實時測量和監控；分級調速技術，根據出鐵口實際情況選擇設備所需壓力，減小設備磨損程度，提高生產效率。下面重點介紹一下“緊急模式”和“分級調速技術”。

緊急模式是指自動控制系統出現故障時，需要緊急操作設備的一種操作模式，它可在液壓泵停止運行的情況下通過蓄能器提供的動力完成一到兩次出鐵口的堵口工作，它不是通過PLC的輸出信號來控制設備的，而是通過繼電器、信號變送器等設備，向閥臺設備提供24V電壓信號、4～20mA電流信號及0～10V電壓信號，脫離PLC控制；緊急模式的操作極其簡單，只需要將操作臺的緊急模式轉換開關從“0”位打至“1”位即可激活緊急模式。

緊急模式與其他模式的區別：正常模式、自由模式、調節模式均是通過PLC控制設備的運行，通過程序內設定的參數控制設備動作的壓力、速度，而緊急模式是通過信號變送器輸出的信號來控制設備動作的壓力、速度。

緊急模式和自由模式、調節模式也有共同之處就是設備動作的壓力、速度恒定，不像正常模式運行時設備有減速動作，但緊急模式設備動作的壓力、速度比自由模式和調節模式都要快，對設備損害很大，所以非緊急情況時不可隨便使用緊急模式。（見圖1）

信號變送器輸入為24VDC信號，輸出為4～20mA電流信號，例如信號變送器上顯示70，它所輸出的電流信號大小為（20-4）×70%+4=15.2mA。

分級調速技術是指開口機在鉆眼的過程中，改變“鉆研程序”轉換開關檔位，來改變開口過程中小車（鑿巖機）進給壓力、進給速度、錘打擊壓力這三個量的參數，檔位越高，壓力、速度越大。

開口程序有7個檔位，每個檔位對應一組進給壓力、進給速度、錘打擊壓力。