鐵水包加蓋裝置電氣控制系統(tǒng)及其改進

姜玉蛟

大連重工冶金設備制造有限公司 遼寧大連 116000

1 概述

“一包到底”技術，是近些年在高爐-轉爐區(qū)段使用的一種新型鐵水運輸模式，在一個鐵水包中實現(xiàn)了對鐵水承接、運輸、存貯、預處理以及兌鐵等多項功能。鐵水包敞口運行，熱量損失嚴重，導致成本增加、包齡下降、鐵水包內(nèi)壁結殼等問題。鐵水包加蓋裝置可以有效減少鐵水溫度損失，減少能源消耗，為鋼鐵冶煉提供更有力保障[1]。

本文介紹的鐵水包加蓋裝置安裝于鐵水運輸車上，主要由包蓋、移動框架、升降卷揚、走行裝置及軌道、電控系統(tǒng)等部分組成。控制操作箱位于煉鐵車間、煉鋼車間及維修車間地面，通過插頭、插座將控制箱與車上電氣設備連接起來。通過加蓋鐵水包與加蓋前鐵水包溫降對比，鐵水包加蓋后鐵水到站平均溫降比2012年平均降低9.9℃[1]。

2 加蓋裝置組成及工作原理

裝置組成如圖1所示。

圖1 裝置組成

包蓋敷設有陶瓷耐火材料，具有保溫效果好、重量輕、耐高溫等特點。移動框架下部安裝有走行輪組，采用變頻電機驅動，在包蓋抬起的狀態(tài)下，可沿下方軌道前后移動，以便進行吊包及坐包操作。前后各設兩級限位，用于控制變頻電機的減速及停止[2]。升降卷揚機構布置在移動框架上部，當卷揚電機正轉時，包蓋上升；當卷揚電機反轉時，包蓋下降。在移動框架側面，設置有下停止、上停止、上極限三個接近開關，參與控制包蓋的升降行程。同時在運輸車尾部設有手動事故牽引裝置，以便在斷電時手動打開包蓋。

在整個煉鐵流程中，鐵水包一個完整的循環(huán)周期因鐵水包容量、運輸路線長短的不同而有所差異，需經(jīng)過高爐前等待接鐵水、高爐前接鐵水、高爐至轉爐、轉爐車間等待、轉爐車間兌鐵等工序，在高爐前空包等待接鐵、高爐至轉爐和在轉爐車間滿包等待兌鐵的時間總和約占整個周期的80%以上[2]。在這三個狀態(tài)對鐵水包進行加蓋保溫，可以真正實現(xiàn)節(jié)能、降本的目的。因此該裝置在煉鐵車間和煉鋼車間須實現(xiàn)開蓋、加蓋功能。在車間地面設有控制操作箱，對加蓋裝置的開合進行就地操作。在高爐二層平臺設置操作臺及工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，可以在高爐平臺上看到高爐出鐵口的實際情況并對加蓋裝置進行遠程操控。同時，在煉鐵車間設有遙控器，可以在事故狀態(tài)下對加蓋裝置進行遠距離操作，避免人員傷亡及事故擴大。

控制操作箱內(nèi)設有PLC、變頻器、遙控器接收裝置及低壓元件等電氣元件，箱門上設有按鈕、指示燈，通過多芯電纜及插頭、插座向車上電機、風機、制動器供電，同時也將車上各限位開關的信號反饋至地面控制箱繼電器，以便PLC采集信號，對裝置的動作進行控制。

3 系統(tǒng)設計

本文依托國內(nèi)某鋼廠二期項目，采用西門子S7-300系列PLC作為控制系統(tǒng)，變頻傳動部分采用施耐德G120系列變頻器。

主要用電設備電壓等級如表1所示。

表1 主要用電設備電壓等級

控制箱上有“手動/自動”的選擇開關，正常情況下為自動操作，有異常狀況時打到手動操作。打到“自動”時，按下“自動啟動”按鈕，加蓋機構自動運行。手動操作時，操作控制箱上的按鈕控制相對應設備的運行。

為保障裝置安全、可靠運行，在非檢修模式下，裝置設置連鎖保護。

包蓋未處于開蓋停止位時不允許走行平行移動；

插頭、插座未連接時不允許有動力電輸出；

卷揚機構在合蓋停止位或走行機構在后退停止位時，才允許自動運行。

4 系統(tǒng)改進

一期設備在節(jié)能降本方面效果顯著，但在日常操作過程中存在一些問題，在此次改造及二期設計過程中均進行了改進。具體問題及改進措施如表2所示。

表2 具體問題及改進措施

5 結語

綜上所述，使用鐵水包加蓋裝置是對煉鐵工藝流程的一種改善，在經(jīng)濟、環(huán)保方面都有著重要意義。其電控系統(tǒng)的精確設計及改進實現(xiàn)了裝置的自動化控制，解決了以往使用過程中出現(xiàn)的問題。經(jīng)過兩年多的運行驗證，該電氣系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定運行，大大提高了生產(chǎn)效率。