李春龍

摘 要：“冶煉”行業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，當(dāng)下冶煉轉(zhuǎn)爐已朝著自動化方向發(fā)展。在設(shè)計冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化系統(tǒng)時，應(yīng)注重性價比和安全性，降低設(shè)計誤差，靈活調(diào)試。文章以某企業(yè)為例，探究冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化設(shè)計性價比與調(diào)試問題。

關(guān)鍵詞：冶煉轉(zhuǎn)爐電氣；自動化；控制系統(tǒng)；調(diào)試方式

中圖分類號：TF31 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）13-0065-02

Abstract： Smelting industry as an important pillar of economic development in China， smelting converter has been moving towards the direction of automation. In designing the electric automation system of smelting converter， we should pay attention to the ratio of performance to price and safety， reduce the design error and adjust flexibly. Taking an enterprise as an example， this paper explores the cost performance ratio and commissioning of electric automation design of smelting converter.

Keywords： smelting converter electricity； automation； control system； debugging mode

為提高冶煉生產(chǎn)效率，須設(shè)計冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)，避免系統(tǒng)運行故障。企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身生產(chǎn)需要，理論與實踐聯(lián)系，保證電氣自動化控制系統(tǒng)質(zhì)量，重視運行調(diào)試，動態(tài)對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，充分發(fā)揮冶煉轉(zhuǎn)爐的作用。

1 設(shè)計自動化冶煉轉(zhuǎn)爐電氣控制系統(tǒng)的方法

轉(zhuǎn)爐冶煉是當(dāng)前我國常見的冶煉方式，但傳統(tǒng)冶煉方式不僅資源損耗大、生產(chǎn)成本高，且對環(huán)境污染嚴(yán)重，自動化與智能程度低，基于計算機技術(shù)發(fā)展的背景下，開始出現(xiàn)全自動化冶煉技術(shù)，以某企業(yè)為例，分析其在2010年引入的自動化冶煉技術(shù)。冶煉轉(zhuǎn)爐自動化電氣控制系統(tǒng)作為其中關(guān)鍵模塊，直接影響著整個系統(tǒng)的正常運行，必須加大對其設(shè)計過程的重視程度。

1.1 控制系統(tǒng)基本模塊

企業(yè)在設(shè)計冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)時，其分為主體系統(tǒng)和其他系統(tǒng)兩個部分，具體如表1所示：

1.2 設(shè)計供電電源

企業(yè)在設(shè)計冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)時，采用交流控制供電方式，用90kW繞線型異步式電動機作為驅(qū)動系統(tǒng)，來控制電阻調(diào)速，根據(jù)企業(yè)工藝生產(chǎn)條件的需求，設(shè)計400kVa逆變電源[2]，把爐體轉(zhuǎn)移到風(fēng)眼的安全區(qū)域，在正常輸電時使用市電電源，一共有3臺轉(zhuǎn)爐同時運行，如果遇到突發(fā)停電的情況，可自動調(diào)節(jié)到電瓶組，借助逆變器的方式，把直流電逆轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡_保設(shè)備的正常運行。

1.3 設(shè)計電源控制回路

設(shè)計電源控制回路，主要是借助K1（交流失壓信號繼電器）發(fā)出信號后對電源進(jìn)行投切。K1由系統(tǒng)中3臺爐體控制柜中交流失壓實驗繼電器（K29），以串聯(lián)的方式，把常閉點組合到K1中線圈回路中動態(tài)、實時控制的，如果3臺中某一臺出現(xiàn)交流失壓斷電的問題，K29在檢測到之后，會馬上使得K1線圈處于斷電狀態(tài)，并將其串入線路中備用電源回路的K1接觸器線圈常閉點[3]，讓備用電源啟動。同時，K29也能夠借助失壓試驗開關(guān)（SA12）控制，來檢測電源和備用電源能否正常切換。

2 冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化設(shè)計中調(diào)試問題

按照冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，將其投入使用之后，發(fā)現(xiàn)3臺爐體中只有最后1臺爐體的操作臺在進(jìn)行失壓試驗開關(guān)（SA12）試驗時，才能夠靈活釋放K1的繼電器線圈工作，究其原因，最后1臺爐體的失壓試驗開關(guān)離電源室的線路距離最接近，前2臺爐體的操作臺失壓試驗開關(guān)如果處于斷開狀態(tài)時，不能達(dá)到K1的試驗要求。

為分析K1無法達(dá)到試驗要求的原因，工作人員深入對系統(tǒng)進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：首先，K1線圈電壓達(dá)到380V，本身影響其不釋放的因素較為復(fù)雜，最為關(guān)鍵的為：（1）繼電器的過流觸點被粘死；（2）繼電器鐵芯出現(xiàn)油等雜質(zhì)，黏住之后不能釋放；（3）繼電器機械存在卡死的問題[4]；（4）繼電器本身存在剩余電壓；工作人員在仔細(xì)排除之后，已經(jīng)基本可以確定為第四點原因，當(dāng)存在剩余電壓時，較難進(jìn)行釋放。

2.1 轉(zhuǎn)爐主體問題

在系統(tǒng)投入使用后，工作人員發(fā)現(xiàn)冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)涉及的模塊較多，其中轉(zhuǎn)爐主體是其中最關(guān)鍵的部分。雖然此模塊出現(xiàn)故障的幾率偏小，但一旦發(fā)生傾動故障，將會直接影響到整個系統(tǒng)的順利運行，常見的問題表現(xiàn)形式有：低速旋轉(zhuǎn)失效、高速旋轉(zhuǎn)失效、無法搖爐等，可通過調(diào)試PLC控制室、MCC控制室，或者重新調(diào)試主控室、設(shè)備等[5]。

2.2 氧槍問題

氧槍模塊在冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)中占據(jù)著重要位置，在某種程度上決定著冶煉效率、質(zhì)量，也會影響著鋼材的生產(chǎn)總量和質(zhì)量。氧槍承擔(dān)著系統(tǒng)中自動智能調(diào)速、升降位置，其常見的故障問題有無法及時下槍、提槍等，具體如表2所示[6]。

3 冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化設(shè)計的改造方法

冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)在設(shè)計之后出現(xiàn)了各類問題，必須基于性價比、安全性等角度，對其進(jìn)行調(diào)節(jié)與改造，科學(xué)選擇控制系統(tǒng)，最大程度上杜絕安全事故，縮小設(shè)計誤差，合理延長設(shè)備使用年限，為企業(yè)贏取更大經(jīng)濟(jì)效益。

3.1 改造電源與相關(guān)主回路

冶煉轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)的本質(zhì)是“火法冶煉”，在系統(tǒng)運行時必須確保持續(xù)不斷的供電，因此，需要準(zhǔn)備好直流電源直流驅(qū)動以及備用交流電流交流驅(qū)動，其中備用交流電流分為兩種，一是直流逆變器；二是備用交流發(fā)電機，但此種方式需要企業(yè)投入較多資金，因此，在設(shè)計改造過程中會選擇直流電源直流驅(qū)動的方式，且此種方式中的直流驅(qū)動、充電系統(tǒng)在成本上相差較小。在運行過程中冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)會有較好的保障，遇到突發(fā)斷電的情況時，會有持續(xù)不斷的動力支持自動傾轉(zhuǎn)爐體，最大程度上減少生產(chǎn)方面的浪費，科學(xué)節(jié)約生產(chǎn)成本。調(diào)整冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)時，可配備完整的兩套控制系統(tǒng)，一套正常運行另一套以備故障時運行。

3.2 改造系統(tǒng)控制回路

冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)在設(shè)計時未能考慮PLC控制，其實，PLC控制系統(tǒng)可以將工藝所需條件、復(fù)雜的電氣運行控制條件都納入系統(tǒng)進(jìn)行控制，具備快捷、簡易的特征，且容易觀察、及時處理問題。PLC控制系統(tǒng)的關(guān)鍵在于繼電器控制回路，在改造過程中將PLC程序融合進(jìn)來，實現(xiàn)連鎖控制，借助DCS系統(tǒng)簡化模擬量采集過程，保障工藝生產(chǎn)條件的相關(guān)指標(biāo)及時完成。選擇PLC系統(tǒng)的繼電器、接觸器時，其屬于額定電壓，但其工作電壓存在一定的差異，因此，工作人員應(yīng)根據(jù)配置來確定元器件選型，保障系統(tǒng)的正常運行。

3.3 改造轉(zhuǎn)爐主體

改造轉(zhuǎn)爐主體應(yīng)仔細(xì)檢查變頻器，監(jiān)測3臺變頻器是否能夠正常運行。同時，在操作轉(zhuǎn)爐的過程中，應(yīng)確保每一操作點都有對應(yīng)的控制權(quán)，利用PLC控制系統(tǒng)，最大程度上降低安全事故發(fā)生率。

3.4 改造氧槍

為確保氧槍在運行過程中的穩(wěn)定性、安全性，如果發(fā)生緊急情況，如氣化系統(tǒng)出現(xiàn)異常、冷水系統(tǒng)出現(xiàn)異常、氧槍壓力不正常、提升按鈕故障等，都必須馬上緊急提槍[7]。在改造過程中，應(yīng)將緊急提槍的按鈕安裝設(shè)置在主操作臺上，在按下此按鈕后可立即讓氧槍停止工作，使其處于封閉、抱閘的狀態(tài)，把驅(qū)動在一瞬間轉(zhuǎn)為零，讓氧槍恢復(fù)至原位，以冷卻系統(tǒng)為例，如果此系統(tǒng)發(fā)生異常，主要的表現(xiàn)為：當(dāng)流經(jīng)設(shè)備水流量少于正常規(guī)定值時，自動化設(shè)備儀器以及系統(tǒng)會馬上發(fā)出警報，從而導(dǎo)致流量、溫度都出現(xiàn)異常情況，最終影響到氧槍。在改造過程中，可設(shè)置氧槍合閘，讓氧槍可正常的下降，確保爐體可與地面保持垂直，確保不會出現(xiàn)緊急提槍信號。

4 結(jié)束語

綜上所述，冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)能夠有效提升冶煉的效率與質(zhì)量，因此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)立足于實際情況，設(shè)計針對性冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)，科學(xué)改造電源與相關(guān)主回路、系統(tǒng)控制回路、氧槍等，針對相關(guān)問題進(jìn)行科學(xué)的調(diào)試，確保冶煉轉(zhuǎn)爐電氣自動化控制系統(tǒng)的正常運行。

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