炼钢喷吹系统运用简述

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作者：崔兆俊 敖堂波 单位：梅山钢铁公司炼钢厂

主站是由1个支持冗余的底板和S7－400系列电源模块、CPU模块、CP模块所组成，模块支持热插拔。从站为ET200M分布式系统，在工业现场经常使用的PROFIBUSDP现场总线上的从站，可用于连接工业控制系统中的各种现场装置，其软件编程建立在西门子STMP7基础之上，操作画面则建立在西门子WINCC之上。硬件配置本系统是建立在S7－400控制器、西门子工控机平台之上的分布式系统。S7－400是模块化PLC系统，采用标准的以太网通讯，每个控制器可控制64个回路，最大的可以处理131072个I/O点。S7－400与上位机采用工业以太网，通讯速率为100Mbps，其系统配置结构见图1。程序设计自动喷吹总共要经历21步才能完成，每一步都有先后顺序，一旦哪一步发生故障，喷吹将自动放弃。自动喷吹程序控制流程见图2。系统进行自动喷吹必须满足以下条件:所有的切换阀及调节阀无报警;所有的系统都处于自动控制模式;喷枪动作条件满足;喷枪及测温枪在上工作位;铁水车在脱硫位;所有的系统中无急停信号;喷粉罐罐压无报警;主氮气压力无报警;喷粉罐重量正常。当以上条件都满足时，操作人员根据铁水中的含S量，输入所需镁粉及石灰的含量，点击开始按钮，即可进行脱硫。在联合喷吹的过程中，操作人员一旦发现有异样，可以选择放弃喷吹或者中断喷吹。放弃喷吹即指从当前步骤直接提升喷枪到高位，关闭石灰与镁粉喷粉罐输送阀及流量调节阀。在提枪的过程中，助吹气体切断阀与喷吹切换阀保持开状态，助吹气体流量调节阀保持当前开度。当喷枪提升到高位时，关闭助吹气体切断阀、喷吹切换阀及助吹气体流量调节阀。中断喷吹即指关闭镁粉输送阀与流量调节阀，跳转到石灰后喷吹阶段，此后继续按顺序执行喷吹步骤，直到喷吹结束。

喷吹中断主要原因及处理方法

脱硫自动喷吹过程中，涉及到的设备动作很多，其逻辑也比较复杂，给设备检修与抢修带来一定的不便。影响喷吹中断的原因主要有:主氮气流量低于550Nm3/h;喷吹压力大于450kPa或者小于150kPa;石灰喷粉罐罐压小于300kPa或者大于850kPa;镁粉喷粉罐罐压小于300kPa或者大于850kPa;石灰喷粉罐重量小于5kg;镁粉喷粉罐重量小于5kg;助吹气体流量小于10Nm3/h或者大于40Nm3/h;石灰瞬时速率小于20kg/min;助吹气体切断阀故障;喷吹切换阀故障;石灰喷粉罐输送阀或流量调节阀故障;镁粉喷粉罐输送阀或流量调节阀故障;喷枪故障等。造成喷吹中断的原因有十几种，对有些原因，现场无法实时捕捉到，为查找故障带来了很大的麻烦。因此，对上述涉及到的模拟量因素和喷吹步骤做了实时趋势跟踪，在喷吹发生中断时，可以调用趋势图，对涉及到的影响喷吹中断的因素进行核对检查，从而能够迅速地解决喷吹故障。

喷吹中断典型故障分析

喷吹中断的典型故障为石灰瞬时速率低于20kg/min。图3为发生喷吹中断时整个喷吹过程的趋势图，从左到右分别为助吹气体压力、助吹气体流量、助吹调节阀开度、喷吹压力、石灰喷粉罐罐压开度、石灰喷粉罐罐压、石灰喷粉罐流量调节阀开度、石灰瞬时速率、镁粉喷粉罐罐压、镁粉喷粉罐罐压开度、镁粉瞬时速率、镁粉喷粉罐流量调节阀开度。结合喷吹中断原因，从图3中可以看到石灰瞬时速率发生了陡降，一直降到0，导致喷吹中断。在石灰喷吹瞬时速率下降前，发现石灰喷粉罐罐压调节阀开口度在慢慢减小，当其减小到一定数值时，石灰瞬时速率开始下降。经过分析可以推断，由于石灰喷粉罐罐压调节阀开度减小直至关闭，导致石灰喷粉罐流态化建立不起来(流态化床气体流量控制可确保罐底粉料保持蓬松状态，便于石灰下料)，石灰下料慢，即石灰瞬时速率减小。所以必须对石灰喷吹罐流量调节阀进行控制，保证在喷吹时，流态化床能够很好地建立。

结语

铁水预处理工艺特别是铁水”三脱”预处理技术自工业化应用以来，已经成为钢铁企业现代化炼钢厂的重要标志。梅钢铁水脱硫站的自动控制系统完全实现了深脱硫所需的精度控制功能，满足了脱硫工艺要求，同时具有响应速度快，设备运行操作简单等优点。完整的故障信息报表及状态趋势可及时发现系统的某一环节故障，减少系统的抢修停机时间，对提高生产效率与管理水平有很大帮助。