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计算机控制在80t转炉中的研究应用

1  引言
莱芜钢铁总厂银山前区1#80t氧气顶吹转炉于2005年7月正式投产。本系统由转炉本体、干法除尘及蒸发冷却、汽化冷却、散状料上料、循环水、湿法除尘及煤气回收等部分组成。在控制上采用PLC自动控制，完成对转炉炼钢过程的数据采集、监测与监控。在控制网络上采用先进、可靠的工业以太环网，通讯速率为10.0Mbps自适应。PLC与 PLC之间的数据传输采用SIEMENS STEP7专用的通讯模块。网络监控画面采用功能强大的SIEMENS WINCC，人机界面好，便于操作使用。

2  工艺概述
转炉系统主要完成将铁水和废钢冶炼成钢水，同时将冶炼过程中产生的煤气和水蒸汽进行回收再利用。转炉主体设备主要包括炉体、炉门、烟罩、倾动机构、氧枪升降机构、氧枪横移机构、称重装置、上料装置、冷却装置等。其中，氧枪有两套，靠横移小推车转换，实现互为备用。装料时炉门打开，烟罩提升，将铁水倒入转炉，加入废钢，装料完成后，炉门关闭，烟罩下移。冶炼过程中，氧枪下降，从炉体顶部向炉内吹氧，或加合金料，以改善钢水成分。出钢时，氧枪上升，倾动炉体，钢水由钢包车运至精炼炉精炼。出钢完成后，吹氮气以溅渣护炉，最后将钢渣倒入渣罐车。炼钢过程中，氧枪和烟罩通过循环冷却水降温，产生的汽包蒸汽经加压后送用户使用;风机将烟罩内气体吸出，经煤气回收后放散到大气中。

3  转炉网络通讯配置
银山前区1#转炉采用8台德国ＳＩＭＡＴＩＣＳ7-400ＰＬＣ主站,分别完成转炉本体控制、散状料上料站、铁合金站、煤气加压站、汽化冷却和煤气回收及循环水站。其配置主要有主机架、扩展机架、电源、ＣＰＵ、接口模块、通信模块,以及数字量和模拟量输入/输出模块等。8台主站之间通过100M光纤以太环网完成数据通信。煤气回收ＰＬＣ主站下设1个ＥＴ200 Ｍ远程从站,通过工业现场总线Ｐrofibus DP完成主从通信。1台工程师站用于完成系统的开发设计,七台操作员站完成整个生产过程监控。自动控制系统网络构成如图1所示。

图1     转炉系统计算机网络配置图
 
4  控制系统硬件配置
莱钢80t转炉本体控制系统根据工艺生产要求控制转炉倾动、钢包车、渣车、炉口清理机、挡渣球投放装置、电动挡火门、活动烟罩等设备，采用1套控制站和1台监控站实现整个转炉本体生产流程的过程控制，控制系统采用德国SIEMENS S7-400大型控制系统，采用以太网实现与散装料控制系统、煤气回收加压站控制系统、余热锅炉控制系统、循环水控制系统通讯，并配备打印机打印生产报表。硬件配置图见图2:

图2     硬件配置

• 基于PLC的水泥灌浆机自动控制系统  (2007-03-16 19:36:20)
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• 采用QUANTUM系列PLC完成转炉上料系统自动控制  (2007-03-16 15:56:16)
• PLC在千吨液压机控制系统改造中的应用  (2007-03-16 15:55:37)
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