浅析炼钢电气控制系统

赵丽花

（江阴兴澄特种钢铁有限公司，江苏 江阴 214400）

0 前言

社会在发展，很多的建筑,机器等都需要钢来作为必需的原料，那么炼出好钢就变得尤为重要。本文简要介绍一下炼钢的电气控制系统的设计和系统配置及功能，炼钢过程中存在的问题还有底吹氩的改造过程。对炼钢电气控制系统的生产要求进行改进，这样才能炼出更好的钢。

1 炼钢电气控制系统的设计与功能

对于电气控制系统，它的自动性主要是由PLC控制程序来进行调节，用DP现场总线来连接控制各部件，用这些部件合理的调整配合，这些部件分布在不同的位置，就形成了分布式的控制的系统。这样就可以达到信号的传递，预警和相关的一些数据的采集的步骤，从而实现了控制住顺序的额逻辑和控制联动连锁的控制。如果一旦有紧急情况，还可以使用人工自动的紧急停车的操控。为了提高系统的安全性，也为了进一步提升可靠性，要优化好电器的控制、仪表和计算机方面的控制调整。转炉自动控制系统主要是有电气、仪表和计算机共同相互协作完成。自动控制系统不是单一的一个系统，它是有三大主要构件组件而成的，首先有提示现场的信号和驱动的，然后就是在数据采集和初步的处理之中，要连续调节控制和对逻辑进行处理，这就依赖于最基本的自动设备。最后就是要不但监控生产过程中的作业的管理，计算模型的方式，数据的相关处理。第一个部分中归为电气系统，而后面两个部分就是分布式的控制系统。在安钢中，它的主要原理也是根据西门子其中一项的软件程序控制。自动控制系统由转炉本体控制、汽包汽化和风机来共同组合控制，同时伴有以太网来监控。这个系统的要求很很高，必须把握报警明晰，故障率要求低，达到国内的先进的水平。

2 炼钢电气控制系统中存在的问题

2.1 转炉本体通讯总线设计过长

对于转炉系统而言，其现场的通讯总线一般会很长，这样就会导致依附在通讯线上很多的设备站点就会过多。这样设备站点都在通讯总线上，万一有一个设备站点出现问题，接踵而来就是通讯会出现问题，就会不能用以至于全部瘫痪。一个小问题就会导致很大的影响，使得无法正常工作。同时我们知道，炼钢现场的环境不是很好，个别的操作箱的位置安装的不正确，如果再受到环境温度和粉尘的因素影响，就会让图尔克模板很容易损坏。

2.2 底吹系统单一的自动控制模式

在炼钢的多种步骤设备中，其中最主要的一巷就是底吹系统。这个系统主要是由三个部分组成，包括了氮气切断阀和氩气切断阀，还有六个支管的调节阀，已经自动的设定系统。原来的模式是有氮气和氩气这个两个切断阀在不同的时间段进行自动打开和关闭，这是有已设定的程序去完成。随着建设的需要，钢的需求量也在不断的扩大，传统的单一的自动控制模式已经不能适应现有的技术要求。根据现在的生产和工艺的要求来说，如果还实行原有的技术，会导致支管的堵塞，这样直接就导致底吹效果不好，从而也会造成氩气的浪费，但是如果氩气的出口量设定的不好，也会造成钢液中夹杂着氮气。

2.3 转炉氧枪的氧气切断阀与氮气气动切断阀之间的问题

对于氮封系统，主要是靠炉口的活动烟罩和转炉加料来进行密封系统，然后靠氮气的密封装置来切断阀门。在炼钢的过程中，活动烟罩氮封在这个时候应该开着，然后在加料时加料系统的氮封需要打开。如果不这样做，就会导致散的粉末四处飞散，冶炼时会有大量的烟散出，火上升设备就被破坏，这时氮气流量很大，就会造成耗气量很大。虽然平时看这种氧气与氮气之间的切换比较好，但是在等到检验结果时，就会发现炼钢炉口是朝上的，烟气大量且迅速而升起，会导致溜管和料斗液压缸损坏方面的事故，所以氮气的消耗一直降不下来。

2.4 监控系统不完善

对于炼钢的过程，我们需要不停的监控。我们可以利用核心氧枪来对过程实时监控，来达到转矩监控。用四台电机驱动，再加上变频器的转矩同步，在操作界面上统一监控，所有情况都会显示在主机上。为了能更好的监控，我们需要从PLC那里开始进行连接，将数据采集到PLC上面，然后进行归档保存和随时显示。这样的话，就可以对所有的氧枪和电机进行工作的监控，所有的想知道的信息都会清清楚楚的呈现在眼前。

3 炼钢电气控制系统的改进和优化措施

3.1 氧枪系统的自动调节系统完善

对于氧枪系统的完善是至关重要的，因为其关系到生产的安全问题，减免不必要的危险事故的发生。氧枪的张力会随着转炉的的运转的幅度而发生变化，我们可以根据氧枪变化过程中的钢丝的张力变化的规律，根据张力的不同进行灵活的变动，当过大时，就要自动的分闸停止提枪，检查没有问题了就可以恢复正常的运作了。当氧枪的张力发生异常的时候，就应该自动封锁氧枪的封闭变频系统，这样活有利于保护机器。通过氧枪的下吹，控制阀的气缸的开闭，能有效的解决氧枪操作过程中的卡轨等问题。

3.2 底吹系统的改造

底吹系统也是很重要的一个系统，它的构造主要是从PLC上面进行入手。这其中主要分为四套的模式，工作人员可以根据冶炼的不同时间段或者不同的气体切换模式来自主选择最合适的一种模式。有的模式主要是靠吹氮气来切换成氩气，有的是全程只使用一种气。无论你采用哪种模式，在倒渣或者是出钢等环节中就都应该采用较低的流量进行全程的吹氮气。那么怎样才能最好的把握这个度，就应该根据吹气流的不同需求，人员的操作经验，来选择不同的位置，对流量进行优化，适当的时候适当的气，这样既保证满足生产的要求，又保证了不浪费。

3.3 氮封系统的设立

通过工作人员的反复实验，把炉口的活动烟罩改造成压缩空气密封，这样的系统就能够减少低压氮气的消耗。然后还要对电气连锁和气流方面进行改善，所以就要让溜管保持干燥。同时将原来的氮封和氧封之间的连接处改造成枪位的连锁，再根据炉况的判断，用PLC程序来控制阀门，这样就能做到既节约气体，又可以保护设备，从而降低工作流量，最后就能够提供氮气的使用率。因此，对于氮封系统的设立与改进是非常有必要的，这样提高炼钢的质量。

3.4 加强各系统的监控

我们可以根据情况建立监控大系统，设立监控工程师岗位。在日常的工作中，调试人员每个人有每个人的工作，权责分明，最后的六个PLC的程序是单独提供出来的。但是这也会带来一个问题，就是本来是PLC进行信息联络工作，然后单独的程序就会造成整个系统不能集中在一个项目之中，很可能导致信息的丢失。为了解决这个问题，我们可以再监控站上面安装软件，让几个PLC进行整合，这样就会形成一个统一的大系统。这样一来，整个监控就变得更可控，提高了管理人员对各系统的运行情况的随时监控。

4 结语

电气炼钢的自动控制系统已经在多年的不断实践实验中，不断改进，现在基本已经处于较稳定的状况。其中的PLC设备和通讯网络的设计基本是安全可靠的。现在炼钢的自动化的问题已经基本解决，为炼钢业的发展奠下了基础，虽然有存在不足，但是只要改进就会越来越好。最终会实现生产率逐年提高，钢的质量越来越好，生产安全有保障的未来。

［1］吴晓峰，利铭，司鹏，等.PLC在莱钢转炉自动控制系统中的应用[J].冶金自动化，2010，6（5）：55-57.

［2］廖常初.西门子工业通信网络组态编程与故障诊断[J].北京：机械工业出版社，2009，4（9）：40－47.