中小型氧气转炉成套自动化系统

由于转炉炼钢速度快（炼一炉约20min，而平炉需7~8h），负能炼钢、节约能源，故成为当代炼钢的主流。转炉炼钢过程是将高炉来的铁水经混铁炉混匀后兑入转炉，并按一定比例装入废钢，然后降下水冷氧枪。以一定的供氧、枪位和造渣制度吹氧冶炼。当达到吹炼终点时，提枪倒炉，测温和取样化验钢水成分。如钢水温度和成分达到目标值范围就出钢；否则，再次降下氧枪并吹氧。在出钢过程中，向钢包中加入脱氧剂和铁合金进行脱氧、合金化，然后，把钢水送到模铸场或连铸车间铸锭。由于转炉炼钢速度快，要保证钢水质量和节能降耗，自动化是必不可少的。 1．

系统结构

中小型转炉的自动化系统硬件配置见图1。其特点如下：

?系统是一个EIC（电气传动、仪表和监控计算机一体化）系

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统，是包括基础自动化和过程自动化级（亦称监控级）的三级（基础自动化级含两级，即仪表、执行器、电动机等的检测驱动级和PLC或DCS的设备控制级）自动化系统，实现全部转炉自动化的各种功能。对于受投资限制或转炉体积小于30t的转炉可使用仅有基础自动化级的自动化系统，但此时过程自动化部分功能下放给基础自动化级，即作为显示操作的中央控制室的工控机将负担部分过程自动化功能，如转炉的配料计算、铁合金投入优化计算等数学模型，生产统计、技术计算等功能，使基础自动化级具有两级半的功能，实现准过程自动化功能。

?信息网络化。主要生产信息将通过网络共享，生产统计科许多工作不必重复，如生产统计信息收集等，可直接下载即可，生产技术科调度室及厂长可直接了解转炉生产情况，甚至发出指示等，如果用户需要的话，可通过调制解调器（Modem）在工厂主要领导家中连接终端，可24h监控生产。

?采用低成本技术设计系统，性能价格比高，投资较低。基础自动化控制设备采用IE（仪表、电气控制）一体化方式，即全PLC方式，价格较低（与全DCS相比），又更可靠（与工控机相比）。当采用三级自动化系统时，过程自动化级采用3台工控机（1台用于常规功能，1台用于人工智能和数学模型运算，1台用于开发和备用，工控机的CPU为Pentium-Ⅲ，内存128MB，硬盘40GB）；当采用两级半自动化系统时，采用1台工控机作为监控之用。 ?尽可能采用新技术。如人工智能技术、数学模型优化技术、

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可示化显示技术以及交流变频调速技术等。 2．

系统主要功能

2.1基础自动化级 实现的主要功能如下： ?氧气总管压力检测。

?转炉氧气压力（调节阀前与后各一点）、温度检测。

?转炉氧气流量检测、记录与控制，流量是带压力与温度补正的。 ?转炉每根氧枪（一根工作，另一根备用）氧气切断阀远程控制和联锁及阀位显示。

?转炉每根氧枪吹扫用高压氮气切断阀远程控制和联锁及阀位显示。

?转炉每根氧枪吹扫用高压氮气的氮气压力（调节阀前与后各一点）检测。

?转炉每根氧枪吹扫用高压氮气的氮气流量检测、记录与控制，流量是带压力补正的。

?转炉每根氧枪冷却进出水切断阀远程控制和联锁及阀位显示。 ?转炉每根氧枪冷却进水压力检测、低压报警及联锁。 ?转炉每根氧枪冷却进水流量检测，含指示与记录。 ?转炉每根氧枪冷却进水温度检测、超限时报警。 ?设备冷却进水压力检测、低压报警。 ?炉前钢水温度及钢水包钢水温度检测。 ?萤石料重检测、记录、指示及控制。

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?石灰料重检测、记录、指示及控制。 ?矿石料重检测、记录、指示及控制。 ?镁球料重检测、记录、指示及控制。 ?左右汇总料斗料重检测、记录、指示。 ?铁水称重、记录、指示、吊车秤方式。 ?钢水称重、记录、指示、吊车秤方式。 ?废钢称重、记录、指示、吊车秤方式。 ?铁合金称重、记录、指示及控制，平台秤方式。 ?萤石储槽料位检测、超限时报警与联锁。 ?矿石储槽料位检测、超限时报警与联锁。 ?石灰储槽料位检测、超限时报警与联锁。 ?镁球储槽料位检测、超限时报警与联锁。 ?转炉倾动控制。 ?氧枪自动控制。 ?上料自动控制。

?煤气回收的检测和控制，含裙罩位置控制、密闭冷却水检测及报警、膨胀箱压力检测控制、膨胀箱水位检测控制、汽化冷却检测和自动控制、炉口微差压调节、回收各阀门顺序控制与联锁等。 ?煤气回收抽风机交流变频调速及其控制。在两个转炉情况下，设3台交流变频调速装置，其中之一作为备用，连成网络并受PLC控制。

由工控机组成的操作显示站主要功能有：

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