二高炉炉顶料罐受料控制程序优化

单位：中冶宝钢技术服务有限公司 作者：吴 为

【摘 要】：本文对二高炉无料钟炉顶设备的受料过程控制进行了分析、研究，针对其控制方式的缺陷以及故障成因的分析，对二高炉原有的炉顶罐料受料控制程序进行了优化、改进。实践证明，通过对炉顶料罐受料控制程序的优化及改进，能有效防止炉顶重料事故的发生，能确保高炉的稳定与顺行。

Two furnace top material can be optimized material control procedures

【关键词】：无料钟 料罐受料控制程序 重料

【Abstract】:In this paper, two bell-less top blast furnace equipment carried by the material process control analysis, research, and for its control of defects and failure analysis of the causes of the two original roof tank blast furnace feed material by the control program has been optimized improve. Practice has proved that through the roof material can be expected to control the process of optimization and improvement, can effectively prevent the occurrence of roof weight materials, to ensure the stability of blast furnace and along the line.

【Keywords】: bell-control procedures by the material feed tank heavy material

一、 概述：

二高炉炉顶现场设备采用卢森堡PW公司的串罐式无料钟设备，整个炉顶设备的控制分为受入控制（受料过程控制）和DUMP控制（装入过程控制）二部分。其中受料过程控制主要是控制原料由主皮带进入上料罐，然后再将上料罐内原料装入下料罐中的过程，该过程主要控制主皮带、上闸阀、上部密封阀及均排压阀等设备。

二、 原有的控制方式：

受料过程控制包括上料罐受料控制和下料罐受料控制两部分。上料罐受料控制主要是控制主皮带动作，负责将原料装入上料罐中，该程序的框图见图一。图二为下料罐受料控制框图，从图中可以看出下料罐的“满”信号及上料罐的“空”信号是通过时间延时发出的，是模拟控制方式，不能真实反映上、下料罐是否真正排空或装满。例如，在下料罐受料过程中，如果上料罐的下料口被异物堵住时，上料罐内原料就无法以正常的速度进入下料罐中，而控制程序由于没有

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检测上述情况的功能，因此仍能继续运行。此时，只要排料延时时间一结束，控制程序就发下料罐 “满”信号以及上料罐“空”信号，而实际上上料罐没有完全排空，上料罐也没有完全装满。但由于上料罐“空”信号已发出，这样就能使上料罐的受料控制程序（图一）继续执行，上料罐继续受料，这样势必造成上料罐“过满”，引发上料罐“重料”事故，逼使高炉休风处理该事故。二高炉投产以来，该故障已发生多起，严重影响高炉的正常生产。因此，对炉顶受料过程控制程序的改进及优化势在必行。

三、 改进设想：

要避免上述故障发生，必须对下料罐受料控制程序中的判断上料罐是否排空的方式进行改进，不能仅仅靠时间延时方式来判断上料罐是否排空，通常的方法是增设其他检测设备，如增设料位计或重量检测设备等，但是，如果采用增设检测设备的方法，其投资费用非常大，而且受工矿条件的限制，改造的难度非常高。经过现场调

查，如果利用下料罐的称量设备，在下料罐受料过程中对下料罐内原料的重量进行实时跟踪，并将测得到数据同该批原料的实际重量进行比较，如果比较结果在设定的误差范围内就能说明上料罐已排空，同时将其作为一个控制连锁条件参

与下料罐受料控制程序的控制，这样就能有效地避免上料罐重料事故的发生。采用这种方式不需要对现场设备进行改造，也不需要增设检测设备，只需对PLC软件进行优化改造就能到达目的。

程序启动 程序启动

料头到达皮 带头部？

No Yes 上闸阀关闭 且上料罐为Yes “空” No 停主皮带 上闸阀关闭 且上料罐为 空 No Yes 重新启动主

皮带 上料罐受料 料尾已全部 进入上料罐 No Yes 上料罐受料结束 并发“满”信号

图一 上料罐受料控制框结束 上料罐“满”且下料罐“空”？ No Yes 料流阀、下密封阀均关闭 No Yes 下料罐排压 下料罐排压OK NO Yes 打开上密封阀、上闸阀 下料罐受料 延时时间到 否？ No

Yes 下料罐受料结束发“满”信号， 同时将上料罐置“空”

关闭上闸阀及上密封阀，下料

罐均压 四、 实现方法：图二 下料罐受料控制框图 1、 原料实际重量数据的采集结束 2

二高炉上料系统由1台PLC实施控制，该PLC划分为两个模拟CPU分别控制原料系统设备（1＃CPU）及装入炉顶系统设备（2＃CPU），原料实际重量数据是由1＃CPU实施采集，而下料罐受料控制由2＃CPU实施控制，因此，1＃CPU采集的重量数据必须传送到2#CPU中，实现方法是在1＃CPU发送到2#CPU的通讯电文中追加原料实际重量等数据并实时传送给2＃CPU。

2、 下料罐受料控制程序优化改造的实现

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下料罐受料结束发“满”信号，同时将上料罐置“空” No 延时时间到否？ 下料罐排压OK 上料罐“满”且下料罐“空”？ 在下料罐受料控制程序中增设重量比较功能，即当下料罐受料延时结束后，控制程序采集下料罐称量设备测得的重量数据及由1＃CPU传送来的实际重量数据，如果二者在设定的误差范围内，则允许控制程序继续执行，否则中止程序继续执行并发出报警信号以提醒操作人员处理。改造后的下料罐受料控制程序框图见图三

程序启动 No Yes 料流阀、下密封阀均关闭 No Yes 下料罐排压 NO Yes 打开上密封阀、上闸阀 重量数据采集 下料罐受料 Yes Yes 重量误差在设定的范围内？ No 报警信号输出 CRT声音 关闭上闸阀及上密封阀，下料报警罐均压 信号 3 结束 图三 改造后的下料罐受料控制框图 显示故障内容 5 效果：

我们对二高炉炉顶受料过程控制程序进行了优化设计与实施以后，通过近一年运行，改造后的程序运行稳定，使上、下料罐的排料和受料过

程得到了监控，避免了重料事故的发生，确保了高炉炉顶设备的稳定顺行。 参考文献：无

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