浅析炼铁高炉的电气自动控制系统

2020-01-06何海江

中国金属通报 2020年18期

何海江

（承德钢铁集团有限公司，河北承德 067000）

随着现在科学技术的不断发展，推动了各个行业的发展，所以对于现在的钢铁材料的需求也在不断的增加。在实际的炼铁工作当中，高炉占着相当重要的地位，而高炉又是炼铁中最重要的部分，它能够直接影响到钢铁的质量，产量等。通过应用电气自动控制系统能够促进冶金企业控制效率、生产安全、生产效率和生产质量的全面提高，对实现冶金行业的可持续发展有着不可或缺的作用。

1 概述

现在的科学技术在不断的进步，所以人们对于炼铁的产量以及质量都有了高标准的要求。在实际的冶金生产过程当中，最重要的一部分就是高炉，高炉的出铁质量、产量能够直接关系到钢的质量和产量。而炼铁高炉是连续不断的作业的，然而连续作业必须要进行电气自动化控制系统的设备配套，来进行不断的控制和操作。同时，高炉当中的电气自动控制就是为了能够达到指定的目的，在没有工作人员参与的状况下，利用检测仪表和其它不同的控制设备，对某一个生产环节进行控制。在现代的高炉自动化中，主要就是对仪表的检测，以及控制系统，电气控制系统和管理当中对计算机的使用。然而，在这之中，由DCS 或者PLC 完成的就是仪表控制系统和电气控制系统。

2 分析炼铁高炉电气自动控制系统的具体配置情况

在实际的工作过程中，必须要让高炉的运行状况是符合科学合理的设计规划，这样才能够确保在炼铁高炉当中，电气自动化控制系统的良好应用。相关的工作人员在进行设计时，一定要从电气自动化控制系统的安全以及它的稳定角度进行综合考虑，这样才能够让控制系统在应用的时候更加科学合理。根据一般情况来讲，我们现在所使用的炼铁高炉中的电气自动控制系统是由很多个系统进行组成的，其中主要包括有电气系统，PLC控制系统等每个系统都是相互融合在一起，每个系统都是不可缺少的，同时，在对自动化控制系统的可靠性，安全性上要有很好的保障，在这个基础上，尽量进行生产费用的节约，这样才能够为钢铁企业在经济收益上面带来更多的提升。除此之外，每个系统都有自身独立的特点，而且它们在系统当中放置的地点也不同。同时它们是利用缆线将不同的系统更好地联系在一起，在对系统进行衔接之前，相关的工作人员一定要根据设计的方案对线路进行合理的布局和规划，这样才能够对缆线的需求量进行降低，不仅如此，这样在对设备的实际维修过程当中可以更好地降低维修费用，而相关的工作人员在工作时间以及承担的责任上就会相对减少。

在炼铁高炉对电气自动化设备应用时，一定要对网络状况的分布进行联系，正是因为各个部分具有一定的特性，才需要对其进行衔接，发挥出电气自动化控制系统更多的作用，这之中一定要保证网络布局是符合相关规定的标准。不仅如此在对自动化控制系统的实际设计过程当中，需要考虑到所使用的冗余配置，这样才能够确保自动化系统的每个部分都可以正常运作，安全性以及稳定性才能够全面得到提升。冗余配置就是通过总线冗余和电线冗余的结合，这之中的某一个部分有了突发状况，它对于整体的控制系统没有较大的影响，自动化系统依然可以保持正常的状态运行。在对控制系统实际的运行当中，控制的主要准时是根据编程的控制器接通电脑来进行操作的，电脑上可以看到系统中所有的相关数据，相关的工作人员可以全面的对自动化控制系统具备的状况进行掌控。不仅如此，自动化的控制系统一定要和控制终端很好的衔接起来，这是为了保证相关系统在实际的运行当中得到的信息相对较为及时、可靠、完整，为后面工作的顺利进行做一个保障。

3 炼铁高炉电气自动控制的各系统组成

3.1 自动化系统

炼铁高炉当中的自动化系统实际上是通过计算机硬件设施以及监测软件，及时的对信息收集，信号解读器以及相关仪表等对高炉当中运行的温度，压力等各项生产参数作出相关数据的监测计算，这样能够很好的确认高炉是否正常作业。在一般的情况下，高炉中的主体系统是通过电气计算机和相关仪表来实现一体化控制，它具备的功能有监视集中控制和操作等。针对辅助系统来讲，它需要根据实际工作中操作的难易程度来进行决定，一般都是利用plc 系统或者继电器对相关的系统进行准确的监视和操控。而监控的工作人员可以通过相关的画面，对过去的参数进行参考，进行准确的对比之后，确保现场的设备运行状况。如果发现存在设备故障，一定要进行及时的处理，这样才能够使得生产作业的过程较为顺利，也能够让炉体和现场工作人员的安全得到保障。不仅如此，控制人员可以通过手动操作，在电脑上远程的对各类设备的开关或阀门进行操控，及时让高炉的状况进行适当的调整。

3.2 煤气净化控制系统

在高炉的实际生产过程当中，高炉煤气的设备会产生一定的污染和灰尘，它们能够对不同设备的运行效率造成影响，为了确保煤气的输入质量是可以满足高炉冶炼的，就需要对高炉煤气设备当中会产生的杂质以及粉尘定时的进行清理。在煤气的净化控制系统当中它是通过重力进行，利用布袋对煤气中的分成进行过滤，保证煤气是做过净化处理的。利用布袋进行积灰的过滤时，有一部分积灰存留，这就需要定期的将除尘设备的灰尘进行清理，所以煤气净化控制系统中一定要有反吹与清理灰尘的功能。根据现在工业的日常需求状况，对定时卸灰和手动卸灰两种模式进行设置。

3.3 炉顶供料系统

我们按照550m2的高炉进行举例，在炉顶的供料系统设备上它具有380V 工业交流电压下的250kW 上料卷扬电机，5.5kW 布料倾动电机，11kW 布料旋转电机，4kW 探尺电机，10000V 工业交流电压315kW 矿槽除尘引风机设备等。大多数情况用到的电流是交流电流，交流是不断进行频率变化的，这样才能够更好地确保炉顶工料系统的稳定。除此之外，要在这个基础上增加相同容量的变频器和切换柜，这样能够保证线路短时间之内不停的安全切换，在发生问题时，可以让备用的变频器能够第一时间进行启动，快速进入工作状态。除此之外，在实际的操作画面当中，可以将供料系统的不同设备间进行联系，通过手动机型独立的控制，这样又对系统的稳定运行做出了保障。

3.4 自动热风炉系统

在实际的炼铁高炉生产当中，一定要有燃烧换炉和送风三个过程，所以就需要有三座或者三座以上的换风炉，这样才能够确保炼铁过程当中的热风需求量，否则就会影响到钢铁冶金的整个过程。而现在的热风炉的工作模式分为三种：全自动、半自动和人工手动操作。在全自动的模式之下，只要对热风炉设定好对应的工作参数，高炉内的燃烧过程就可以自动化工作，与此同时，还会将烧炉当中各个数据参数的变化情况一一记录，这样能够让相应的控制人员对高炉运行状况很好地进行把握，在出现异常的状况时，能够及时的进行处理，很好地保证了高炉的生产稳定状态。

3.5 自动监控系统

在高炉的电气自动化系统当中，除了其它各种系统之外，还需要有监控系统，这样能够在高炉的生产过程中进行自动化的实施监控。通过对公益画面的对应模块设计，可以对高炉生产系统当中所有的控制设备，生产设备以及相应的参数等多种状态及时把控。即使有异常或者高难度问题出现时，控制人员在对应的控制端都能够及时的发现并且做出调整，这样整个生产过程就会更加的安全稳定。

4 电气自动控制系统常见问题

实际上，所谓的电气自动化操控设备都是电子的，设备的本身在设计时就非常的缜密，所以对使用的环境有着较高的要求，因为炼铁高炉自身具备着高温度，而且外部的水渣含硫蒸汽，具备腐蚀性，这就导致电子设备有时候会在恶劣的环境下进行运作。在实际的作业过程当中，操作系统很可能出现令人意想不到的问题。为了保证自动化操作系统过程中不会对工作人员产生伤害，就需要对炼铁高炉的操作系统进行定期的检查，同时还需要在继电器和限位器的部分重点位置进行监控，确保相关的工作人员能够快速的发现故障。与此同时，相关的工作人员还可以采取相应的保护手段来进行系统正常运行的维护，这样可以更好的提升工作效率，工作人员在自身的安全上也会得到保障。

5 炼铁高炉电气自动控制系统升级方向

现在的信息化技术处于不断发展的状态，电气自动化操作系统的转型速度就需要不断加快，在未来的实际发展过程中，智能化的模式会应用到电气自动操控系统当中，在互联网远程控制终端以及手持操作设备等进行引入之后，可以对炼铁高炉不同的状况更好地掌控，不仅可以跟随现在信息技术的发展脚步，还能够使得操作系统在未来以及网络技术方面做出整合，将自动操作系统的功能，最大程度化的进行完善，在实际的工作当中操作起来更加简便。不仅如此，它能够使得系统更加的平稳安全，能够让工作人员的利用率得到减少，会让企业在实际的生产过程中朝着无人化，高智能化的方向进行发展。