批發(fā)鍍鋅Z型鋼商家：湘鋼遙控技術(shù)在高爐爐前液壓設(shè)備上的應(yīng)用

　　湘潭鋼鐵集團有限公司煉鐵廠2#高爐，爐容2580m³，爐前設(shè)3個鐵口。各鐵口均在同側(cè)設(shè)置一臺開口機、一臺泥炮及對應(yīng)的液壓系統(tǒng)。崗位工人需手動操作液壓閥來控制開口機及泥炮的運行。為減少鐵口區(qū)域揚塵，改善爐前環(huán)境，于2017年對爐前鐵口區(qū)域進行封閉。由于開口機、泥炮設(shè)備置于封閉區(qū)域內(nèi)，致使崗位操作視線受阻，無法直接看清鐵口處的情況。開鐵口時需要操作室外設(shè)專人利用手勢進行指揮。因受地理位置及現(xiàn)場環(huán)境的影響，通過操作室操作設(shè)備有很大的局限性，同時設(shè)備操作的準確性、可靠性受到較大影響。為此將爐前的設(shè)備由原來的手動控制改為遙控控制，可提高爐前設(shè)備操作的準確性，降低崗位工人的勞動強度。

　　1 改造前系統(tǒng)的的組成

　　爐前液壓設(shè)備主要由泥炮、開口機及其對應(yīng)的液壓泵站、閥臺組成。

　　1.1 泥炮

　　泥炮的作用是在爐前某個鐵口出完鐵水時，將前期裝在泥缸里的炮泥壓入并封堵鐵口。主要動作包括回轉(zhuǎn)和打泥運動。

　　1.2 開口機

　　開口機用來打開鐵口以便高爐順利出鐵水。主要動作包括：開口機回轉(zhuǎn)臂的回轉(zhuǎn)，鉆機的進退，鉆桿的旋轉(zhuǎn)、沖擊等運動。

　　1.3 液壓泵站

　　液壓泵站共設(shè)有1#、2#兩座液壓站，其中一座液壓站控制1#、2#鐵口設(shè)備的動作，另一座液壓站控制3#鐵口設(shè)備的動作。1#液壓站主泵組由6臺油泵組成，其中4臺油泵(單臺油泵參數(shù)：Q=163l/min，N=110KW)給泥炮動作提供壓力油,正常生產(chǎn)時啟用其中的2臺油泵。另2臺油泵(單臺油泵參數(shù)：Q=163l/min，N=75KW)給開口機動作提供壓力油。油泵出口設(shè)置球閥，通過切換對應(yīng)的球閥分別給1#、2#兩個鐵口設(shè)備供油。2#液壓站主泵組由5臺油泵組成，其中3臺油泵給泥炮動作提供壓力油,另2臺油泵給開口機動作提供壓力油。兩種泵的參數(shù)分別與1#泵站對應(yīng)油泵的參數(shù)相同。

　　1.4 控制閥臺

　　控制閥臺置于爐前各鐵口旁的操作室內(nèi)，爐前液壓設(shè)備的動作均需通過手動操作換向閥的手柄實現(xiàn)，不能接受外來自動控制的信號。

　　2 改造前的不足

　　1)因鐵口區(qū)域已加裝鋼結(jié)構(gòu)進行封閉，崗位操作視線受阻，開口、堵口時需設(shè)專人通過手勢指揮配合，在指揮配合過程中互相之間容易發(fā)生誤解，設(shè)備操作的準確性受到較大影響，同時帶來較大的安全隱患。

　　2)因?qū)t前設(shè)備的操作均需通過手動切換液壓閥才能實現(xiàn)，操作人員只能憑經(jīng)驗和手感進行操作，設(shè)備的控制精度和自動化程度低，一次性堵口成功率低至10%左右，致使鐵口維護工作量大、人員勞動強度高以及環(huán)境污染大。

　　3)因開口機、泥炮運行通過不同的規(guī)格的兩種油泵供油，兩種泵之間不通用，給開口機供油的主油泵僅兩臺，無備用泵。設(shè)備的維護難度較大，設(shè)備的可靠性受到較大影響。

　　3 改造方案及內(nèi)容

　　3.1 液壓系統(tǒng)的優(yōu)化升級

　　3.1.1 泵站的改造

　　原“泥炮”主油泵110KW的電機及基礎(chǔ)利舊，油泵升級為力士樂A4VS0125型，每套液壓泵站內(nèi)原“開口機”兩臺主油泵(含電機)拆除，改造為兩臺控制油泵(N=7.5KW,Q=40l/min)。為控制換向閥動作提供壓力油。為提高系統(tǒng)油液的清潔度，在各油泵出口增加壓力過濾器，并將回油過濾器升級為過濾精度更高的過濾器。為有效的降低原系統(tǒng)油溫長時間較高對油液造成的影響，將原系統(tǒng)的循環(huán)泵及冷卻器進行升級。

　　3.1.2 閥臺的改造

　　對3個鐵口的開口機及泥炮閥臺全部進行更新改造。改造后的液壓原理圖分別如圖1、圖2所示。主要改造內(nèi)容如下：

　　1)為實現(xiàn)遠程對閥臺進行操作，泥炮、開口機閥臺控制由原來的手動換向閥全部改為電液換向閥或電磁換向閥。因泥炮回轉(zhuǎn)油缸和開口機回轉(zhuǎn)油缸分別在堵口和開口時需要精細微動操作以確保對準鐵口，將其中控制泥炮回轉(zhuǎn)、開口機回轉(zhuǎn)的換向閥改為電液比例閥。

　　2)泥炮回轉(zhuǎn)閥臺增加蓄能器保壓回路。當泥炮回轉(zhuǎn)回路系統(tǒng)壓力較小或短期需要較大流量時，蓄能器能夠釋放儲存的液壓油，補償系統(tǒng)泄漏，保持回轉(zhuǎn)回路壓力穩(wěn)定。確保鐵口封堵時泥炮在既定位置停穩(wěn)，為爐前迅速、成功堵口創(chuàng)造了有利條件。

　　3)在進入閥臺前的管路中相應(yīng)的新增電磁換向閥，通過電磁換向閥的得失電開啟或切斷壓力油，從而控制開口機、泥炮的動作。避免了因誤操作導(dǎo)致開口機和泥炮同時動作相互碰撞損壞的事件發(fā)生。

　　3.2 新增遙控控制系統(tǒng)

　　隨著無線通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，無線遙控產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域中。無線遙控技術(shù)已成功的應(yīng)用在我廠各高爐爐前吊車控制系統(tǒng)中。本項改造利用高爐58天的停爐大修機會，對爐前三個鐵口的開口機機泥炮各新增1套遙控控制裝置，實現(xiàn)對開口機、泥炮全部動作的控制。

　　3.2.1 遙控控制原理簡介

　　新增遙控控制系統(tǒng)包括無線遙控發(fā)射器，采用施耐德M580系列的PLC控制柜，信號接收器及對應(yīng)的信號線纜。操作工人通過扳動遙控器上的搖桿將控制信號傳輸給置于控制柜內(nèi)的接收器，接收器與PLC系統(tǒng)連接，PLC系統(tǒng)中CPU按照設(shè)定的程序?qū)π盘栠M行處理并輸出電信號至閥臺上的電磁閥，電磁閥控制液壓系統(tǒng)的運行，從而實現(xiàn)對現(xiàn)場開口機、泥炮動作的控制。

　　3.2.2 無線遙控發(fā)射器

　　每個鐵口各新增一臺遙控發(fā)射器，各鐵口的遙控發(fā)射器互不干擾，且相互間不能混用。遙控發(fā)射器面板如圖3所示，操作說明如表4所示。

　　3.3 新增遠程操作臺裝置

　　在無線遙控器與PLC系統(tǒng)發(fā)生故障時，為確保爐前生產(chǎn)的正常進行，在操作室新增操作臺對液壓系統(tǒng)的控制。 控制柜面板上布置和遙控器面板上功能完全一致的轉(zhuǎn)換開關(guān)和搖桿。操作工人切換操作臺上相應(yīng)的轉(zhuǎn)換開關(guān)后，扳動對應(yīng)的遙桿實現(xiàn)對液壓閥臺的控制。

　　3.4 新增自動控制系統(tǒng)

　　3.4.1 液壓站油泵一鍵啟停的實現(xiàn)

　　為提高爐前設(shè)備的智能制造水平，簡化操作流程，對液壓站主油泵、控制泵的啟停編制程序，泵站PLC模塊增加輸入、輸出點數(shù)，實現(xiàn)對設(shè)備的一鍵啟停。網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖5所示。具體控制功能如下：當接收到1#鐵口PLC系統(tǒng)的一鍵啟動1#泵站信號后，根據(jù)1#操作臺給定的1#泵站4臺主油泵的備用狀態(tài)，依次啟動非備用泵。第一臺泵啟動后，延遲T1秒啟動下一臺泵。2臺控制泵不參與延遲啟動，接收到一鍵啟動信號，馬上啟動非備用泵。

　　3.4.2 開口機、泥炮回轉(zhuǎn)速度控制

　　為提高爐前開口機、泥炮的控制精度，延長設(shè)備的使用壽命，更換地保證開口機回轉(zhuǎn)、泥炮回轉(zhuǎn)平穩(wěn)的運行，滿足爐前工藝要求，將各設(shè)備運行全過程分段編制程序， 設(shè)定運行電流，通過對各參數(shù)進行調(diào)試，確保開口機回轉(zhuǎn)、泥炮回轉(zhuǎn)動作實現(xiàn)無極調(diào)速。

　　3.5 新增檢測裝置和監(jiān)視系統(tǒng)

　　3.5.1 檢測裝置

　　檢測系統(tǒng)包括泥炮打泥壓力及回轉(zhuǎn)壓力的檢測，在打泥油路中新增壓力繼電器，壓力參數(shù)通過轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化顯示置于現(xiàn)場電子屏，便于崗位實時了解鐵口狀況，設(shè)備維護人員掌握泥炮設(shè)備的運行情況。

　　3.5.2 監(jiān)視系統(tǒng)

　　在中控室設(shè)置上位機，通過光纖與PLC連接，將各鐵口諸如泥炮回轉(zhuǎn)壓力，泥炮打泥壓力等參數(shù)采集并在上位機畫面顯示，高爐管理人員在中控室實時了解爐前實際生產(chǎn)情況，便于及時調(diào)整工藝參數(shù)。此外，上位機將采集的數(shù)據(jù)進行記錄管理，便于后續(xù)查看和為解決問題提供參考等。各設(shè)備運行參數(shù)歷史曲線如圖6所示：

　　4 改造后的運行效果及缺陷

　　4.1 運行效果

　　1) 引入遙控控制系統(tǒng)，操作方式更靈活、可靠及高效。操作工人可以選擇鐵口附近任意合適位置進行獨立操作設(shè)備，由于視線良好無需其他人指揮，節(jié)約了人力資源，同時避免了指揮不當造成的誤解。

　　2) 針對泥炮回轉(zhuǎn)動作采用比例閥及PLC自動控制，泥炮回轉(zhuǎn)全過程運行速度提升，一次性堵口的成功率從改造前約10%提高至目前的70%，極大地降低了鐵口泥套的維護量，延長了設(shè)備的使用壽命。

　　3) 采用多種監(jiān)控手段，諸如打泥壓力、回轉(zhuǎn)壓力等，便于直觀精確地掌握爐前設(shè)備的運行狀況及鐵口的工藝參數(shù)，更好的滿足不斷強化的生產(chǎn)要求。

　　4.2 缺陷

　　該系統(tǒng)也存在一些缺陷或不足，需在后續(xù)工作中改進。

　　1)比例閥的采用對油液清潔度提出了更高的要求，油液的維護難度加大。

　　2) 因引入遙控控制系統(tǒng)、PLC自動控制系統(tǒng)，若發(fā)生故障時，故障點數(shù)增多，可能涉及液壓、電氣自動化、無線技術(shù)等多個專業(yè)，對設(shè)備維護人員專業(yè)技術(shù)提出較高要求。

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