王巖1 ， 劉學(xué)軍2

（ 1.唐山惠唐新事業(yè)股份有限公司， 河北唐山063000； 2.唐山惠唐新事業(yè)股份有限公司， 河北唐山063000）

摘要：介紹唐鋼轉(zhuǎn)爐除塵灰壓球工藝流程，分析壓球自控系統(tǒng)，闡述系統(tǒng)存在的問(wèn)題及解決方案。

關(guān)鍵詞： 壓球工藝； 轉(zhuǎn)爐除塵灰； 冷固球團(tuán)

0 引言

由于唐鋼二鋼轉(zhuǎn)爐除塵進(jìn)行電除塵改造，產(chǎn)出物轉(zhuǎn)爐除塵灰中含有鐵元素、活性氧化鈣等資源，為處理產(chǎn)生的除塵灰，唐山惠唐新事業(yè)股份有限公司配套籌建了冷固球團(tuán)廠。該廠通過(guò)采用“ 消化- 混勻- 輪碾-壓球- 烘干” 的工藝，將除塵灰壓制成冷固球團(tuán)，作為轉(zhuǎn)爐造渣材料，返回?zé)掍撓到y(tǒng)，回收利用除塵灰中的鐵元素及其他有益成分。該工藝不僅降低了煉鋼鋼鐵料消耗、提高了煉鋼冶煉的經(jīng)濟(jì)效益，而且社會(huì)效益也越來(lái)越顯著。

1 工藝流程

整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)分為原料系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、輪碾系統(tǒng)、壓球系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)。各個(gè)系統(tǒng)工藝流程分別為：

（ 1 ） 轉(zhuǎn)爐干灰由吸排罐車通過(guò)氮?dú)廨斔凸艿琅胖猎蟼}(cāng)。倉(cāng)內(nèi)干灰經(jīng)雙軸加濕機(jī)內(nèi)加水后， 由輸送設(shè)備（ 鏈運(yùn)機(jī)、斗提機(jī)） 卸至消化倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行消化處理。

（ 2 ） 消化后的干灰經(jīng)輸送設(shè)備（ 鏈運(yùn)機(jī)、斗提機(jī)）卸至輪碾中間倉(cāng)。

（ 3 ） 在向輪碾機(jī)放料時(shí)， 在單螺旋輸送機(jī)的加料口隨流配入一定比例的粘結(jié)劑， 同時(shí)加入定量的水分，進(jìn)行碾壓充分混合，經(jīng)過(guò)輪碾充分混勻的物料由輸送設(shè)備（ 鏈運(yùn)機(jī)、斗提機(jī)） 卸至壓球中間倉(cāng)。

（ 4 ） 壓球中間倉(cāng)內(nèi)輪碾過(guò)后的物料通過(guò)喂料機(jī)送入高壓壓球機(jī)內(nèi)壓球。濕球經(jīng)輥棒篩篩分后，篩上濕球經(jīng)過(guò)皮帶機(jī)運(yùn)至烘干倉(cāng)內(nèi)烘干。篩下的碎料經(jīng)輸送設(shè)備返回壓球機(jī)中間倉(cāng)。

（ 5 ） 濕球靠自重在烘干倉(cāng)內(nèi)沿分料器床面移至倉(cāng)內(nèi)各烘干室；烘干后的球團(tuán)經(jīng)輥棒篩篩分后， 篩上成品球經(jīng)過(guò)溜槽裝汽車外運(yùn)；篩下的碎料經(jīng)輸送設(shè)備返回到輪碾中間倉(cāng)， 繼續(xù)參與壓球。

2 自控系統(tǒng)

2 .1 系統(tǒng)組成

壓球的自控系統(tǒng)采用德國(guó)S I E M E N S 的S 7 - 3 0 0系列P L C 。通過(guò)以太網(wǎng)與上位機(jī)通訊，通過(guò)P r o f i b u sD P 網(wǎng)與遠(yuǎn)程站通訊。該廠內(nèi)還有兩套S 7 - 2 0 0 系列P L C ， 一套是布袋除塵系統(tǒng)，一套是氣力輸灰系統(tǒng)，為了便于操作和管理，在調(diào)試階段將兩套系統(tǒng)作為分站納入D P 網(wǎng)絡(luò)，并在中控H M I 中集成相關(guān)畫面、數(shù)據(jù)、參數(shù)、歷史曲線及報(bào)警等。

2 .2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

壓球系統(tǒng)使用S I E M E N S 的S T E P 7 V 5 .5 編程軟件，H M I 在中控室內(nèi)，集成了布袋除塵及氣力輸灰，并在除塵配電室設(shè)有觸摸屏單獨(dú)監(jiān)視布袋除塵運(yùn)行參數(shù)及兩臺(tái)高壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)。壓球系統(tǒng)有現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)，H M I 手動(dòng)、H M I 自動(dòng)三種操作方式，通過(guò)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)操作箱上的轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)及H M I 操作方式的選擇，并通過(guò)畫面中的手自動(dòng)按鈕實(shí)現(xiàn)H M I 手動(dòng)及自動(dòng)的選擇。其中，現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操用于單機(jī)調(diào)試及自控系統(tǒng)故障時(shí)的應(yīng)急生產(chǎn)，沒(méi)有連鎖，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)操作箱轉(zhuǎn)換開關(guān)打到就地，通過(guò)各設(shè)備操作箱上的啟停按鈕啟停設(shè)備；H M I 手動(dòng)操作用于自動(dòng)調(diào)試初期通道測(cè)試，沒(méi)有連鎖，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)操作箱轉(zhuǎn)換開關(guān)到遠(yuǎn)程，H M I 選擇手動(dòng)后，通過(guò)各設(shè)備操作面板啟停設(shè)備；H M I 自動(dòng)操作用于正式生產(chǎn)，有連鎖，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)操作箱轉(zhuǎn)換開關(guān)到遠(yuǎn)程，H M I 選擇自動(dòng)后，通過(guò)H M I的系統(tǒng)啟停按流程啟停設(shè)備。

2 .3 開機(jī)順序

（ 1 ） 原料系統(tǒng): 消化倉(cāng)上料閥門打開→ 2 # 鏈板機(jī)啟動(dòng)→ 1 # 斗提機(jī)啟動(dòng)→ 1 # 鏈板機(jī)啟動(dòng)→ 原料雙軸攪拌機(jī)啟動(dòng)→ 單螺旋給料機(jī)啟動(dòng)→ 加濕機(jī)啟動(dòng)→ 星型卸料閥啟動(dòng)→ 加水調(diào)節(jié)閥打開。

（ 2 ） 消化系統(tǒng)： 輪碾機(jī)中間倉(cāng)上料閥打開→ 5 # 鏈板機(jī)啟動(dòng)→ 2 # 斗提機(jī)啟動(dòng)→ 1 1 # 鏈板機(jī)啟動(dòng)→ 雙軸攪拌機(jī)→ 3 # 鏈板機(jī)啟→ 消化倉(cāng)卸料閥啟動(dòng)。

（ 3 ） 輪碾系統(tǒng): 壓球機(jī)中間倉(cāng)上料閥門打開→ 7#鏈板機(jī)啟動(dòng)→ 3 # 斗提機(jī)啟動(dòng)→ 6 # 鏈板機(jī)啟動(dòng)→ 輪碾機(jī)啟動(dòng)→ 輪碾單螺旋給料機(jī)啟動(dòng)→ 輪碾機(jī)中間倉(cāng)卸料閥啟動(dòng)。

（ 4 ） 壓球系統(tǒng):9 # 鏈板機(jī)啟動(dòng)→ 8 # 鏈板機(jī)啟動(dòng)→ 1 #棍棒篩啟動(dòng)→ 1 # 皮帶機(jī)啟動(dòng)→ 壓球機(jī)啟動(dòng)→ 2# 皮帶機(jī)啟動(dòng)→ 單螺旋喂料機(jī)啟動(dòng)→ 壓球機(jī)單螺旋給料機(jī)啟動(dòng)→ 壓球機(jī)中間卸料閥啟動(dòng)。

（ 5 ） 烘干系統(tǒng): 1 0# 鏈板機(jī)啟動(dòng)→ 2# 棍棒篩啟動(dòng)→3 # 皮帶機(jī)啟動(dòng)→ 烘干倉(cāng)振動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)。

2.4 停機(jī)順序

停機(jī)順序與系統(tǒng)開機(jī)順序相反。

3 系統(tǒng)不足及解決方法

3 .1 原料加水部分

原料通過(guò)星型卸灰閥進(jìn)入加濕機(jī)，在加濕機(jī)內(nèi)進(jìn)行加水，設(shè)計(jì)加水量在7% 左右，實(shí)際加水量夏季4 % ~6 % ；冬季3 % ~ 4 % 。原料倉(cāng)有重量顯示，水進(jìn)入加濕機(jī)前有電磁流量計(jì)及調(diào)節(jié)閥。此處存在的問(wèn)題及其解決方法分別為：

（ 1 ） 由于用水量小，調(diào)節(jié)閥不能控制加入流量。設(shè)計(jì)加水范圍是0~ 1 5 t/h ，選擇的流量計(jì)及調(diào)節(jié)閥為D N 5 0 。實(shí)際使用時(shí)水流量在0 .5 ~ 1 .5 t/h 之間，崗位通過(guò)手動(dòng)閥控制水流量， 此時(shí)總控控制調(diào)節(jié)閥開度在7% 左右。設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮最大4 0 t/h 的物料量，由物料量計(jì)算得出最大用水流量為2.8 t/h 。按3 t/h 重新選型，管徑由原來(lái)的D N 5 0 改為了D N 25 。通過(guò)此次改造， 實(shí)現(xiàn)了中控通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度來(lái)控制水流量。當(dāng)水流量在0 .5 ~ 1 .5 t/h 之間時(shí)，調(diào)節(jié)閥開度在1 0 % ~ 5 0 % 。

（ 2） 不能實(shí)時(shí)提供加水量，導(dǎo)致加水沒(méi)有指導(dǎo)性。崗位通過(guò)調(diào)節(jié)閥及手閥控制水量， 根據(jù)原料倉(cāng)重量變化快慢來(lái)控制物料加水流量，物料輸送完畢后，通過(guò)原料倉(cāng)稱重顯示及流量計(jì)水量顯示來(lái)計(jì)算最終的加水量。此方法由于崗位變動(dòng)及下料波動(dòng)極易造成加水不穩(wěn)定。雖然加水量可以通過(guò)實(shí)時(shí)水量除以下料量計(jì)算得出，但是選用的稱重傳感器只顯示實(shí)時(shí)重量，沒(méi)有瞬時(shí)料量。因此，通過(guò)編程，做出模擬瞬時(shí)料量，并計(jì)算得出實(shí)時(shí)加水量。通過(guò)對(duì)比實(shí)時(shí)加水量數(shù)據(jù)和計(jì)算的加水量，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差在2% 左右，滿足使用要求。

3 .2 系統(tǒng)控制部分

壓球系統(tǒng)的控制在理想狀況下是全自動(dòng)的，在調(diào)試階段和生產(chǎn)初期是使用的全自動(dòng)控制， 但是隨著生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的摸索，發(fā)現(xiàn)由于整個(gè)流程被中間緩沖倉(cāng)分為了不同系統(tǒng)，根據(jù)生產(chǎn)情況， 中控不能第一時(shí)間處理分系統(tǒng)間放停料，并且分系統(tǒng)間的設(shè)備，停料時(shí)間不長(zhǎng)，不需全停設(shè)備，只需停止卸料閥即可，因此，全自動(dòng)不適合生產(chǎn)需求。根據(jù)出現(xiàn)的矛盾將一部分設(shè)備的操作改為現(xiàn)場(chǎng)就地直接啟停，如壓球機(jī)、喂料機(jī)、卸灰閥、輪碾機(jī)等，將另一部分設(shè)備的操作改為H M I 手動(dòng)啟停，H M I 自動(dòng)徹底不用。但是這種混合控制的操作導(dǎo)致設(shè)備間沒(méi)有聯(lián)鎖，出現(xiàn)過(guò)幾次壓料現(xiàn)象，造成了生產(chǎn)事故。因此根據(jù)生產(chǎn)需求，對(duì)控制程序進(jìn)行了修改，加入H M I 手動(dòng)聯(lián)鎖，即設(shè)備上位啟動(dòng)，并帶有聯(lián)鎖，對(duì)于個(gè)別需要崗位頻繁啟停的設(shè)備，如卸灰閥、卸料閥，通過(guò)P L C 控制現(xiàn)場(chǎng)啟停，其它設(shè)備與之形成聯(lián)鎖。通過(guò)改造， 滿足了設(shè)備間聯(lián)鎖的需要， 保證了安全生產(chǎn)。

通過(guò)這次改造并結(jié)合生產(chǎn)情況，在日后項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮：將純電氣的現(xiàn)場(chǎng)單機(jī)啟停改為P L C 控制的現(xiàn)場(chǎng)單機(jī)啟停；根據(jù)設(shè)備布置，分成若干區(qū)域設(shè)置遠(yuǎn)程站，通過(guò)D P 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制；設(shè)計(jì)編程時(shí)完成現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作、H M I 手動(dòng)操作、H M I 手動(dòng)聯(lián)鎖操作、H M I 自動(dòng)操作等控制方式。

4 結(jié)語(yǔ)

控制系統(tǒng)滿足了生產(chǎn)需求，在保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、改善操作條件、提高勞動(dòng)效率、增加生產(chǎn)效益以及維護(hù)安全生產(chǎn)等方面都起到了積極的作用。對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)后，達(dá)到了調(diào)整的目的，保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。