2012年,集團公司決定在2013年先后對1、2號高爐實行優化升級改造。此次改造最大的任務之一,就是高爐生產穩定性技術的開發與應用。多年來,檢修工程部煉鐵技術室負責酒鋼所有煉鐵高爐自動化控制系統的點檢維護,所以此項工作也就落在了他們的肩上。
煉鐵廠接到任務后,積極和檢修工程部聯系,主要目的就是要讓酒鋼自己的人對高爐控制系統進行設計。一方面可以省下一大筆外委費用;另一方面酒鋼相關技術人員對爐子較為熟悉,清楚程序邏輯思維更有利于高爐投產后的點檢維護,同時也鍛煉了酒鋼自己的編程隊伍。
2012年12月,檢修工程部煉鐵工作室拿到高爐優化改造的圖紙后,成立了高爐自動化編程項目組。在接下來的3個多月里,項目組成員相互學習、相互支持,通過不斷探索順利完成了集團公司交給的任務。
自動化保證設備穩定性
自動化設備的穩定運行是高爐生產順行的關鍵,特別是網絡問題,如果沒有有效的檢測手段,出現問題后解決過程較長,勢必造成高爐長時間休風。為此,必須采取一些容錯手段,以保證高爐的連續穩定運行。
1、2號高爐優化升級,控制系統采用最新的羅克韋爾公司PLC,實現無料鐘高壓爐頂全過程控制。該系統包括了容錯光纖環網、ControlNet控制網、冗余操作站、高可靠大容量熱備冗余控制器等。
高爐卷揚的控制需要知道料車的行走位置。位置檢測是卷揚控制的基礎,位置檢測的可靠性、準確性關系到卷揚控制的可靠性、精度與速度。為此,技術人員采用兩套位置檢測設備,實現冗余檢測。在控制上通過軟件判斷選擇正確的測量信號,還通過時間判斷設備運行狀況,達到控制上的容錯。爐頂壓力是高爐控制的重要參數,他們采用了4套壓力變送器,在軟件上通過判斷開路、短路狀況,選取可靠的檢測信號作為頂壓控制的檢測值,防止檢測信號異常時對爐內壓力造成大的波動。
技術人員通過對高爐各控制系統診斷分析,將設備的連鎖控制關系顯示在畫面上,這樣一旦系統出現問題,操作人員就可以通過這個系統初步判斷故障所在,進而聯系相關設備維護人員快速處理故障,大大減少故障處理時間,最終達到工藝設備控制原理、動作條件的可視化。同時通過對控制系統連鎖關系梳理,可以發現不合理或者不能滿足工藝要求的連鎖條件,從而完善各系統的連鎖控制,提高整個自動化系統維護人員工作效率。
自動化提升高爐生產效率
高爐自動化水平決定了高爐生產效率,充分總結高爐操作技能,利用現代控制技術是提高高爐自動化水平的重要途徑。
高爐上料系統是高爐控制系統最重要的一環,及時準確的配料、上料是保證高爐產量和產品質量的前提。技術人員根據1、2號高爐設備狀況設計的上料系統,可遵守配料規則自動選擇料倉、料重自動備料,根據集中稱量斗的稱量值對各種不同的礦種進行自動稱量補償,并進行物料跟蹤,顯示批次、車次、振動篩及給料機狀態、料車位置、各皮帶狀態、附加焦狀態、稱量斗的空/滿信號和閘門狀態等,大大提升了配料工作效率。
爐頂布料是影響高爐爐況的另一個重要因素。爐頂三個角度的控制是整個爐頂設備的控制核心。技術人員建立了數學模型,精確控制溜槽的傾動角度、旋轉角度、料流閥開度,爐頂布料達到工藝布料曲線的要求。根據爐頂料單設定實現環形布料、扇形布料、定點布料等多種布料,從而確保爐況穩定。
混合配料是此次高爐改造的難點之一。1、2號高爐礦槽設有4個集中稱量斗,采用集中式稱量,集中稱量方式不能同時對多個不同料種進行稱量。在高爐升級改造時未計劃對礦槽備料設備和稱量方式進行改造,所以礦槽備料系統不能滿足高爐每車次混合配料,從而影響工作效率和高爐爐況。為了實現混合配料的要求,技術人員在正常配料料單里引入了子料單—混合配料料單方式,對混合配料料單進行分段計量,實現了混合配料自動化控制。
兩座高爐優化升級改造投產,自動化控制程序安全平穩高效運行,經過生產檢驗,各控制系統均符合冶煉工藝和設備要求。
據檢修工程部測算,該項目的直接經濟效益體現在節約的外委費用上。按照目前編程設計費收費標準,約為280萬元;計算機控制系統的投入,提高了1%的高爐生產效率,噸鐵效益按100元計算,1、2號高爐年合計效益約200萬元。
檢修工程部相關技術人員認為,集團公司自從7號高爐及配套工程投產以來,一直沒有在煉鐵系統新上項目,2008年以后畢業的大學生長期在現場做維護檢修工作,沒有機會參與一個大項目從設計、編程、施工、調試全方位的鍛煉。在此次高爐升級改造過程中,老職工將自控專業編程、調試的豐富經驗通過實踐傳授給年輕人,使他們的技術精髓得到很好的傳承。