氧枪系统

转炉炼钢： 一、转炉炼钢工艺概述：转炉一炉钢的基本冶炼过程。顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成： （1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理； （2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）； （3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减弱）； （4）3～5min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12min后火焰微弱，停吹）； （5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢； （6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。 转炉（converter） 从上面六个步骤可以看出，转炉吹炼从过过程控制的角度看，氧气转炉的冶炼过程是一中周期操作的、多机组和众多设备相互协调作用的典型的批量过程。 转炉炼钢的的主要工艺简介如下：（具体的控制及其操作将分别介绍） （1） 转炉本体 （2） 氧枪传动 （3） 顶吹和溅渣护炉 （4） 底吹 （5） 熔剂加料的入炉控制 （6） 合金加料的入炉控制 （7） 转炉煤气的冷却和净化 二、氧枪系统： 1、氧枪的主要工艺过程： 氧枪传动的主要控制过程风为两中情况：吹炼、溅渣护炉。根据工艺的要求，在吹炼的手动/自动控制过程中，氧枪的速度与氧枪的位置有关，见如下示意图 （相对高度：单位M） 吹02时 吹N2时 上极限点A 上极限点B 换枪打渣点（+15.14） 氮封口下点（+13.4） 待吹点（+8.4） 开闭氧点 开闭氮点 吹氧点 吹氮点 最底点（数码清零接近开关） 下极限（机械限位） 慢速（10米/分） 快速（40米/分） 在吹炼结束后，对氧枪进行刮渣作业，并返回待吹点。 2、主要工艺装置和设备： （1）氧枪横移小车 转炉氧枪传动设备采用“双车双抢”形式。每座转炉配备两台横移小车，横移小车由行走装置驱动定距移动3米，达到吹炼强与备用枪的迅速更换。横移电机的数量为两台，分别装在两台小车上，正反转移动，由带有过热保护的接触器切换的MCC控制。电机型号参数为： a、 功率1.4KW b、 转速1500rpm c、 电压AC380V （2）锁定装置电机，其带有锁紧、松开两限位。 a、电机2.2KW AC380V （3）氧枪升降装置每一座转炉有两支氧枪，每支氧枪都有各自独立的升降系统。为保证氧枪升降安全可靠，每一支氧枪配有两根提升钢丝绳。且钢丝绳安全系数大，在轨道上的上下极限位置设有缓冲器，在提升钢丝绳的末端设有张力传感器，当钢丝绳松弛或超载时，钢丝绳张力显示在主操作室的WINCC画面上，并发出信号与电机连锁，停止氧枪升降，可靠的保护钢丝绳及其设备。氧枪升降装置的主要技术参数如下： a、提升速度：快速40米/分，慢速10米/分 b、电动机N=63.5KW，n=560rpm，S3工作制，FC=30%AC380V c、测速发电机：型号ZYS-100A（与电机同轴） d、脉冲编码器：（通过机械变比安装，原来还有主令控制器，已经拆除） （4）氧枪升降制动器 氧枪升降制动器数量为两个。型号为？？？ （5）电机传动装置 1#、2#转炉氧枪交流传动装置采用西门子公司的全数字交流调速装置，型号为：变频器 6SE7032-1EG60 110KW 3#转炉氧枪交流传动装置采用ABB公司的交流调速装置，其型号为：变频器ACS800-04-0260-3+P901+D150 （6）主操作台 a、氧枪操作手柄 b、氧枪方式选择开关 c、急停按钮 d、氧枪高度显示（数码显示） e、氧枪位置显示（指示灯）换枪打渣点、氮封口下点、待吹点等八个位置 f、还设有紧急状况下的“紧急关氧、关水”及“紧急提枪”按钮 （7）机旁操作台 机旁操作台可进行氧枪横移和氧枪的功能机旁手动操作，主要包括： a、氧枪横移小车左移、右移、停止按钮 b、锁定装置松开、锁紧按钮 c、横移小车琐定装置琐定、松开到位指示 d、横移小车联动/单动转换及其指示 e、横移小车两接近开关限位指示 f、横移小车移动极限位指示 g、氧枪提升、下降、停止按钮 h、氧枪机旁/主控室操作选择转换及机旁手动指示 i、还设有机旁备用位置换枪选择转换开关 3、氧枪的控制与连锁 （1）控制 氧枪采用两套交流变频调速装置，并由传动装置对卷扬电机实施供电和控制。氧枪卷扬在工作中，一台工作，一台备用。每套装置分别驱动两台卷扬。氧枪卷扬控制分别为PLC控制。为保证氧枪安全运行和工艺要求，氧枪操作必须与抱闸、仪控、氧枪状态及其他设备的控制进行连锁。氧枪由PLC控制。 A、氧枪抱闸控制：氧枪抱闸由PLC控制。抱闸供电为有后备电源的两路电源，电源切换自动完成。并采用失电抱闸控制方式。（后备电源及事故电源） a、正常吹炼氧枪的自动、手动操作，机旁检修、换枪操作中抱闸由PLC控制 b、抱闸打开：提升时，氧枪启动命令发出后，抱闸维持抱紧状态。在氧枪电机建立了一定的力矩的情况下，PLC控制抱闸打开，氧枪开始提升。下降时，氧枪启动命令发出后，抱闸立即打开，氧枪开始下降。（1#、2#转炉氧枪变频器有上升力矩与下降力矩；3#炉氧枪变频器由于氧枪的升降都是正力矩，所以氧枪下降是靠设备克服变频器产生的力矩下降） c、抱闸关闭：氧枪停止命令发出后，抱闸维持松开状态。在氧枪电机速度小于设定速度的情况下，抱闸立即关闭。 d、现场若发生紧急情况，可启动急停按钮。氧枪在待吹点以上时抱闸立即抱紧。氧枪在待吹点以下时，抱闸维持松开状态，待氧枪到达待吹点时，PLC立即发出抱闸抱紧命令，抱闸立即无条件抱紧。 B、氧枪横移小车控制 氧枪横移小车操作在氧枪平台的机旁操作台，采用远程PLC控制，操作方式分为机旁操作和HIM操作（WINCC画面操作）。氧枪横移小车由两台独立的小车组成，正常工作时两台独立的小车通过机械耦合在一起整体移动。但根据工艺要求，也可以在现场将小车机械耦合解除，让两台小车单独移动。 a、整体移动；氧枪的位置在换枪打渣点以上时，将氧枪横移的两个小车全部上电。在松开小车锁紧装置后，即可操作小车左右行走，小车停止运行由机旁操作。在行走过程中小车碰到工作限位或备用被限位时，小车自动停车。且只能反向操作（每台小车的限位有两个，整体运行时，一台小车碰到工作限位时，另外一台小车应处于备用限位）。在小车到达工作限位，并经位置确认后，锁紧装置锁紧，氧枪升降操作才能操作。小车在运行过程中，两台小车的电机同时驱动，若出现电机过热，则同时封锁另外一台电机，小车停止，必须经过复位后，才能进行行走操作。 b、单独移动：氧枪的位置在换枪打渣点以上时，将需要单独移动的小车上电。在松开小车锁紧装置后，即可操作小车左右行走，小车停止运行由机旁操作。在行走过程中小车碰击工作、备用限位时，小车自动停车，且只能反向操作。在小车到达工作位，并经过确认后，锁紧装置锁紧，氧枪升降操作才能操作。小车运行过程中，若出现电机过热，则封锁电机，小车停止，必须复位后，才可以进行行走操作。 C、刮渣器 刮渣器动作由PLC 自动完成，刮渣器由两个气缸组成，每个气缸由两个电磁阀驱动，刮渣器作业时（原来有张开、闭合限位开关，但由于工作环境的原因，限位开关已取消），每个气缸同时动作。刮渣器控制为PLC顺序控制，且在每次吹炼结束后由PLC自动操作。顺序控制如下： a、吹炼结束后，氧枪提升。 b、氧枪提升到一定高度多高？？，操作工在HIM上操作闭合刮渣器进行刮渣作业。 c、当氧枪提升到一定高度时，刮渣器打开，停止刮渣作业。 d、停止刮渣作业后，刮渣器打开，操作人员一般将氧枪降于待吹点，等待进行下一炉吹炼作业。 e、在刮渣过程中氧枪钢丝绳张力超过3.5T，氧枪升降封锁，停止刮渣。 4、氧枪升降联锁及条件 A、氧枪升降装置自身与设备之间的联锁、氧枪升降与其他系统的联锁有： a、氧枪在换枪打渣点以上，移动小车才能横移。 b、横移小车到位锁定到位后，氧枪才能下降。 c、锁定装置松开到位后，横移小车才能横移。 d、刮渣器打开后，氧枪才能下降。 e、吹炼完毕后氧枪提升到一定高度后，刮渣器才能闭合进行刮渣作业，当氧枪升到一定高度时，刮渣作业停止。 B、氧枪升降必备条件如下： a、转炉在垂直位置（允许偏差±3度），氧枪才能下降。 b、转炉一次除尘风机运行后，氧枪才能进行吹炼。 c、氧枪高压水阀打开后。 d、氧枪冷却水入口压力＞0.5Mpa、温度＜50℃，氧枪才能进行吹炼作业。 e、自动吹炼下枪时，氧枪必须停止于待吹点。 f、手动升降氧枪时，氧枪操作手柄的位置必须回“零”，回“零”以后的操作才能起作用。 g、氧枪在吹炼过程中有下述情况时，氧枪自动提升： g.1氧气、氮气≤0.5Mpa g.2氧枪冷却水入口压力≤0.5Mpa g.3冷却水出口温度≥50℃ g.4进出水流量差≥20t/h g.5转炉一次除尘风机正常 C、另外，在换枪打渣点上面有两个极限开关（上极限A、上极限B），在最低点下面装有一个机械限位，作为氧枪过极限的进一步安全保护。还有在最低点设有接近开关，作为校准氧枪编码器的记数误差。 D、氧枪在如下位置脉冲编码器的接点动作与其他设备连锁 a、换枪打渣点 b、氮封口下点 c、待吹点 d、开闭氧点 e、开闭氮点 f、吹氧点 g、吹氮点 h、最低点 5、氧枪冷却水系统 （1）主要工艺过程： 氧强冷却水是氧枪设备的保障系统，其主要操作是跟随氧枪的选择开启或者关闭相应的氧枪冷却水切断阀。 （2）主要工艺装置和设备 氧枪：两支，东枪和西枪，互为备用。 氧枪冷却水切断阀：两个，东西枪各一个。 （3）氧枪冷却水操作方式 氧枪冷却水系统无全局性操作方式，以下所指均为回路或单体设备的操作方式。 远程手动方式：操作人员通过HIM直接操作现场设备。还有自动方式，氧枪一到在用位时，氧枪冷却水的快速切断阀自动打开。 （4）氧枪冷却水的控制与连锁 A、氧枪冷却水仪回路说明 a、氧枪冷却水进水压力指示、记录、低一值报警、低二值（低于0.5MPa）报警并连锁自动提升氧枪。低二值也作为禁止氧枪下降的条件。 b、氧枪冷却水进水流量指示、低一值报警、低二值报警连锁。 C、氧枪冷却水回水流量指示、低一值报警、低二值报警连锁。 d、氧枪冷却水进回水流量差计算、指示、高一值报警、高二值（20T/H）报警并连锁自动提升氧枪。 e、氧枪冷却水进水温度指示、高一值（高于50度）报警，并连锁禁止氧枪下降；并连锁自动提升氧枪 f、氧枪冷却水进回水温度差指示、高一值报警、高二值连锁。 g、氧枪冷却水切断阀开关状态指示、连锁。 B、氧枪冷却水的连锁说明 a、氧枪冷却水跟随氧枪的选择开启或者关闭相应的氧枪冷却水切断阀。 （5）氧枪冷却水控制模块 5.1氧枪冷却水系统向吹炼条件模块提供“允许吹炼”信号： 5.1.0氧枪冷却水进水压力指示高于低一值 5.1.1氧枪冷却水进水流量高于低一值 5.1.2氧枪冷却水进回水流量差为0 5.1.3氧枪冷却水进水温度低于高一值 5.1.4被选氧枪的冷却水切断阀在开状态 5.2氧枪冷却水系统向紧急停止吹炼条件模块提供“紧急停吹”信号： 5.2.0氧枪冷却水进水压力指示低于低二值 5.2.1氧枪冷却水进水流量低于低二值 5.2.2氧枪冷却水进水和被选氧枪回水流量差高于高一值 5.2.3氧枪冷却水进水温度低于高一值 5.2.4被选氧枪回水和氧枪冷却水进水温度差高于高二值