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高炉铁水液面管理系统

高炉铁水液面管理系统
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部分系统设备在宝钢现场实物图片

信通公司高炉铁水灌装控制管理系统在宝钢炼铁厂高炉应用实例

简介:

钢铁冶炼生产中,高炉铁水需要灌装在铁水罐车中运输到下道工序。在高炉铁水灌装工序中,铁水罐车在铁水灌装点的定位和铁水灌装过程中已入罐铁水的液位、重量、铁水罐使用次数等管理控制,对于高炉铁水灌装工序的质量控制、生产效率和生产安全性有着非常重要的作用。

高炉生产现场高温、多尘工况条件较差,以至于高炉炉前自动化一直是个难以解决的问题。长期以来,国内外高炉铁水灌装工序的铁水灌装过程液面控制大都采用轨道秤量技术,通过秤重方法来间接控制铁水灌罐内的铁水液面。通过秤重控制铁水灌装液面的方法在实际使用中,由于秤量精度、罐车皮重等问题造成液面换算准确性差。轨道秤量技术同时存在设备投资大、维护成本高和生产管理难度大的缺陷。因此,近年来发展了微波雷达铁水液面探测技术,由于铁水灌罐在长期使用中罐内容积变化很大,所以微波雷达铁水液面探测技术现在仅能用于铁水灌装液面监测,而不能用于铁水灌装量的控制。鉴于此,现在宝钢的4号高炉铁水灌装工序同时并立采用了轨道秤量和微波探测二种测量技术,进行铁水灌装工艺控制,因此设备投资更大,但由于上述问题没有很好得到解决,控制效果同样不能尽如人意。

2003年上海信通机电工程有限公司和宝钢股份公司共同合作,进行了高炉铁水灌装工艺控制的设备和系统研发工作。在双方的共同努力下,研发工作取得了突破性的成果,并申请了200510028317.7和200610023410.3两项自主知识产权的发明专利。由上海信通机电工程有限公司生产制造的设备和系统,于2005年7月在宝钢股份宝钢分公司一号高炉投入使用,经过一年的生产实际使用证明,新设备和系统功能完备、检测准确、性能稳定,其功能和技术领先于国内、外同类装置,为宝钢高炉铁水灌装系统控制管理提供了可靠、高效的手段。

一. 宝钢分公司一号高炉铁水灌装管理控制系统的系统构成

高炉铁水液面管理系统主要有微波铁水液面探测控制子系统、铁水罐车定位检测与车号自动录入子系统、铁水灌装液面/重量计算控制子系统以及数据采集、统计、分析子系统等部分组成。系统主要装置构成如下图所示:

系统主要功能及控制流程如下图所示:

1 微波铁水液面探测装置

在高炉每一个铁水灌装线上方装有一个微波铁水液面探测装置,微波铁水液面探测装置采用特殊技术设计的密封冷却系统,具有防尘,阻断高温辐射、传导、对流,内部冷却等功能,确保装置在高温、多尘的环境中工作可靠。微波探测采用 26GHz高频微波部件,微波装置的发射角度为8°,并配有抗杂波、铁水、铁流柱等干扰专有技术设计的滤波稳定程序。通过系统处理后的实时铁水液面、铁水重量等参数在现场控制显示装置上用大字体LED进行显示。现场控制显示装置上还配有声光报警装置,用于用户各种需要情况下的报警提醒。微波铁水液面探测控制子系统的信号和数据,通过Profibus网络与铁水灌装液面/重量计算控制子系统以及数据采集、统计、分析子系统进行信号交互以达到控制目的。

2 铁水罐车定位检测与车号自动录入装置

铁水罐车在铁水灌装点的停车位置是否准确,关系到铁水灌装工作的安全,如果铁水灌装点没有车或停车位置不准确将会造成铁水外泄的严重事故。本系统中的非接触式铁水罐车定位检测装置,可以确保铁水罐车在铁水灌装点的停车位置准确,并可以根据铁水灌装工艺要求在一定的允许范围内进行模糊检测,这样可以在工艺允许范围内使铁水罐车的对位难度降低,在确保可靠的前提下提高工作效率。在系统控制中铁水罐车定位检测装置与铁水灌装系统进行连锁,确保铁水灌装点没有车或停车位置不准确时,系统产生报警并不能进行铁水灌装。

本系统中的非接触式铁水罐车车号自动录入装置,可以对铁水罐的使用次数进行实时监测、统计、分析、管理。进入系统的数据除了供本铁水灌装液面管理系统作运算使用外,还可供各数据需用部门实时共享。

通过系统处理后铁水灌装线上有车、没车或停车位置等实时车辆情况,以及罐车车号等参数,在现场控制显示装置上用LED点阵大字体汉字进行显示。现场控制显示装置上还配有声光报警装置,用于用户各种需要情况下的报警提醒。铁水罐车定位检测与车号自动录入子系统的信号和数据,通过Profibus网络与铁水灌装液面/重量计算控制子系统以及数据采集、统计、分析子系统进行信号交互以达到控制目的。

鱼雷罐车定位检测与车号自动录入装置主要由四部分构成:

3 铁水灌装计算控制、数据采集、统计、分析系统

数据采集、统计、分析子系统主要是收集来自于客户、铁水灌装控制系统、高炉生产现场等各方面的信息,将收集到的信息进行统计、分析形成各类数据库,为铁水灌装液面控制管理系统的运算控制提供参数,以及供其它数据需用部门调用。

二 装置系统特点

1.采用微波雷达进行铁水罐车铁水罐液面探测。

2.采用非接触装置进行铁水罐车车号实时采集和停止位置检测。

3.数学模型进行铁水液面/铁水重量间换算。

4.铁水灌装量根据下道工序用户要求进行自动控制。

5.铁水罐车入线、出线、定位状态可与灌装控制系统连锁。

6.铁水罐车使用次数、铁口批次出铁量等数据自动收集、统计。

7.根据用户特点自动生成各类生产报表。

8.设备投资少、维护费用低、系统集成先进、自动化程度高。

本铁水灌装液面控制管理系统是在对当前国内、外先进的高炉铁水灌装工艺进行了充分调查研究的基础上,利用当前先进成熟科学技术进行研发的新技术。它的显著特点是采用了少量而必须的先进硬件设备再结合专门研发的专家程序所构成,整套系统设备投资少、维护费用低、系统集成先进、自动化程度高、使用效果好,并且为用户留有根据各自特点进行再开发优化的余地。本铁水灌装液面控制管理系统与以往的国内、外同类技术进行比较,可以在大大降低投入成本的基础上,取得更好的使用效果。为企业降本增效,提高企业竞争力,提供了一套先进的解决方案。

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