转炉副枪说明new.doc

京唐运行事业部转炉班副枪系统一、 工艺描述采用副枪可以在不间断吹炼或倾转转炉的情况下得到转炉熔池的相关信息。由于是在炼钢过程进行中得到的熔池分析，所以这对炼钢操作是一个重要的提高。这样，可通过转炉计算机计算需要补吹的氧量和需要加入的冷却剂量。调整系统参数来达到目标碳含量和温度而无需后吹。炼钢厂副枪系统的主要优点如下： 缩短冶炼周期 减少铁水消耗 增加废钢用量 减少耗氧量 减少熔剂消耗 减少炉衬磨损 大幅度节能 提高工作条件 提高炼钢灵活性易于后续浇注副枪系统有四种操作方式：事故（备用电源操作）方式；就地方式；手动方式；自动方式；事故方式：事故状态下的操作是在A盘上完成的，这时利用备用蓄电池电源将副枪从转炉中提升到适当的位置（点动方式）。就地方式：B、C两操作台均为就地控制，这种操作不受正常生产时的联锁限制，它只是当正常操作不能进行时或检查维修时使用。手动方式：手动操作主要在B台上进行，但某些特定的操作在C、D台上也可进行。手动操作受某些联锁的限制，以防止误操作。自动方式：副枪操作划分成三个主自动工作周期和二个辅助工作周期。它们在固定程序控制下，自动完成各自一系列的操作。这五种自动周期由操作员在HMI操作站画面上或在A台上启动，或由维护人员在B台上启动。副枪三个主自动工作周期、二个辅助工作周期在固定的程序控制下，自动完成各自一系列的操作。每一自动工作周期开始前，各种初始条件必须得到满足。每一自动工作周期开始后，其第一个操作的正确结束是后一操作进行的条件，依次进行下去，直至完成该周期。否则会发生超时报警，提请人工干预。各操作完成情况的检测，使用了大量的过程检测元件副枪系统包括副枪升降、旋转系统，探头自动装卸系统，密封帽、刮渣器系统，DIRC副枪数据分析系统以及与之配套的电气仪表控制等系统；设计的转炉炼钢计算机控制系统包括从铁水倒罐到转炉出钢过程炼钢工序的全过程跟踪控制。在副枪使用过程中，副枪设备从加热的探头存放箱中取出选定探头，自动连接到副枪的顶端并旋转到转炉上方。打开烟罩上一专用入口，将探头降低入熔池中。根据所用探头的类型，可在不中断吹炼或不倒炉的状态下，去获得转炉熔池的各种所需要的信息，例如：温度、碳含量、氧含量、熔池高度及熔池内液体的各种化学成分。依靠副枪测量来调节吹氧量和转炉熔剂添加量，借助转炉计算机动态控制模型对吹炼所需要的氧量和冷却剂的添加量进行反复计算，调整系统的各种参数，以命中碳、温度的目标值，避免后吹，使快速出钢得以实现。设计制造的副枪为旋转测量方式，副枪枪体采用水冷却系统。主要由副枪本体设备的旋转装置、升降装置、副枪本体的冷却水和压缩空气以及氮气供给装置、副枪探头的装卸装置、副枪的密封帽及刮渣器装置、DIRC副枪数据分析系统组成。二、 设备描述副枪主要完成三个主要动作：副枪的升降、副枪的旋转、探头的自动装卸。副枪操作的三个主工作周期：联接周期：将探头与副枪连接好测量周期：进行一次测量复位周期：副枪复位一次，回到可以联接探头的起始位置副枪操作的二个辅助工作周期（主要用于维护）移到测量位置移动到维护/联接位置三个主自动工作周期说明如图所示启动摆动臂N2吹扫夹持探头选仓启动联接周期探头供应运输链将探头送至摆动臂摆动臂竖起90导向锥合拢副枪低速下降探头连接完毕导向锥打开夹持器打开副枪中速提升至可旋转的高度摆动臂摆向水平位联接周期结束1）联接周期2）测量周期启动测量周期副枪从联接位旋转至测量位副枪下降至设定值高度副枪密封帽打开副枪下降至测量高度停止测量提枪至设定值高度刮渣提枪副枪密封帽关闭提枪至可旋转高度旋转至联接位下枪脱卸探头提枪至联接周期起始高度3）复位周期该工作周期启动后，副枪将回到联接周期的起始点，除了事故停止和工作故障外，该自动工作周期无特殊的停止条件。副枪探头1、测量条件1）吹炼过程的测量计时。在下列两种情况之间兼顾的方案是：测量点越接近吹炼终点，测得的熔池T、C越精确。要留有足够的时间进行修正，如加冷却剂，经验证明，当测量点在吹炼结束前2分钟时，效果较好。2）插入深度合适的插入深度是获得最有代表性的结果，因为在熔池的上部存在着T、C不均匀现象。3）熔池的均匀性在吹炼过程的测量期间，熔池必须均匀，即达到所有废钢熔化，温度必须大于1500。熔池液面大体稳定使之与所预测的熔池液的高度相等。2、副枪探头在热电偶的基础上，副枪探头有下列几种：TSC用于吹炼过程测定，有测温/取样/定碳功能。TSO用于吹炼结束测定，有测温/取样/定氧功能。3、系统参数循环周期：120秒副枪冷却水：设计流量：60m3/h 使用流量：48m3/h压力：1.2MPa温度：（进/出）40/55副枪冷却水软管通径：DN80报数：2（进回水各一根）副枪探头吹扫仪表氮气流量：3.5Nm3/h压力：0.6Mpa副枪孔口吹扫氮气流量：3.6N m3/h压力：0.3MPa副枪烟罩上氮封孔氮气峰值流量：1000N m3/h平均流量：60Nm3/h压力：0.4MPa副枪枪体通氮橡胶管直径：DN20 4、副枪探头说明系统设计使用的副枪复合探头为国内外通用规格产品，与目前国内钢厂使用同类副枪探头。1、副枪复合探头功能简介在转炉副枪上使用的复合探头主要有两种，即SLS-TSC（测温、取样、定碳）探头和SLS-TSO（测温、取样、定氧）探头。SLS-TSC探头在吹炼终点前2分钟左右时，用装有SLS-TSC探头的副枪插入溶池内，迅速测出溶池温度和钢液凝固温度，并取出钢样（送化验室分析），将数据送入过程计算机，通过凝固温度和碳含量的关系求出碳含量，及时修正吹炼静态模型，实现动态控制，提高转炉炼钢的命中率。SLS-TSO探头在吹炼终点时插入溶池内，测出终点钢液温度和氧活度，通过碳氧平衡关系可精确计算出碳含量，这样可让操作工及时作出快速出钢决定，同时可提前计算出炉后加脱氧剂的数量。SLS-TSO探头在测量结束后通过钢液/渣的界面时，钢液温度和氧活度产生跃变，利用此时的差值能快速计算出溶池钢液位。2.3.6.6.2技术规格SLS-TSC探头a.探头用偶丝测温范围：14501750S分度（Pt10%Rh/Pt）电性能符合GB/T180342000 0.1mm精度:在Pd点1554.8为0+3b.定碳用偶丝测温范围：13501550S分度（Pt10%Rh/Pt）电性能符合GB/T180342000 0.1mm精度:在Pd点1554.8为0.5c.试样：用铝脱氧剂双厚度603212/4mmd.外型尺寸（mm）探头总长 2000010（L）探头外径 801（D）探头内径 550.50.3（d）SLS-TSO探头a.探头用偶丝测温范围：14501750S分度（Pt10%Rh/Pt）电性能符合GB/T180342000 0.1mm精度:在Pd点1554.8为0+3b.氧活度测量范围 501000ppmc.试样：用铝脱氧剂双厚度603212/4mmd.外型尺寸（mm）探头总长 2000010（L）探头外径 801（D）a. 探头内径 550.50.3（d）由仪表判断测量成功的次数2.3.6.6.3测成率计算方法：测成率= 100%测量总次数SLS-TSC探头：钢液温度96%；定碳96%SLS-TSO探头：钢液温度96%；定氧92%SLS-T探头：钢液温度96%注：以上测成率参数应排除故障影响的因素5、DIRC-5信号处理器副枪下降到转炉上之后且探头在所需的位置上的时候，DIRC信号处理器将处理来自探头的测量信号。DIRC将采用以下单位显示测量信号：熔池温度C凝固温度C氧气含量自由氧含量mV (应转换为 ppm)停吹后浸入钢水深度cm在室温= 30，包括模拟输入，冷端补偿，线性计算在内的DIRC-5的总精度：熔池温度 0.2 ；凝固温度 0.2 ；氧气 0.3 mV；浸入深度 3 cm （包括提升位置精度）。测量值将通过通讯线路传至PLC。需使用特殊补偿电缆将探头热电偶和DIRC连接在一起。操作箱 A操作台A操作台安装在转炉中央操作室，该盘由操作员对副枪进行全面控制。在操作台上还安装有HMI操作站，HMI操作站上有关副枪的各种画面均可由操作员用鼠标或键盘进行选择和对设备进行画面操作。主画面上显示各种测量数据，提供各种操作选择和输入各设定值。HMI操作站除主画面外还提供有测量条件、报警、历史记录、仪表测试、冷却水、氮气等子画面。A台上可以实现二种操作方式：副枪事故提升自动（操作员启动各工作周期）HMI主画面提供如下操作和数据显示：操作模式的选择操作台的选择探头类型选择副枪插入深度的设定各工作周期的启动与停止测定结果显示（熔池温度、结晶温度、碳含量、氧含量、液面高度）供给副枪系统的冷却水、氮气量在A台上设有事故提升按钮，当事故提枪时，其他的一切动作将被中止。当供电电源发生停电事故时，操作员将副枪提升电动机的电枢回路接到有备用电池的110VDC整流电源上，而将电动机的的励磁回路接到220VDC有备用蓄电池的整流电源上，这时副枪则以低速提升到上极限停止。当PLC或提升操作发生故障并且副枪正在炉内时，利用该按钮也可使副枪提升出转炉。B操作台：该台安装在探头自动装卸装置旁，用于该装置的维护和检查以及更换副枪枪体内补偿电缆、把持器、插接件，该盘被选中后，副枪各种动作通过按钮一步一步执行。该台设置数码显示器通过按钮数据信息+或-来实现显示各种数据：熔池温度结晶温度氧活度插入深度副枪设定高度副枪实际高度副枪升降速度C操作台该盘设在卷扬旋转平台上，用于副枪升降及旋转装置的维护和检查以及更换。D操作台该盘设在操作平台炉旁或炉后操作台，使枪头能降到转炉操作平台，以便及时检查或更换副枪插接件、把持器、去除粘接在把持器上的残钢。E操作台冷却水阀门仪表旁，用于检查和维护水阀和仪表等。6、网络结构和硬件配置1网络结构三、 程序描述副枪的各个运行循环副枪可进行许多自动循环，即以固定顺序的几个动作。在一个循环可开始之前，需满足一系列条件。一些启动循环需要的条件（起始条件），一些是运行过程中一直需要满足的条件（运行条件）。只要一个运行条件不满足，自动循环将中断。 我们将描述这些条件，并绘图说明所有单个步骤。图表中的方框代表特定动作发生的步骤，单线代表转换。一个转换实际上就是一个使某个循环从一步到下一步进行必须满足的条件。在这些图表中，可以看到一些平行的分支。一些分支为双线也有的为单线。双线表示“和分支”（同时分支），即同时激活几个分支。单线表示“或分支”（选择分支），即取决于条件的真假，接下来的分支只有一个被激活。1、连接循环连接循环的运行条件为： 无急停激活 无连接循环报警 连接循环的开始条件为： 无预防报警 无自动循环运行 绞车平台在连接位置 连接时副枪高度合适 仪表空气压力良好 倾斜臂在水平位置 选中一个存储室 所有存储室不为空 倾斜臂上无探头 没有检测到探头 导向锥打开 探头夹钳打开 DIRC良好 “预防报警”为一个综合信号，包括常规连锁和副枪系统关键部件功能的监测，例如： I/O掉电 仪表空气出现问题 没有选中正常工作 脉冲发生器产生故障 倾动传动发生问题 提升传动发生问题 过载 向上过行程 向下过行程 APC中向下过行程 连接循环过程中发生的任何预防报警将会导致连接循环定序器的暂停和循环的终止。 如果其中一个运行条件不满足或启动复位循环，连接循环也会中断。 连接循环的流程图见图NR 描述 点号S11倾斜臂到水平位置 M60.6T11倾斜臂水平 I51.0S12无动作 空S13开始输送 M61.0T13传送中 I50.4S14结束传送 空S15打开导向锥 M61.3T15导向锥打开 M51.1S16无动作 空S17提升副枪0.6m/s M61.4T17中速至最大高度 M61.5S18提升副枪0.1m/s M61.3T18摆动臂水平 I51.0T19无动作 空S50连接循环已运行 M60.0T12连接循环结束 M99.7NR 描述 点号S1开始连接接周期 T1启动连接周期 M65.4S2打开探头存储箱 M60.1T2探头存储箱打开 I48.1S3等待检测探头 T3探头在倾斜臂 I50.0S4关闭探头夹钳 M60.3T4探头夹持器关闭 I50.3S5倾斜臂到垂直位置I50.5T5倾斜臂垂直 I50.7S6关闭导向锥 I60.7T6导向锥关闭 I50.5S7降低副枪0.2m/s M61.6T7中速到最低位置 DB5.DBD12S80.2m/s降低副枪 M61.6T8低速到最低位置 M51.0S9降低副枪0.1m/s M61.6T9探头已连接 M50.6S10打开探头夹钳 M60.4T10探头夹钳打开 I50.22、测量循环测量循环的运行条件为： 无急停激活 无冷却水泄漏 测量循环的开始条件： 无预防报警 无自动循环运行 副枪在上部位置（向上过程） 刮渣器打开 转炉垂直 副枪上检测到探头 收集溜槽在工作位置 DIRC良好“预防报警”为一个综合信号，包括常规连锁和副枪系统关键部件功能的监测，例如： I/O掉电 仪表空气出现问题 没有选中正常任务 脉冲发生器产生故障 提升传动发生问题 旋转传动发生问题 过载 向上过行程 向下过行程 APC中向下过行程 冷却水高温报警 冷却水低流量报警 密封氮气低流量报警 进入门没有关闭 欠载报警 UPS220V故障 断路开关故障 急停激活状态 测量循环过程中发生的任何预防报警将会导致测量循环定序器的暂停和循环的终止。 如果其中一个运行条件不满足或启动复位循环，测量循环也会中断。 测量循环的流程图见下图NR 描述 点号S1循环开始 M74.1T1启动测量循环 M75.4S2选择测量 M74.1T2连接循环结束 M99.7S3打开N2阀 M70.2T3N2阀打开 I46.3S4等待N2流量 T4N2流量OK M19.0,M99.4S5等待吹氧信号 T5氧流量减少 M99.7S6打开密封帽 M70.1T6低底吹流量 M70.0S7打开密封罩 M70.7T7密封罩打开 M51.4S8降低副枪0.6m/s M71.0T8提高到高速 DB5.DBD168S9降低副枪2.5m/s M71.1T9降到中速 DB.DBD164S10降低副枪0.6m/s M70.7T10调到定位速度 DB5.DBD160S11降低副枪0.1m/s M71.3T11设定初设值 M74.4S12停止降低 M70.6T13TSC测量 M73.0S14TSC测量 M73.0T14TSO测量 M73.1NR 描述 点号S15TSO测量 M73.1T15T测量 M73.2S16T测量 M73.2T16TSC测量完成 M73.0T17TSO测量完成 M73.1T18T测量完成 M73.2S18提升副枪0.2m/s M71.2T19提高1m DB5.DBD172S17开始复位循环 S20高速到测量位置 M70.3T20调到定位速度 M70.4S21定位速度到测量位置 I54.2T21定位结束 M74.6S22停止旋转 M74.5S30激活测量循环 M75.4T22一直“真” S24无活动 S25无活动 S26无活动 T12循环结束 M99.73、复位循环复位循环只需要提升传动良好且选中“正常工作”.就可启动，而不要特殊条件。毕竟复位循环的目的是使副枪移动到连接循环开始的位置。 同样，除了急停和复位循环故障（如提升系统故障），也没有特殊的停止条件。 复位循环的流程图见下图NR描述点号NR描述点号S1开始循环T27减速到连接位置M82.0T1启动复位周期M85.4S28以定位速度到连接位置M82.1S2无动作T29到连接位置M82.0T2提升脉冲发生器正常M4.5S29无动作S3提升副枪0.6m/sM81.0S30关闭探头拔卸装置M80.6T3副枪向上或紧急提升I39.3T31打开探头拔卸装置M82.5S4提升副枪0.1m/sM290.0S32等待探头拔卸装置动作M81.3T4副枪到上部位置M290.0T32在探头拔卸装置位置I44.2S5向上过程延迟DB81.DBD204.2S33打开探头拔卸装置M80.7T5过程延迟M99.7T33探头拔卸装置打开I51.2S6无动作S34无动作T6密封帽关I46.1S35关闭刮渣器M82.6S7关闭密封罩M80.2T35高速到最大高度M83.2T7密封罩关闭I46.4T36关闭刮渣器M82.4S8密封罩关闭DB81.DBD28S36等待停止挂渣操作M82.5T8密封罩没有关闭DB81.DBX204.6T37提升到刮渣器位置I46.5T9一直“真”