当前炼钢生产过程节奏快,对物流的各个环节要求高,要求物料加入量准确及时,废钢在转炉炼钢过程中作用重大,废钢加入量、品质及废钢温度对炼钢有重要影响,废钢温度的高低直接影响出钢时间和生产节奏,转炉废钢连续预热加料系统通过对废钢进行连续加热,达到预定温度后,加入转炉,提高了废钢温度,减少了转炉加热时间。系统采用西门子S7-系列PLC及Wincc7.3HMI画面控制,通过安装在主控台上的HMI画面进行远程操作以及物料传送,对废钢按照炼钢需要进行分段加热完成后进行称重、测温、投料,最后由运料电瓶车和天车运送至转炉进行冶炼。
工作原理
该系统由加料料槽、动态密封、输送系统、加热料槽、输送装置及系统自动控制组成。
转炉废钢连续预热系统各部件组成
1加料部分料槽
加料部分料槽安装在动态密封前,位于振动传送梁上,设有电磁吊上料的接收料槽及装料裙边。防止加料时物料对槽体冲击、磨损,输送槽底板采用厚度25mm的高强度耐磨钢板。通过西门子PLCS7-控制变频电机带动铰链将物料输送至激振器处。
2头部输送系统
头部输送系统由振动器、电动机、振动传送梁装配、加料部分料槽、支撑装置等组成。系统装有横向阻尼装置
可以防止振动传送梁在运动时横向移动。振动器由不同惯性驱动的平行轴,通过一个驱动接头器连接在安装架进料端。振动器内安装有四个平行轴,由一对反向同速转动的高速轴、一对反向同速转动的低速轴、箱体、齿轮组、润滑系统等组成。将振动器两对主轴的转动频率固定为2:1以产生复合谐波振动,可使振动输送系统获得差动的运动特性。这四个轴装在一个共用罩内,它们之间有齿轮传动保证同步。振动器由变频器控制振动电机驱动,振动传送梁通过凸面垫板、凹面垫板、高强度双头螺栓悬挂在支架上,工作时使振动传送梁作往复动从而将待加热的废钢向前进。
3动态密封
动态密封装置安装在连续式加料预热首端,它的功能是产生空气幕,以防止加热烟气进入大气以及大气中空气进入除尘系统。动态密封装置由动态密封基架、预热器挡板、废钢压下机构、机械手指、轴流风机、风机马达、液压缸、气体温度测量装置、气体压力测量装置等组成。动态密封风机吸收空气形成的负压,稍低于除尘系统主风机形成的负压,接口处负压值约为-pa。由于除尘系统主风机造成的负压值根据炉膛内条件变化,同样动态密封处负压将由变频器自动控制。动态密封系统位于预热通道的入口处,极小量空气进入传送机内,用模拟量输出控制轴流风机的频率变化。
4加热部分料槽
采用铰制孔螺栓联接,侧板、底板、联接梁间采用环槽铆钉联接。防止由废钢冲击引起的变形。输送槽内设有冷却水路,工作时通入循环水,防止输送槽受热变形。在炉膛内第一段(水冷段)和三通处分别安装两套温度检测装置(热电偶),用于对电炉连续式加料装置的入口烟气温度和出口烟气温度进行检测,在输送槽内装有4个辅助烧嘴,启动助燃风机将外界的空气与管道内的煤气混合后燃烧对废钢进行预加热,通过调整各个煤气和空气阀门开度控制炉膛温度,在炉膛内部装有温度、压力检测装置对炉膛内部温度、压力进行检测。加料部分尾端有3个主烧嘴,通过HMI对煤气和空气流量调节控制火焰大小使烘烤温度达到合适温度,完成后即可进行卸料操作。
5尾部输送装置控制结构
尾部输送装置电机速度由系统控制,通过调整输送装置振动频率改变电机运行速度,来调整尾部输送装置的速度。在控制台HMI上可以显示尾部输送装置的速度,从0~%频率范围,通过调整变频器输出频率控制尾部输送装置的电机运行频率。卸料过程中,使用卸料口地面的称重系统对加入量进行重量检测,当达到预定重量后停止卸料。加料完成后由一套远红外温度检测装置对加料装置内的废钢温度进行连续检测。最后通过地面的1#、2#电瓶车将废钢料运送至天车吊包位,由天车加入转炉进行冶炼。
6自动控制部分
该系统采用西门子S7-PLC作为核心处理器,完成所有数据采集、信号输出、程序控制及指示等功能,结合控制柜、就地控制箱实现加料系统的手动、自动控制。控制画面采用西门子Wincc7.3编制画面显示,界面简洁、操作方便。PLC和HMI与二级系统进行联网,可以记录存储物料的相关信息。
转炉废钢连续预热系统是通过使用转炉煤气对废钢进行预加热,通过废气利用减少了转炉炼钢过程中吹氧时间,加快了生产节奏,提高了单位时间出钢量,创造了巨大的经济效益。(感谢原作者唐山孙立彬辛勤付出)