铁水包加盖装置电气控制系统及其改进

姜玉蛟

大连重工冶金设备制造有限公司 辽宁大连 116000

1 概述

“一包到底”技术，是近些年在高炉-转炉区段使用的一种新型铁水运输模式，在一个铁水包中实现了对铁水承接、运输、存贮、预处理以及兑铁等多项功能。铁水包敞口运行，热量损失严重，导致成本增加、包龄下降、铁水包内壁结壳等问题。铁水包加盖装置可以有效减少铁水温度损失，减少能源消耗，为钢铁冶炼提供更有力保障[1]。

本文介绍的铁水包加盖装置安装于铁水运输车上，主要由包盖、移动框架、升降卷扬、走行装置及轨道、电控系统等部分组成。控制操作箱位于炼铁车间、炼钢车间及维修车间地面，通过插头、插座将控制箱与车上电气设备连接起来。通过加盖铁水包与加盖前铁水包温降对比，铁水包加盖后铁水到站平均温降比2012年平均降低9.9℃[1]。

2 加盖装置组成及工作原理

装置组成如图1所示。

图1 装置组成

包盖敷设有陶瓷耐火材料，具有保温效果好、重量轻、耐高温等特点。移动框架下部安装有走行轮组，采用变频电机驱动，在包盖抬起的状态下，可沿下方轨道前后移动，以便进行吊包及坐包操作。前后各设两级限位，用于控制变频电机的减速及停止[2]。升降卷扬机构布置在移动框架上部，当卷扬电机正转时，包盖上升；当卷扬电机反转时，包盖下降。在移动框架侧面，设置有下停止、上停止、上极限三个接近开关，参与控制包盖的升降行程。同时在运输车尾部设有手动事故牵引装置，以便在断电时手动打开包盖。

在整个炼铁流程中，铁水包一个完整的循环周期因铁水包容量、运输路线长短的不同而有所差异，需经过高炉前等待接铁水、高炉前接铁水、高炉至转炉、转炉车间等待、转炉车间兑铁等工序，在高炉前空包等待接铁、高炉至转炉和在转炉车间满包等待兑铁的时间总和约占整个周期的80%以上[2]。在这三个状态对铁水包进行加盖保温，可以真正实现节能、降本的目的。因此该装置在炼铁车间和炼钢车间须实现开盖、加盖功能。在车间地面设有控制操作箱，对加盖装置的开合进行就地操作。在高炉二层平台设置操作台及工业电视监控系统，可以在高炉平台上看到高炉出铁口的实际情况并对加盖装置进行远程操控。同时，在炼铁车间设有遥控器，可以在事故状态下对加盖装置进行远距离操作，避免人员伤亡及事故扩大。

控制操作箱内设有PLC、变频器、遥控器接收装置及低压元件等电气元件，箱门上设有按钮、指示灯，通过多芯电缆及插头、插座向车上电机、风机、制动器供电，同时也将车上各限位开关的信号反馈至地面控制箱继电器，以便PLC采集信号，对装置的动作进行控制。

3 系统设计

本文依托国内某钢厂二期项目，采用西门子S7-300系列PLC作为控制系统，变频传动部分采用施耐德G120系列变频器。

主要用电设备电压等级如表1所示。

表1 主要用电设备电压等级

控制箱上有“手动/自动”的选择开关，正常情况下为自动操作，有异常状况时打到手动操作。打到“自动”时，按下“自动启动”按钮，加盖机构自动运行。手动操作时，操作控制箱上的按钮控制相对应设备的运行。

为保障装置安全、可靠运行，在非检修模式下，装置设置连锁保护。

包盖未处于开盖停止位时不允许走行平行移动；

插头、插座未连接时不允许有动力电输出；

卷扬机构在合盖停止位或走行机构在后退停止位时，才允许自动运行。

4 系统改进

一期设备在节能降本方面效果显著，但在日常操作过程中存在一些问题，在此次改造及二期设计过程中均进行了改进。具体问题及改进措施如表2所示。

表2 具体问题及改进措施

5 结语

综上所述，使用铁水包加盖装置是对炼铁工艺流程的一种改善，在经济、环保方面都有着重要意义。其电控系统的精确设计及改进实现了装置的自动化控制，解决了以往使用过程中出现的问题。经过两年多的运行验证，该电气系统能够安全、稳定运行，大大提高了生产效率。