一種利用PLC實現高爐泥炮自動堵口的方法與流程
2024-02-20 16:38:15
本發明涉及一種利用plc實現高爐泥炮自動堵口的方法，屬於高爐煉鐵設備技術領域。
背景技術：
高爐生產是一項極其複雜的過程，爐內操作和爐前出鐵互相配合才能實現爐況的長期穩定順行。隨著高爐大型化，爐前出鐵操作的要求越來越高。堵口作業是爐前出鐵最重要的一項操作，堵口作業的質量直接影響到鐵口的工作狀態。在炮泥質量一定時，通過把握堵口時機，優化打泥壓力、打泥時間以及打泥量等堵口操作，能準確控制泥包形狀，提高鐵口孔道緻密度，提高鐵口合格率。目前普遍採用的人工操作遙控器控制泥炮來完成堵口操作，由於高爐爐前作業區域電器裝置較多，對遙控器控制信號幹擾較為嚴重。因此，在實際生產中，崗位工操作遙控器時，時常會出現因信號受幹擾引起泥炮動作停滯的情況，輕者影響堵口質量，重者高溫渣鐵將炮頭與炮脖子熔化導致高爐堵不住口，引發高爐減風、放風，甚至跑鐵的惡性事故，嚴重影響了爐前作業安全和高爐的正常生產。即便在信號正常生產的情況下，操作人員在控制泥炮堵口時，心理壓力也較大。由於堵口時鐵水直接衝刷炮頭，所以轉炮、撞炮、回炮、壓炮、打泥幾個動作必須一氣呵成，快速將鐵口封堵上，每個動作誤差在1秒以內，一旦操作失誤，鐵質炮頭很快被燒壞而無法堵口，極易引發堵口事故。同時，由於堵口過程中打泥量的控制主要依賴於人工經驗，所以四班人員在操作時，因個體差異和操作習慣的不同，很難實現鐵口封堵時機、打泥量控制、鐵口補壓等的標準化控制，造成了鐵口深度和質量的波動，影響高爐的排鐵排渣效果，進而高爐爐況的穩定順行。
技術實現要素：
本發明目的是提供一種利用plc實現高爐泥炮自動堵口的方法。在較為惡劣的高爐爐前環境中，利用爐前和液壓設備中的監測信號對堵口過程中的打泥量、打泥壓力、泥包形態以及鐵口孔道狀態等實現量化控制，進而消除了操作遙控器堵口時的信號幹擾問題以及對人工經驗的過分依賴，提高鐵口質量，解決背景技術存在的上述問題。
本發明技術方案是：
一種利用plc實現高爐泥炮自動堵口的方法，高爐配備設備操作臺、plc控制系統、液壓動力系統和泥炮，在設備操作臺上增加設置「自動堵口」選擇方式，應用按鈕進行不同方式之間的切換選擇；在plc控制系統中，實現對泥炮的控制，通過錄入plc控制系統中的邏輯控制關係，利用壓力監測儀表的反饋信息，自動控制爐前的泥炮完成高爐堵口作業。
包含如下步驟：
進行堵口作業時，通過啟動「自動堵口」按鈕，啟動自動堵口程序，執行自動堵口過程；
泥炮首先向工作位前進8秒後，plc控制系統開始監控轉炮壓力變化，轉炮壓力>110bar或前進時間累計達到13秒，滿足以上條件，plc判定泥炮已經撞擊到鐵口泥套面；此時泥炮回退1.5秒，再前進2秒，進行二次撞炮壓實動作，以保證密封效果；二次撞炮後，若轉炮壓力仍低於170bar，plc控制系統判定泥炮堵口密封效果不達標，則泥炮回退25秒至待機位，結束自動堵口過程並檢查原因；如果轉炮壓力>170bar，plc判定泥炮堵口密封效果達到要求，則進行下一步打泥進程；
plc控制系統控制泥炮，首先打泥10秒以保證堵口安全；如果打泥壓力持續3秒超過270bar，並且液壓動力系統的打泥油路流量計數值持續3秒不增加，plc控制系統判定泥炮打泥活塞已經不前進，打泥停止plc控制系統控制泥炮，執行轉炮補壓直至壓力大於270bar，自動堵口過程結束；如果液壓動力系統的打泥壓力沒有觸發，持續3秒壓力大於270bar或打泥油路流量計數值持續3秒不增加的條件，則繼續打泥至打泥油路的累計過油量達設定值，以此實現精確控制鐵口打泥量的目的；隨後，plc控制系統控制泥炮，執行轉炮補壓直至壓力大於270bar，自動堵口過程結束。
本發明的有益效果是：實施本發明的方法進行堵口作業時不使用遙控器，因而擺脫了遙控器堵口時容易出現的信號幹擾問題，同時還能進一步穩定鐵口質量並保證堵口安全作業，適用於國內外各種高爐。充分利用了爐前穩定可靠的plc控制系統和液壓系統的各個監測儀表，通過對泥炮自動堵口過程中轉炮至工作位、回退、前進、撞炮、壓實、打泥、補壓等環節的實時數據監控和量化，能夠實現對堵口效果和鐵口質量的控制。本發明中的堵口方法結束了高爐爐前堵口作業時依靠人工目測、聽聲、數數等來判斷鐵口密封程度、打泥量以及鐵口質量等粗放式操作，對於爐前安全作業、穩定鐵口質量以及標準化作業具有重要現實意義。
附圖說明
圖1是本發明實施例在設備操作臺增加「自動堵口」選擇示意圖；
圖中標記如下：1、設備操作臺2、操作按鈕3、堵口選擇撥鈕4、改造前堵口選擇撥鈕5、改造後堵口選擇撥鈕；
圖2是本發明邏輯控制示意圖；
圖3是本發明與已有技術堵口流程比較圖。
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例對本發明做進一步說明。
一種利用plc實現高爐泥炮自動堵口的方法，高爐配備設備操作臺、plc控制系統、液壓動力系統和泥炮，在設備操作臺上增加設置「自動堵口」選擇方式，應用按鈕進行不同方式之間的切換選擇；在plc控制系統中，實現對泥炮的控制，通過錄入plc控制系統中的邏輯控制關係，利用壓力監測儀表的反饋信息，自動控制爐前的泥炮完成高爐堵口作業。
包含如下步驟：
進行堵口作業時，通過啟動「自動堵口」按鈕，啟動自動堵口程序，執行自動堵口過程；
泥炮首先向工作位前進8秒後，plc控制系統開始監控轉炮壓力變化，轉炮壓力>110bar或前進時間累計達到13秒，滿足以上條件，plc判定泥炮已經撞擊到鐵口泥套面；此時泥炮回退1.5秒，再前進2秒，進行二次撞炮壓實動作，以保證密封效果；二次撞炮後，若轉炮壓力仍低於170bar，plc控制系統判定泥炮堵口密封效果不達標，則泥炮回退25秒至待機位，結束自動堵口過程並檢查原因；如果轉炮壓力>170bar，plc判定泥炮堵口密封效果達到要求，則進行下一步打泥進程；
plc控制系統控制泥炮，首先打泥10秒以保證堵口安全；如果打泥壓力持續3秒超過270bar，並且液壓動力系統的打泥油路流量計數值持續3秒不增加，plc控制系統判定泥炮打泥活塞已經不前進，打泥停止plc控制系統控制泥炮，執行轉炮補壓直至壓力>270bar，自動堵口過程結束；如果液壓動力系統的打泥壓力沒有觸發，持續3秒>270bar或打泥油路流量計數值持續3秒不增加的條件，則繼續打泥至打泥油路的累計過油量達設定值，以此實現精確控制鐵口打泥量的目的；以此實現精確控制鐵口打泥量的目的。隨後，plc控制系統控制泥炮，執行轉炮補壓直至壓力>270bar，自動堵口過程結束。
本實施例操作步驟如下：
使用自動堵口作業時，爐前崗位人員首先要確定泥套面完整，深度控制範圍30-70㎜；
自動堵口前，要用設備操作臺試炮、頂泥並確保泥炮退回待機位；
開鐵口前，使用沙土堵滿鐵口眼下方並壓實。堵口前，用壓縮空氣把鐵口眼前的殘渣鐵和沙土吹乾淨後，方可進行堵口操作；
設備操作臺人員接到組長指令後，啟動自動堵口按鈕，開始進行自動堵口操作；
為了確保堵口作業安全穩定，在系統開始執行自動堵口程序後，如果實際情況不滿足自動堵口要求，設備操作臺控制人員可以根據情況，有權終止自動程序改為人工操作，成功堵口後再說明該操作的出發點和原因；
自動堵口時，設備操作臺人員要密切關註上炮情況，如果出現鐵口未封住就打泥的情況，操作臺人員要及時將泥炮控制選擇按鈕切換至「操作臺控制」並將泥炮拉回；查明原因並採取措施後，再次進行堵口操作；
如果自動堵口程序封堵鐵口正常，打泥時出現進泥量少的情況，設備操作臺人員要及時將泥炮控制選擇按鈕切換至「操作臺控制」，判斷是否進行操作臺手動補泥。