王巖1 ， 劉學軍2

（ 1.唐山惠唐新事業(yè)股份有限公司， 河北唐山063000； 2.唐山惠唐新事業(yè)股份有限公司， 河北唐山063000）

摘要：介紹唐鋼轉爐除塵灰壓球工藝流程，分析壓球自控系統(tǒng)，闡述系統(tǒng)存在的問題及解決方案。

關鍵詞： 壓球工藝； 轉爐除塵灰； 冷固球團

0 引言

由于唐鋼二鋼轉爐除塵進行電除塵改造，產出物轉爐除塵灰中含有鐵元素、活性氧化鈣等資源，為處理產生的除塵灰，唐山惠唐新事業(yè)股份有限公司配套籌建了冷固球團廠。該廠通過采用“ 消化- 混勻- 輪碾-壓球- 烘干” 的工藝，將除塵灰壓制成冷固球團，作為轉爐造渣材料，返回煉鋼系統(tǒng)，回收利用除塵灰中的鐵元素及其他有益成分。該工藝不僅降低了煉鋼鋼鐵料消耗、提高了煉鋼冶煉的經濟效益，而且社會效益也越來越顯著。

1 工藝流程

整個生產系統(tǒng)分為原料系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、輪碾系統(tǒng)、壓球系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)。各個系統(tǒng)工藝流程分別為：

（ 1 ） 轉爐干灰由吸排罐車通過氮氣輸送管道排至原料倉。倉內干灰經雙軸加濕機內加水后， 由輸送設備（ 鏈運機、斗提機） 卸至消化倉內進行消化處理。

（ 2 ） 消化后的干灰經輸送設備（ 鏈運機、斗提機）卸至輪碾中間倉。

（ 3 ） 在向輪碾機放料時， 在單螺旋輸送機的加料口隨流配入一定比例的粘結劑， 同時加入定量的水分，進行碾壓充分混合，經過輪碾充分混勻的物料由輸送設備（ 鏈運機、斗提機） 卸至壓球中間倉。

（ 4 ） 壓球中間倉內輪碾過后的物料通過喂料機送入高壓壓球機內壓球。濕球經輥棒篩篩分后，篩上濕球經過皮帶機運至烘干倉內烘干。篩下的碎料經輸送設備返回壓球機中間倉。

（ 5 ） 濕球靠自重在烘干倉內沿分料器床面移至倉內各烘干室；烘干后的球團經輥棒篩篩分后， 篩上成品球經過溜槽裝汽車外運；篩下的碎料經輸送設備返回到輪碾中間倉， 繼續(xù)參與壓球。

2 自控系統(tǒng)

2 .1 系統(tǒng)組成

壓球的自控系統(tǒng)采用德國S I E M E N S 的S 7 - 3 0 0系列P L C 。通過以太網與上位機通訊，通過P r o f i b u sD P 網與遠程站通訊。該廠內還有兩套S 7 - 2 0 0 系列P L C ， 一套是布袋除塵系統(tǒng)，一套是氣力輸灰系統(tǒng)，為了便于操作和管理，在調試階段將兩套系統(tǒng)作為分站納入D P 網絡，并在中控H M I 中集成相關畫面、數據、參數、歷史曲線及報警等。

2 .2 系統(tǒng)實現(xiàn)

壓球系統(tǒng)使用S I E M E N S 的S T E P 7 V 5 .5 編程軟件，H M I 在中控室內，集成了布袋除塵及氣力輸灰，并在除塵配電室設有觸摸屏單獨監(jiān)視布袋除塵運行參數及兩臺高壓風機運行參數。壓球系統(tǒng)有現(xiàn)場手動，H M I 手動、H M I 自動三種操作方式，通過安裝在現(xiàn)場的每個現(xiàn)場操作箱上的轉換開關實現(xiàn)現(xiàn)場手動及H M I 操作方式的選擇，并通過畫面中的手自動按鈕實現(xiàn)H M I 手動及自動的選擇。其中，現(xiàn)場手動操用于單機調試及自控系統(tǒng)故障時的應急生產，沒有連鎖，通過現(xiàn)場操作箱轉換開關打到就地，通過各設備操作箱上的啟停按鈕啟停設備；H M I 手動操作用于自動調試初期通道測試，沒有連鎖，通過現(xiàn)場操作箱轉換開關到遠程，H M I 選擇手動后，通過各設備操作面板啟停設備；H M I 自動操作用于正式生產，有連鎖，通過現(xiàn)場操作箱轉換開關到遠程，H M I 選擇自動后，通過H M I的系統(tǒng)啟停按流程啟停設備。

2 .3 開機順序

（ 1 ） 原料系統(tǒng): 消化倉上料閥門打開→ 2 # 鏈板機啟動→ 1 # 斗提機啟動→ 1 # 鏈板機啟動→ 原料雙軸攪拌機啟動→ 單螺旋給料機啟動→ 加濕機啟動→ 星型卸料閥啟動→ 加水調節(jié)閥打開。

（ 2 ） 消化系統(tǒng)： 輪碾機中間倉上料閥打開→ 5 # 鏈板機啟動→ 2 # 斗提機啟動→ 1 1 # 鏈板機啟動→ 雙軸攪拌機→ 3 # 鏈板機啟→ 消化倉卸料閥啟動。

（ 3 ） 輪碾系統(tǒng): 壓球機中間倉上料閥門打開→ 7#鏈板機啟動→ 3 # 斗提機啟動→ 6 # 鏈板機啟動→ 輪碾機啟動→ 輪碾單螺旋給料機啟動→ 輪碾機中間倉卸料閥啟動。

（ 4 ） 壓球系統(tǒng):9 # 鏈板機啟動→ 8 # 鏈板機啟動→ 1 #棍棒篩啟動→ 1 # 皮帶機啟動→ 壓球機啟動→ 2# 皮帶機啟動→ 單螺旋喂料機啟動→ 壓球機單螺旋給料機啟動→ 壓球機中間卸料閥啟動。

（ 5 ） 烘干系統(tǒng): 1 0# 鏈板機啟動→ 2# 棍棒篩啟動→3 # 皮帶機啟動→ 烘干倉振動電機啟動。

2.4 停機順序

停機順序與系統(tǒng)開機順序相反。

3 系統(tǒng)不足及解決方法

3 .1 原料加水部分

原料通過星型卸灰閥進入加濕機，在加濕機內進行加水，設計加水量在7% 左右，實際加水量夏季4 % ~6 % ；冬季3 % ~ 4 % 。原料倉有重量顯示，水進入加濕機前有電磁流量計及調節(jié)閥。此處存在的問題及其解決方法分別為：

（ 1 ） 由于用水量小，調節(jié)閥不能控制加入流量。設計加水范圍是0~ 1 5 t/h ，選擇的流量計及調節(jié)閥為D N 5 0 。實際使用時水流量在0 .5 ~ 1 .5 t/h 之間，崗位通過手動閥控制水流量， 此時總控控制調節(jié)閥開度在7% 左右。設計時沒有考慮最大4 0 t/h 的物料量，由物料量計算得出最大用水流量為2.8 t/h 。按3 t/h 重新選型，管徑由原來的D N 5 0 改為了D N 25 。通過此次改造， 實現(xiàn)了中控通過調節(jié)調節(jié)閥的開度來控制水流量。當水流量在0 .5 ~ 1 .5 t/h 之間時，調節(jié)閥開度在1 0 % ~ 5 0 % 。

（ 2） 不能實時提供加水量，導致加水沒有指導性。崗位通過調節(jié)閥及手閥控制水量， 根據原料倉重量變化快慢來控制物料加水流量，物料輸送完畢后，通過原料倉稱重顯示及流量計水量顯示來計算最終的加水量。此方法由于崗位變動及下料波動極易造成加水不穩(wěn)定。雖然加水量可以通過實時水量除以下料量計算得出，但是選用的稱重傳感器只顯示實時重量，沒有瞬時料量。因此，通過編程，做出模擬瞬時料量，并計算得出實時加水量。通過對比實時加水量數據和計算的加水量，發(fā)現(xiàn)數據誤差在2% 左右，滿足使用要求。

3 .2 系統(tǒng)控制部分

壓球系統(tǒng)的控制在理想狀況下是全自動的，在調試階段和生產初期是使用的全自動控制， 但是隨著生產經驗的摸索，發(fā)現(xiàn)由于整個流程被中間緩沖倉分為了不同系統(tǒng)，根據生產情況， 中控不能第一時間處理分系統(tǒng)間放停料，并且分系統(tǒng)間的設備，停料時間不長，不需全停設備，只需停止卸料閥即可，因此，全自動不適合生產需求。根據出現(xiàn)的矛盾將一部分設備的操作改為現(xiàn)場就地直接啟停，如壓球機、喂料機、卸灰閥、輪碾機等，將另一部分設備的操作改為H M I 手動啟停，H M I 自動徹底不用。但是這種混合控制的操作導致設備間沒有聯(lián)鎖，出現(xiàn)過幾次壓料現(xiàn)象，造成了生產事故。因此根據生產需求，對控制程序進行了修改，加入H M I 手動聯(lián)鎖，即設備上位啟動，并帶有聯(lián)鎖，對于個別需要崗位頻繁啟停的設備，如卸灰閥、卸料閥，通過P L C 控制現(xiàn)場啟停，其它設備與之形成聯(lián)鎖。通過改造， 滿足了設備間聯(lián)鎖的需要， 保證了安全生產。

通過這次改造并結合生產情況，在日后項目設計時可以考慮：將純電氣的現(xiàn)場單機啟停改為P L C 控制的現(xiàn)場單機啟停；根據設備布置，分成若干區(qū)域設置遠程站，通過D P 網絡實現(xiàn)控制；設計編程時完成現(xiàn)場手動操作、H M I 手動操作、H M I 手動聯(lián)鎖操作、H M I 自動操作等控制方式。

4 結語

控制系統(tǒng)滿足了生產需求，在保證產品質量、節(jié)約能量、降低勞動強度、改善操作條件、提高勞動效率、增加生產效益以及維護安全生產等方面都起到了積極的作用。對存在的問題進行改進后，達到了調整的目的，保證了生產的順利進行。