3200m~3高炉INBA渣处理自控系统设计与实现

论文摘要

因巴(INBA)高炉渣处理技术是引进卢森堡保尔·沃特(Paul Wurth，PW)公司的一种新型高炉熔渣处理工艺，可以将高炉炉渣转为高品位的水泥原材料，实现炉渣的再生利用，是集经济效益、社会效益与环保效益于一体的高炉水渣处理新技术。本文详细分析了目前国内外大型高炉常用的几种渣处理方法，对新老INBA工艺进行了比较，结合莱钢目前所使用的图拉法的现状分析，认为环保型INBA渣处理法工作可靠，技术、环保指标先进，能使高炉达到排放无害化和清洁生产，最适合应用于3200m3高炉上。本文从莱钢3200m3高炉INBA渣处理系统的工艺和设备入手，介绍了环保型INBA自控系统的工艺流程、特点和功能，对系统的可行性和设计思路进行了分析。本课题根据环保型INBA系统的特点，使用了可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)控制技术实现系统的控制功能，设计了控制系统的硬件和软件配置，并对系统程序和画面进行了设计和实现。经过对环保型INBA系统投入运行后的观察和分析，结合莱钢实际，对系统程序的联锁控制进行了改造设计，并对主要设备脱水转鼓和冷却泵的控制进行了设计优化，使系统运行更加稳定。其中，课题重点对INBA系统工艺进行了改进，将系统分为皮带自动和INBA主循环自动两部分，避免了由于皮带故障而导致转鼓停机的情况；并将冷凝系统单独控制，不影响INBA主循环的运行，分别实现了皮带、INBA主循环、冷凝系统的“一键式”控制。另一个关键技术是分析了出渣时脱水转鼓转矩过高、电流过大的原因，根据长时间观察统计，找出符合现场实际的转速和转矩的函数曲线，增大了转矩上限值，并通过程序功能块实现了转鼓自动调速技术，更好的提高了水渣品质，由此减小了渣流量计算的误差，为高炉工长提供了可靠的数据。同时通过比例积分微分(Proportion Integration Differentiation, PID)调节技术实现了变频冷却泵自动调速功能。本项目使用的蒸汽冷凝回收工艺不仅解决了冲制熔渣时产生的大量有害蒸汽对环境的污染，环保负荷得到了很大的改善，而且由于粒化水和蒸汽冷凝水回收循环使用，降低了吨铁水耗，在保护环境、节能降耗方面起到了重要作用。新型INBA渣处理系统通过自动化仪表、变频器、编码器及PLC的相互结合，实现了“一键式”自动冲渣，达到INBA系统最佳控制效果，降低了劳动强度和安全隐患，提高了水渣吹制率，总结分析了实际生产中出现的问题，对生产实践具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 各种水渣处理方式的分类和特点
• 1.2.1 水渣处理的分类
• 1.2.2 水渣处理的工艺流程和特点
• 1.3 国内外高炉渣处理技术研究现状
• 1.4 研究目标和意义
• 1.5 研究内容
• 1.6 论文的组织结构
• 2 莱钢INBA渣处理系统工艺介绍和可行性分析
• 2.1 莱钢渣处理系统现状分析
• 2.1.1 图拉法介绍
• 2.1.2 图拉法工艺的优点
• 2.1.3 图拉法使用现状分析
• 2.2 INBA系统概述
• 2.3 各种INBA法工艺比较
• 2.3.1 热INBA法工艺特点
• 2.3.2 冷INBA法工艺特点
• 2.3.3 环保型INBA法工艺特点
• 2.4 环保型INBA法工艺
• 2.4.1 工艺流程
• 2.4.2 环保型INBA工艺的优点
• 2.5 环保型INBA法可行性分析
• 2.6 本章小结
• 3 环保型INBA渣处理基础控制系统的设计
• 3.1 INBA基础控制系统的总体要求
• 3.2 控制系统硬件设计
• 3.2.1 硬件介绍
• 3.2.2 硬件配置
• 3.2.3 信号处理方式
• 3.3 控制系统软件设计
• 3.3.1 编程软件设计
• 3.3.2 监控软件设计
• 3.3.3 语音报警的实现
• 3.4 INBA渣处理基础控制系统的实现
• 3.4.1 控制方式
• 3.4.2 控制系统的实现
• 3.4.3 水回路控制
• 3.5 本章小结
• 4 “一键式”冲渣自控系统的设计与实现
• 4.1 “一键式”冲渣自控系统的设计需求
• 4.2 开炉后 INBA 系统运行情况
• 4.3 “一键式”INBA 自动冲渣的设计分析
• 4.4 脱水转鼓自控设计
• 4.4.1 脱水转鼓概况
• 4.4.2 控制思路
• 4.4.3 脱水转鼓启动前的检查
• 4.4.4 自动控制的理论设计
• 4.4.5 转鼓自动调速技术的设计与改进
• 4.4.6 渣流量计算
• 4.4.7 就地控制
• 4.5 皮带自动控制
• 4.6 冷凝系统“一键式”控制
• 4.6.1 冷凝系统“一键式”操作的实现
• 4.6.2 环保意义
• 4.7 冷却泵自动控制的实现
• 4.7.1 冷却泵变频调速技术
• 4.7.2 冷却泵分组控制
• 4.8 本章小结
• 5 系统运行效果和效益分析
• 5.1 INBA系统运行效果
• 5.2 INBA系统效益分析
• 5.2.1 经济效益
• 5.2.2 社会效益
• 5.2.3 环保效益
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 课题总结
• 6.2 下一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 附件