王巖1 ， 劉學軍2

（ 1.唐山惠唐新事業股份有限公司， 河北唐山063000； 2.唐山惠唐新事業股份有限公司， 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，闡述系統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，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

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

（ 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， 繼續參與壓球。

2 自控系統

2 .1 系統組成

壓球的自控系統采用德國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，一套是氣力輸灰系統，為了便于操作和管理，在調試階段將兩套系統作為分站納入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 系統實現

壓球系統使用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視布袋除塵運行參數及兩臺高壓風機運行參數。壓球系統有現場手動，H M I 手動、H M I 自動三種操作方式，通過安裝在現場的每個現場操作箱上的轉換開關實現現場手動及H M I 操作方式的選擇，并通過畫面中的手自動按鈕實現H M I 手動及自動的選擇。其中，現場手動操用于單機調試及自控系統故障時的應急生產，沒有連鎖，通過現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的系統啟停按流程啟停設備。

2 .3 開機順序

（ 1 ） 原料系統: 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→ 加水調節閥打開。

（ 2 ） 消化系統： 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: 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: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: 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

停機順序與系統開機順序相反。

3 系統不足及解決方法

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， 實現了中控通過調節調節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，發現數據誤差在2% 左右，滿足使用要求。

3 .2 系統控制部分

壓球系統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，發現由于整個流程被中間緩沖倉分為了不同系統，根據生產情況， 中控不能第一時間處理分系統間放停料，并且分系統間的設備，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。根據出現的矛盾將一部分設備的操作改為現場就地直接啟停，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鎖，出現過幾次壓料現象，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 手動聯鎖，即設備上位啟動，并帶有聯鎖，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 控制現場啟停，其它設備與之形成聯鎖。通過改造， 滿足了設備間聯鎖的需要， 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：將純電氣的現場單機啟停改為P L C 控制的現場單機啟停；根據設備布置，分成若干區域設置遠程站，通過D P 網絡實現控制；設計編程時完成現場手動操作、H M I 手動操作、H M I 手動聯鎖操作、H M I 自動操作等控制方式。

4 結語

控制系統滿足了生產需求，在保證產品質量、節約能量、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。