2012年，集團(tuán)公司決定在2013年先后對(duì)1、2號(hào)高爐實(shí)行優(yōu)化升級(jí)改造。此次改造最大的任務(wù)之一，就是高爐生產(chǎn)穩(wěn)定性技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。多年來，檢修工程部煉鐵技術(shù)室負(fù)責(zé)酒鋼所有煉鐵高爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)的點(diǎn)檢維護(hù)，所以此項(xiàng)工作也就落在了他們的肩上。
煉鐵廠接到任務(wù)后，積極和檢修工程部聯(lián)系，主要目的就是要讓酒鋼自己的人對(duì)高爐控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。一方面可以省下一大筆外委費(fèi)用；另一方面酒鋼相關(guān)技術(shù)人員對(duì)爐子較為熟悉，清楚程序邏輯思維更有利于高爐投產(chǎn)后的點(diǎn)檢維護(hù)，同時(shí)也鍛煉了酒鋼自己的編程隊(duì)伍。
2012年12月，檢修工程部煉鐵工作室拿到高爐優(yōu)化改造的圖紙后，成立了高爐自動(dòng)化編程項(xiàng)目組。在接下來的3個(gè)多月里，項(xiàng)目組成員相互學(xué)習(xí)、相互支持，通過不斷探索順利完成了集團(tuán)公司交給的任務(wù)。
自動(dòng)化保證設(shè)備穩(wěn)定性
自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行是高爐生產(chǎn)順行的關(guān)鍵，特別是網(wǎng)絡(luò)問題，如果沒有有效的檢測(cè)手段，出現(xiàn)問題后解決過程較長(zhǎng)，勢(shì)必造成高爐長(zhǎng)時(shí)間休風(fēng)。為此，必須采取一些容錯(cuò)手段，以保證高爐的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
1、2號(hào)高爐優(yōu)化升級(jí)，控制系統(tǒng)采用最新的羅克韋爾公司PLC，實(shí)現(xiàn)無料鐘高壓爐頂全過程控制。該系統(tǒng)包括了容錯(cuò)光纖環(huán)網(wǎng)、ControlNet控制網(wǎng)、冗余操作站、高可靠大容量熱備冗余控制器等。
高爐卷?yè)P(yáng)的控制需要知道料車的行走位置。位置檢測(cè)是卷?yè)P(yáng)控制的基礎(chǔ)，位置檢測(cè)的可靠性、準(zhǔn)確性關(guān)系到卷?yè)P(yáng)控制的可靠性、精度與速度。為此，技術(shù)人員采用兩套位置檢測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)冗余檢測(cè)。在控制上通過軟件判斷選擇正確的測(cè)量信號(hào)，還通過時(shí)間判斷設(shè)備運(yùn)行狀況，達(dá)到控制上的容錯(cuò)。爐頂壓力是高爐控制的重要參數(shù)，他們采用了4套壓力變送器，在軟件上通過判斷開路、短路狀況，選取可靠的檢測(cè)信號(hào)作為頂壓控制的檢測(cè)值，防止檢測(cè)信號(hào)異常時(shí)對(duì)爐內(nèi)壓力造成大的波動(dòng)。
技術(shù)人員通過對(duì)高爐各控制系統(tǒng)診斷分析，將設(shè)備的連鎖控制關(guān)系顯示在畫面上，這樣一旦系統(tǒng)出現(xiàn)問題，操作人員就可以通過這個(gè)系統(tǒng)初步判斷故障所在，進(jìn)而聯(lián)系相關(guān)設(shè)備維護(hù)人員快速處理故障，大大減少故障處理時(shí)間，最終達(dá)到工藝設(shè)備控制原理、動(dòng)作條件的可視化。同時(shí)通過對(duì)控制系統(tǒng)連鎖關(guān)系梳理，可以發(fā)現(xiàn)不合理或者不能滿足工藝要求的連鎖條件，從而完善各系統(tǒng)的連鎖控制，提高整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)人員工作效率。
自動(dòng)化提升高爐生產(chǎn)效率
高爐自動(dòng)化水平?jīng)Q定了高爐生產(chǎn)效率，充分總結(jié)高爐操作技能，利用現(xiàn)代控制技術(shù)是提高高爐自動(dòng)化水平的重要途徑。
高爐上料系統(tǒng)是高爐控制系統(tǒng)最重要的一環(huán)，及時(shí)準(zhǔn)確的配料、上料是保證高爐產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量的前提。技術(shù)人員根據(jù)1、2號(hào)高爐設(shè)備狀況設(shè)計(jì)的上料系統(tǒng)，可遵守配料規(guī)則自動(dòng)選擇料倉(cāng)、料重自動(dòng)備料，根據(jù)集中稱量斗的稱量值對(duì)各種不同的礦種進(jìn)行自動(dòng)稱量補(bǔ)償，并進(jìn)行物料跟蹤，顯示批次、車次、振動(dòng)篩及給料機(jī)狀態(tài)、料車位置、各皮帶狀態(tài)、附加焦?fàn)顟B(tài)、稱量斗的空/滿信號(hào)和閘門狀態(tài)等，大大提升了配料工作效率。
爐頂布料是影響高爐爐況的另一個(gè)重要因素。爐頂三個(gè)角度的控制是整個(gè)爐頂設(shè)備的控制核心。技術(shù)人員建立了數(shù)學(xué)模型，精確控制溜槽的傾動(dòng)角度、旋轉(zhuǎn)角度、料流閥開度，爐頂布料達(dá)到工藝布料曲線的要求。根據(jù)爐頂料單設(shè)定實(shí)現(xiàn)環(huán)形布料、扇形布料、定點(diǎn)布料等多種布料，從而確保爐況穩(wěn)定。
混合配料是此次高爐改造的難點(diǎn)之一。1、2號(hào)高爐礦槽設(shè)有4個(gè)集中稱量斗，采用集中式稱量，集中稱量方式不能同時(shí)對(duì)多個(gè)不同料種進(jìn)行稱量。在高爐升級(jí)改造時(shí)未計(jì)劃對(duì)礦槽備料設(shè)備和稱量方式進(jìn)行改造，所以礦槽備料系統(tǒng)不能滿足高爐每車次混合配料，從而影響工作效率和高爐爐況。為了實(shí)現(xiàn)混合配料的要求，技術(shù)人員在正常配料料單里引入了子料單—混合配料料單方式，對(duì)混合配料料單進(jìn)行分段計(jì)量，實(shí)現(xiàn)了混合配料自動(dòng)化控制。
兩座高爐優(yōu)化升級(jí)改造投產(chǎn)，自動(dòng)化控制程序安全平穩(wěn)高效運(yùn)行，經(jīng)過生產(chǎn)檢驗(yàn)，各控制系統(tǒng)均符合冶煉工藝和設(shè)備要求。
據(jù)檢修工程部測(cè)算，該項(xiàng)目的直接經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在節(jié)約的外委費(fèi)用上。按照目前編程設(shè)計(jì)費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，約為280萬(wàn)元；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的投入，提高了1%的高爐生產(chǎn)效率，噸鐵效益按100元計(jì)算，1、2號(hào)高爐年合計(jì)效益約200萬(wàn)元。
檢修工程部相關(guān)技術(shù)人員認(rèn)為，集團(tuán)公司自從7號(hào)高爐及配套工程投產(chǎn)以來，一直沒有在煉鐵系統(tǒng)新上項(xiàng)目，2008年以后畢業(yè)的大學(xué)生長(zhǎng)期在現(xiàn)場(chǎng)做維護(hù)檢修工作，沒有機(jī)會(huì)參與一個(gè)大項(xiàng)目從設(shè)計(jì)、編程、施工、調(diào)試全方位的鍛煉。在此次高爐升級(jí)改造過程中，老職工將自控專業(yè)編程、調(diào)試的豐富經(jīng)驗(yàn)通過實(shí)踐傳授給年輕人，使他們的技術(shù)精髓得到很好的傳承。