料线：低于正常料线0.5m以上叫低料线,时间在1小时以上。低料线的危害;打乱了炉料的正常分布,使料拄的透气性变坏,炉内煤气流分布失常,炉料得不到正常预热和正常还原,是造成炉凉和炉况失常的重要原因.。低料线会使高炉顺行变坏，炉温向凉，生铁含硫升。高1-2倍。风渣口易破损低料线易损坏炉衬,打乱软熔带的正常分布,易造成炉墙结厚和结瘤，也容易烧坏炉顶设备。低料线;的炉料到达软熔带时，高炉难操作。炉料透气性差，风量和压差不对应。低料线的原因;生产不稳定.高炉顺行变差，崩料或连续崩料；坐料形成低料线，特别是顽固懸料坐料形成低料线特别深；设备故障不能上料或上料慢。以及原燃料供应不上等。低料线的处理；要充分认识低料线的危害。根据炉顶温度（不超过250℃）高低，适度减风，控制好料线，要确保炉顶温度不能超出允许最高值（3 00℃），保护好炉顶设备（启动炉顶打水设备，但不能打水过多）。
减风是赶料线的最好办法。但不适宜于长期低料线作业。减风、低压时间不超过2小时。为补偿炉料加热不足，防炉凉，低料线一定要轻焦炭负荷，要根据料线的深度和时间而定，一般轻焦炭负荷10%——30%。设备故障；减风到高炉允许的最低水平，只要风口不来渣。故障消除后，要先装料，撵上料线后，再加风。上料过程中要补净焦。故障处理时间长，不能上料，要抓紧组织出铁，铁后休风。上料设备故障之后，可先上几批焦，后补矿石。但焦炭上料设备故障，不允许先上几批矿石，后补焦炭的做法。炉况不顺的高炉低料线的处理一定要慎重。要防止恶性懸料。可采取减风与控料线相结合的办法，风压平稳是前提。炉子已懸料，要先装料，后坐料。赶料线到炉料碰撞点时，可改1-3批倒装料，以疏松边缘。
低料线的炉料到达风口区时，如遇风压高，高炉炉况不顺，可改1-3批倒装料或适度减风。为保护炉顶设备，在炉顶温度大于500℃时，可向大小钟之间通蒸气，但严禁向炉内打水，可适度减风。风量减到50%以上时，料线深3m以上，低料线的因素没排除，要立即组织出铁，铁后休风。撵料线不能急，要均匀上料，防止懸料或恶性懸料。连续崩料造成的低料线，建议休风堵风口，以利于恢复炉矿。案例：某厂1513m3高炉因设备事故造成低料线4m，处理过急，低料线的炉料到达风口区时连续崩料，未及时减风，导致悬料，以及顽固悬料。最终导致炉凉，用十多天处理才正常。某厂1513m3高炉因上料设备故障，造成低料线。赶料线过急，料满后悬料，进一步处理不当，坐
料不下，休风料也不下，喷吹渣口和铁口无效，只好拉下渣口小套，送风吹炉缸内炉料外排。两小时后坐料下来，炉大凉，出三次号外。
高炉操作 一. 高炉长时间减风初期可能会使高炉料速下降，如果此时喷煤等没有变化得话，炉温初期会上升，但是当过了这段时间由于减风降压会使炉内氧气含量降低燃烧速度变慢，高炉内反应变慢，造成热量不足，此时只有注意降低负荷。来维持高炉正常的物理热 喷煤的热滞后 在喷煤的实践中发现，增加喷煤量后，炉缸出现先凉后热的现象，即煤粉在炉缸分解吸热，使炉缸温度降低，直到增加的煤粉量带来的煤气量和还原性气体（尤其是H2量）在上部改善热交换和间接还原的炉料下到炉缸，使炉缸温度上升，这一过程所经历的时间叫做热滞后时间。 二 . 悬料 炉料停止下降，延续超过正常装入两批料的时间，即为悬料；经过3次以上坐料未下，称顽固悬料。 ◆悬料的原因： 悬料主要原因是炉料透气性与煤气流运动不相适应。 ◆悬料的种类： 按部位分为上部悬料、下部悬料；按形成原因分为炉凉、炉热、原燃料粉末多、煤气流失常等引起的悬料。 ◆悬料主要征兆： ①悬料初期风压缓慢上升，风量逐渐减少，探尺活动缓慢。
②发生悬料时炉料停滞不动。 ③风压急剧升高，风量随之自动减少。 ④顶压降低，炉顶温度上升且波动范围缩小甚至相重叠。 ⑤上部悬料时上部压差过高，下部悬料时下部压差过高。 ◆悬料的预防： ①低料线、净焦下到成渣区域，可以适当减风或撤风温，绝对不能加风或提高风温。 ②原燃料质量恶化时，应适当降低冶炼强度，禁止采取强化措施。 ③渣铁出不净时，不允许加风。 ④恢复风温时，幅度不超过50C／h，加风时每次不大于150 m3／min。 ⑤炉温向热料慢加风困难时，可酌情降低煤量或适当撤风温。 ◆悬料处理： ①出现上部悬料征兆时，可立即用改常压(不减风)操作；出现下部悬料征兆时，应立即减风处理。 ②炉热有悬料征兆时，立即停氧、停煤或适当撤风温，及时控制风压；炉凉有悬料征兆时应适当减风。 ③探尺不动同时压差增大，透气性下洚，应立即停止喷吹，改常压放风坐料。坐料后恢复风压要低于原来压力。 ④当连续悬料时，应缩小料批，适当发展边沿及中心，集中加净焦或减轻焦炭负荷。
送风制度 1.送风制度的概念 在一定的冶炼条件下，确定合适的鼓风参数和风口进风状态。 2.适宜鼓风动能的选择 高炉鼓风所具有的机械能叫鼓风动能。适宜鼓风动能应根据下列因素选择： ◆原料条件 原燃料条件好，能改善炉料透气性，利于高炉强化冶炼，允许使用较高的鼓风动能。原燃料条件差，透气性不好，不利于高炉强化冶炼，只能维持较低的鼓风动能。 ◆燃料喷吹量 高炉喷吹煤粉，炉缸煤气体积增加，中心气流趋于发展，需适当扩大风口面积，降低鼓风动能，以维持合理的煤气分布。但随着冶炼条件的变化，喷吹煤粉量增加，边缘气流增加。这时不但不能扩大风口面积，反而应缩小风口面积。因此，煤比变动量大时，鼓风动能的变化方向应根据具体实际情况而定。 ◆风口面积和长度 在一定风量条件下，风口面积和长度对风口的进风状态起决定性作用。 风口面积一定，增加风量，冶强提高，鼓风动能加大，促使
中心气流发展。为保持合理的气流分布，维持适宜的回旋区长度，必须相应扩大风口面积，降低鼓风动能。 ◆高炉有效容积 在一定冶炼强度下，高炉有效容积与鼓风动能的关系见表4—1。 表4—1 高炉有效容积与鼓风动能的关系 高炉适宜的鼓风动能随炉容的扩大而增加。炉容相近，矮胖多风口高炉鼓风动能相应增加。 鼓风动能是否合适的直观表象见表4—2。 表4—2 鼓风动能变化对有关参数的影响
3.合理的理论燃烧温度的选择 风口前焦炭和喷吹燃料燃烧所能达到的最高绝热温度，即假定风口前燃料燃烧放出的热量全部用来加热燃烧产物时所能达到的最高温度，叫风口前理论燃烧温度。 理论燃烧温度的高低不仅决定了炉缸的热状态，而且决定炉缸煤气温度，对炉料加热和还原以及渣铁温度和成分、脱硫等产生重大影响。 适宜的理论燃烧温度，应能满足高炉正常冶炼所需的炉缸温度和热量，保证渣铁的充分加热和还原反应的顺利进行。理论燃烧温度过高，高炉压差升高，炉况不顺。理论燃烧温度过低，渣铁温度不足，炉况不顺，严重时会导致风口灌渣，甚至炉冷事故。 理论燃烧温度提高，渣铁温度相应提高，见图4—1。
课题：高炉自动上料（配料）控制系统的设计与制作 系部：机电工程学院 专业：电气自动化技术 班级： 姓名：李瑞 学号： 指导老师： 2019．3．15 第28 页共20页
目录 摘要 (31) 第一章序言 (31) 1.1课题意义 (32) 1.2课题来源 (33) 1.3国内外高炉自动控制系统的研究现状和趋势 (33) 1.3.1高炉计算机控制发展 (33) 1.3.2炼铁自动化技术的现状 (34) 1.3.3高炉自动化系统的发展趋势 (34) 1.4毕业设计主要任务 (35) 1.5本章小结 (35) 第2章高炉上料生产工艺 (35) 2.1高炉上料系统的组成与工作原理 (36) 2.1.1高炉上料系统自动控制概述 (37) 2.1.2高炉上料控制系统流程 (37) 2.2高炉炼铁生产工艺简介 (39) 第三章可编程控制器及PID控制 (39) 3.1可编程控制器 (40) 3.2PID控制 (41) 第四章高炉上料系统的软件设计 (42) 4.1PLC程序设计 (42) 4.2槽下设备运转控制 (45) 4.3主卷上料小车的连锁控制 (45) 结束语 (47) 谢辞 (47) 参考文献 (48) 第30页共20页
在冶金企业中，高炉给料系统是一个非常重要的复杂的设备系统。为了保证高炉进料的稳定、安全、高效工作，高炉进料计算机自动控制的设计与实现显得尤为重要。在提高控制系统控制精度的基础上，进一步提高了高炉进给操作的可靠性、安全性和稳定性，为高炉的生产提供了可靠的保证。本文结合实际科研项目——高炉进料系统自动改造，开发设计了一套高炉进料生产线自动控制系统。本项目跟踪国内外先进技术，采用目前先进的无钟炉具设备，提高设备可靠性，降低备件消耗，节约成本。在国内外生产过程控制技术发展的基础上，开发设计了可编程控制器控制系统。在本系统中，PLC作为核心部件，对整个生产线起到监控作用，各种电磁阀等机械部件发出控制指令，并结合组态软件完成论文的要求。根据PLC的输入和输出点进行硬件配置;根据PLC编程的特点，采用与工厂电路图最接近的方法——梯形图编制软件，并将软件划分为几个模块。通过组态软件实现操作界面、数据显示、设备状态、布匹设置、历史趋势、打印管理。用户可以修改各种数据。在原有常规控制系统的基础上进行了优化。采用PID控制对进给流量阀进行调节和控制。采用精确的结构模型对高炉进料系统进行了详细的分析，有效地解决了进料流量阀相对误差较大的问题，实现了快速调整，为高炉稳定高产创造了条件。 关键词：高炉自动上料系统；PLC；PID控制 第一章序言 高炉炼铁在钢铁冶金行业中，是最重要的组成部分。高炉炼铁是一个连续的过程，其通过氧化还原反应，将铁矿石还原生成生铁。各种原料包括铁矿石、焦炭和助熔剂按成分比例，由炉顶加料装置批次被送至高炉内，炉喉面要维持在一定的高度。铁矿石和焦炭在炉中变化成为交替的层状结构，在下降的过程中，矿石逐渐变成铁水和熔渣，聚集在炉中，并定期从释放口放出。高炉供料系统是炼铁生产的重要组成部分，供料系统通过料车分开，分为配料系统和上料系统前后两部分，本文主要阐述上料系统的硬件和软件的设计。 第28 页共20页
附件二高炉炉缸冻结的原因与处理 炉缸冻结是高炉生产中的严重事故，它将给炼铁生产造成巨大的经济损失。因此在高炉生产操作中必须尽量避免发生这种事故。由于炉温大幅度下降导致渣铁不能从铁口自动流出时，就表明炉缸已经处于冻结状态。 炉缸冻结是炉缸工作严重失常的表现，包括炉缸凝结和冻结。炉缸凝结是炉缸冻结的先导，此时风口和渣口工作已失常，但铁口仍可放出铁水，而大量粘稠的熔渣仍然留在炉缸内。炉缸凝结进一步发展，不仅风口、渣口工作都已失常，而且铁口也不能放出铁水时，就形成炉缸冻结。炉缸冻结的根源是炉况大凉和冶炼行程的失常。 炉况严重失常造成炉缸剧冷，如果处理不当将造成冻结，表现为风口不进风，放不出渣铁。此时，争取从铁口出铁是将炉缸逐渐熔化转为正常的关键。高炉炉缸冻结的原因很多，一般说来，都是由几个因素汇合而成的。 炉缸冻结的原因 （1）、冻结是剧冷的发展，及时制止炉冷引起的下料过快，是防止冻结事故的关键，但经常被操作人员所忽视。炉冷形成后，势必下部直接还原增加，在风量不变的条件下，因单位时间内固体碳消耗量增加，更使下料加快。炉冷时炉缸压力下降，风量不将自动增加，促使下料过快，进一步加剧了炉冷的发展。这是一个恶性循环，此时如不及时处理，将导致炉温剧降，直到冻结。 （2）、高炉长时间连续塌料、悬料、发生管道且未能有效制止。严重的管道行程、连续大崩料等，也能导致炉缸剧冷和冻结。 （3）、由于外围影响造成长期亏料线。原燃料质量突然恶化，装料制度有误，导致煤气利用严重恶化，没能及时发现和处理。 （4）、炉渣稳定性差是造成炉缸冻结的另一个重要因素。碱度高，或含AL2O3、MgO高的炉渣稳定性差，当炉温下降时，炉渣流动性急剧降低，致使已熔化的物质再凝结而导致冻结。（5）、冷却设备损坏大量漏水流入炉内，没有及时发现和处理，能使用权炉缸迅速致冷，尤其是热容量小时的中、小高炉。 （6）、长期发展边缘煤气流或洗炉时，瘤滑落进入炉缸，而计划中所减轻的焦炭负荷不足，不能弥补巨大的额外热支出，致使炉缸剧冷发展为炉缸冻结。 （7）、开炉不当以及无计划或超计划休风时间过长，造成炉缸逐渐下降逐渐凝结，开炉送风后，又不断熔化流向炉缸。在这种情况下，如不及时排出冷渣铁，既妨碍炉况的恢复，又极易产生风口灌渣事故。因此，尽快从铁口放出铁水和熔渣，是开炉炉前操作的关键。（8）、其它操作错误，如上料系统称量有误或装料有误，造成焦炭负荷过重。 如果在高炉日常生产操作中，出现以上情况，高炉操作者必须引起高度的重视，避免炉缸冻结事故的发生。 炉缸冻结的处理 2.1 处理高炉炉缸冻结要比开炉更加困难，其原因是： （1）炉内炉料的焦炭负荷分布与热量需求不匹配； （2）料柱透气性显著恶化，气流分布失常。不仅煤气能量利用恶化，而且炉料偏行；（3）炉缸及高炉下部堆积了大量凝结物功半熔的中间产品； （4）风口和渣铁口不能正常状态作业，渣铁排出困难； （5）极易烧坏风口等冷却设备。 2.2高炉炉缸冻结事故的处理原则和主要措施： （1）炉缸冻结是高炉冶炼生产中的重大事故，必须尽快排除。既要求缩短时间，更应避免
高炉炉况管理规定 1.目的 因料制宜，实施精细化、数据化炉况管理，实现高炉长期“均衡、稳定、高效”的生产理念。 2.适用范围 龙钢公司炼铁高炉生产工序。 3.定义 炉况管理内容包括炉况分级管理、原燃料质量管理、高炉操作管理、炉型管理、数据化管理、高炉休/复风管理、预案管理。 正常炉况：全风作业、压量稳定、下料顺畅、渣铁热量充沛、流动性好、生铁质量良好，对冶炼条件有较强的适应能力，休减风后容易恢复到正常水平。 失常炉况：采用日常调整炉况失效，不能在短期内恢复正常的炉况，通常可分煤气流失常和热制度失常两大类。 4.职责 4.1总工程师办公室（以下简称“总工办”） 4.1.1负责入炉原燃料内控标准的制、修定。 4.1.2负责入炉原燃料质量监控和相关事宜的协调。 4.1.3负责炉料结构调整的审批。 4.1.4负责配料方案的审批。 4.1.5负责高炉炉况重点参数的检查、纠偏。 4.2炉料优化办公室（以下简称“炉料优化办”） 4.2.1负责配料方案的制定。 4.2.2负责炉料结构的制定。 4.2.3负责入炉原燃料达到内控标准要求及配料要求。 4.3炼铁厂 4.3.1负责高炉操作方针的制定、执行。 4.3.2负责入炉原燃料质量的跟踪。 4.3.3负责炉料配比的执行。 4.3.4负责高炉操作预案的制定、执行。 4.3.5负责高炉休、复风方案的制定、执行。 4.3.6负责炉况信息的传递工作。 4.3.7负责日常炉况的操作管理工作。
4.3.8负责按要求召开炉况分析会,并严格落实所定操作要求。 4.4生产部 负责生产信息及重大工艺信息的传递工作。 4.5质量保证部 4.5.1负责按检验计划对入炉原燃料检验分析。 4.5.2负责按检验计划要求及时上传检验数据、并将不达标数据进行通报。 5.管理程序 5.1炉况管理 5.1.1炉况管理分为公司级、分厂级、车间级三级管理。 5.1.3三级炉况管理职责界定 a.公司级 a)当原燃料质量（炉料结构）出现较大幅度波动（需调整），可能引起各炉炉况波动时。总工办确认后报公司主管副总批准，炼铁厂启动高炉原、燃料理化指标变化预案；同时总工办组织相关部门/单位人员分析原因，制定措施，使原燃料质量限期达到内控标准要求，原燃料质量达至内控标准要求二日后，预案解除，高炉在二日内操作参数调整控制到正常水平（核心为产量、炉温、风温、喷煤、焦比、炉料结构达到计划控制要求）。 b)当外部条件或内部炉况等原因需调整风口配置时。炼铁厂提出调整计划（方案和分厂炉况组组长组织的，成员参加的，主管厂长审批的专题会分析材料），经总工办审核，报公司主管副总批准后，炼铁厂利用修风或检修机会执行，总工办负责监督。 c)正常生产中需调整炉况：布料矩阵需增减环带或调整角度，或矿石批重1BF、2BF需大于27吨，3BF、4BF需大于48吨时。由炼铁厂提出（方案和分厂炉况组组长组织的，成员参加的，主管厂长审批的专题会分析材
重庆科技学院 毕业设计（论文）题目1350M3高炉主上料装置设计 学院机械与动力工程学院 专业班级设维08-01 学生姓名宋卫学号2008630644 指导教师何正春职称工程师 评阅教师职称 2011年 6 月8 日
重庆科技学院 毕业设计（论文）任务书 院（系）机械与动力工程学院 专业班级设维08-01 学生姓名宋卫学号2008630644 指导教师何正春职称工程师 题目：1350M3高炉主上料装置设计 ______________________________________ （任务起止日期2011年03月21 日至2011年06月24日） 系主任年月日
学生毕业设计（论文）原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 年月日
摘要 本次毕业设计是关于13503 m高炉主上料装置的设计。首先进行充分的调研，包括设备的使用条件、环境条件，作好详细的资料调研收集，了解高炉炼铁的生产工艺过程，分析各种可能的方案，进行必要的可行性和必要性分析，根据要求设计出能根据炼铁工艺的要求，满足13503 m高炉炉顶上料的高炉上料装置，并且有较好的使用和维护性能。对设计的输送设备的主要零部件进行强度校核，主要标准件的选取进行充分的理论计算分析。最后设计出了能满足要求的带式输送机上料装置。 关键词：高炉上料装置驱动装置
最新高炉炼铁工作标准手册 常见问题的处理 低料线 高炉用料不能及时加入到炉内，致使高炉实际料线比规定料线低0．5m或更低时，即称亏料线。亏料线作业对高炉冶炼危害很大，它打乱了炉料在炉内的正常分布位置，改变了煤气的正常分布与流向，使炉料得不到充分的预热与还原，引起炉凉和炉况不顺，诱发管道行程。严重时由于上部高温区的温度大幅波动，容易造成炉墙结厚或结瘤，顶温控制不好还会烧坏炉顶设备。 引起亏料线的原因有多种多样，其中包括：(1)上料设备及炉顶装料设备发生故障；(2)原燃料供应跟不上；(3)崩料、坐料后的深料线。 当引起深料线的情况发生后，要迅速了解亏料线的原因，判断处理失常时间的长短。根据时间的长短，采取控制风量或停风的措施，尽量减少亏料线的深度。由于上料设备系统故障不能拉料，引起顶温高，开炉顶喷水或炉顶蒸汽控制顶温，必要时减风(顶温小于150℃后，应及时关闭炉顶喷水)。不能拉料时间较长(超过30min)，要果断停风。造成的深料线(大于4m)，可在炉喉通蒸汽情况下在送风前加料到4m以上。由于冶炼原因造成低料时，要酌情减风防凉和不顺。 亏料线的原因、深度和时间长短不同，处理的方法也不同。亏料线1h以内应减轻综合负荷5％～10％。若亏料线1h以上和料线超过3m在减风同时，应补加净焦或减轻焦炭负荷，以补偿亏料线所造成的热量损失。冶炼强度越高，煤气利用越好，亏料线的危害就越大，所需减轻负荷的量也要相应增加。当装矿石系统或装焦炭系统发生故障时，为减少亏料线，在处理故障的同时，可灵活地先上焦炭或矿石，但不宜加入过多。集中加焦不能大于4批；集中加矿不能大于2批，而后再补回大部分矿石或焦炭。当亏料线因素消除后应尽快把料线补上。赶料线期间一般不控制加料，并且应采取疏导边沿煤气的装料制度。当料线赶到2.5m以上后，根据压量关系情况可适当控制加料，以防悬料。当料线赶到3m以上后，逐步加风。低料线加的炉料作用时，要注意稳定炉温和炉况顺行。 管道行程 管道行程是高炉断面某局部煤气流过分发展的表现。管道的产生是由于原燃料质量变坏，风量与料柱透气性不相适应，炉温波动大，亏料线作业，布料不合理及各风口进风不均，炉型不规则等造成。 ①管道行程有以下几个征兆： (1)出现边缘管道时，炉顶煤气温度和炉墙温度在某一固定方向升高，圆周4个方向温度分散。中心管道行程时，炉顶温度带窄并且温度水平升高，炉墙温度下降。以上管道严重时，炉顶温度大幅度急剧升高。 (2)初期风压下降、风量自动增加、透气性指数增加、风大不下料。发生崩料后管道堵塞，风压迅速升高，风量、透气性指数突降呈锯齿状。严重者，风压锐减，然后风压突然冒尖而悬料。 (3)料尺工作不均，出现滑尺、埋尺、停滞、塌落等假尺现象。 (4)炉顶压力波动，顶压出现较大向上尖峰。 (5)炉喉煤气曲线不规则，管道处CO2值低。 (6)边缘管道行程时，管道方向的静压力上升，压差下降且波动大；中心管道行程时，炉身4个方向的静压力值差别不大，且都有降低。 (7)风口工作不均匀，不稳定，管道方向的风口忽明忽暗，有时有生料。 (8)炉尘吹出量明显增加。 ②处理方法 (1)发现管道要及时处理，当出现风量较明显的自动上升、风压下降的苗头时及时减少风量。当风压急剧下降，风量突然上升时，应立即减风，控制风压比原来风压低一些。炉热时，可降风温，减少或暂停喷吹。
第二节高炉炉况失常及处理 三、失常炉况的标志及处理 1. 失常炉况的概念 由于某种原因造成的炉况波动，调节得不及时、不准确和不到位，造成炉况失常，甚至导致事故产生。采用一般常规调节方法，很难使炉况恢复，必须采用一些特殊手段，才能逐渐恢复正常生产。 2.炉况失常原因 ◆基本操作制度不相适应。 ◆原燃料的物理化学性质发生大的波动。 ◆分析与判断的失误，导致调整方向的错误。 ◆意外事故。包括设备事故与有关环节的误操作两个方面。 3.失常炉况的种类 低料线、悬料、炉墙结厚、炉缸堆积、炉冷、炉缸冻结、高炉结瘤等。 4.低料线 高炉用料不能及时加入到炉内，致使高炉实际料线比正常料线低0．5m或更低时，即称低料线。 ◆低料线的原因： ①上料设备及炉顶装料设备发生故障。 ②原燃料无法正常供应。 ③崩料、坐料后的深料线。 ◆低料线的危害： ①破坏炉料的分布，恶化了炉料的透气性，导致炉况不顺。 ②炉料分布被破坏，引起煤气流分布失常，煤气的热能和化学能利用变差，导致炉凉。 ③低料线过深，矿石得不到正常预热，势必降低焦炭负荷，使焦比升高。
④炉缸热量受到影响，极易发生炉冷，风口灌渣等现象，严重时会造成炉缸冻结。 ⑤炉顶温度升高，超过正常规定，烧坏炉顶设备。 ⑥损坏高炉炉衬，剧烈的气流波动会引起炉墙结厚，甚至结瘤现象发生。 ⑦低料线时，必然采取赶料线措施，使供料系统负担加重，操作紧张。 ◆低料线的处理： ①由于上料设备系统故障不能拉料，引起顶温高，开炉顶喷水或炉顶蒸汽控制顶温，必要时减风。 ②不能上料时间较长，要果断停风。造成的深料线(大于4 m)，可在炉喉通蒸汽情况下在送风前加料到4m以上。 ③由于冶炼原因造成低料线时，要酌情减风，防止炉凉和炉况不顺。 ④低料线1 h以内应减轻综合负荷5％～l0％。若低料线l h以上和料线超过3 m在减风同时，应补加净焦或减轻焦炭负荷，以补偿低料线所造成的热量损失。 ⑤当装矿石系统或装焦炭系统发生故障时，为减少低料线，在处理故障的同时，可灵活地先上焦炭或矿石，但不宜加入过多。一般而言集中加焦不能大于4批；集中加矿不能大于2批，而后再补回大部分矿石或焦炭。当低料线因素消除后应尽快把料线补上。 ⑥赶料线期间一般不控制加料，并且采取疏导边沿煤气的装料制度。当料线赶到3 m 以上后、逐步回风。当料线赶到2．5 m以上后，根据压量关系情况可适当控制加料，以防悬料。 ⑦低料线期间加的炉料到达软熔带位置时，要注意炉温的稳定和炉况的顺行。 ⑧当低料线不可避免时，一定要果断减风，减风的幅度要取得尽量降低低料线的效果，必要时甚至停风。 5.悬料 炉料停止下降，延续超过正常装入两批料的时间，即为悬料；经过3次以上坐料未下，称顽固悬料。 ◆悬料的原因： 悬料主要原因是炉料透气性与煤气流运动不相适应。
本文介绍了莱钢1#1000m高炉矿槽炉顶上料系统的工艺流程，施耐德公司昆腾系列PLC控制系统的特点、硬件组态及软件功能，并详细介绍了该PLC控制系统的主要控制功能。Abstract：This paper mainly discuss the process control system of feeding system for blast furnace based on Schneider TSX Quantum series PLC. Configuration software Concept2.6 are adopted to monitor and manage process data. The whole system well satisfies the technical requiments for control. 关键词：PLC；自动控制；上料系统；昆腾 Key words：PLC；automation；feeding system；Quantum 1、概述 莱钢1#1000m高炉2005年投产，矿槽炉顶上料系统设计采用施耐德公司昆腾系列PLC，该控制系统实现了对矿石、球团、烧结、焦碳等原料的自动称量，并完成称量误差的自动补偿；实现了炉顶各阀门的顺序自动开关，α、β、γ的角度自动设定以及其他相关辅助设备的自动控制；实现了对高炉矿槽炉顶上料系统的数据采集、数据显示与数据控制。该系统投运以来，运行稳定，效果良好。 2、高炉矿槽炉顶上料系统工艺流程简述 2.1 槽上控制工艺流程： 高炉槽上设计13个料仓，4个烧结矿仓(3#、4#、5#、6#)，2个焦炭仓（7#，8#），3个球团仓（9#、10#、11#），2个杂矿仓（1#、2#），1个焦丁仓。 槽上有3条打料皮带机，每条皮带机对应一辆卸料小车，采用卸料小车可以将胶带机输送的原料卸至不同的料仓，当采用卸料小车进行卸料时，卸料小车先开至所选择的料仓上方，然后启动胶带机，原料就经卸料小车卸到小车下方的料仓。 2.2 槽下控制工艺流程： 高炉槽下设两个大烧结矿仓，两个小烧结矿仓，两个杂矿仓，三个球团仓，一个备用仓。每个矿仓下都有振动筛，筛除小于5mm的碎矿，大烧结矿仓的矿经过筛分后分别进入料坑的左右中间称量斗，小烧结矿仓的矿经筛分后分别进入各自配套的称量斗，然后经矿石皮带机集中运送，经料坑上方的翻板进入料坑中的矿石中间斗，经筛分后的5mm烧结矿经返矿皮带机运到碎矿仓。 焦炭设左右两个焦仓，仓下装有振动筛和振动给料机，焦炭经筛分后，大于20mm的块焦，分别直接进入料坑的左右焦炭称量斗，筛下小于20mm的碎焦经SJ1、SJ2胶带机倒运33 到SJ3碎焦胶带机上，送至碎焦仓上振动筛，将碎焦分级成8mm以上和8mm以下两种产品，大于8mm的焦丁由SJ4胶带机运至焦丁仓，再经焦丁给料机到焦丁称量斗，然后到供料胶带机与烧结矿一起进入料坑中间斗。小于8mm的碎焦落入焦粉仓等待汽车外运。当料车到底后，相应的矿石中间斗或焦炭斗向料车装料。
高炉上料自动控制系统中几个关键环节的设计摘要：高炉上料过程必须做到及时、准确，操作灵活，靠人工操作已不能满足生产需要，自控系统成为高炉生产中不可缺少的环节，因此，必须高度重视高炉自控系统的设计工作。 关键词：自控系统；布线；配料；环形布料；定点布料；扇形布料；料制参数 abstract: the blast furnace process must be done timely, accurate, flexible operation, can no longer rely on manual operations to meet production needs, the automatic control system to become an indispensable component in the blast furnace production, therefore, we must attach great importance to the design of the blast furnace automation system. key words: automatic control system; wiring; ingredients; circular fabric; the sentinel fabric; fan-shaped cloth; material system parameters 中图分类号：tb486+.3文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012） 高炉上料是炼铁生产中非常重要的环节，是衔接上、下游生产工序的纽带，且控制工艺复杂，实时性要求高，一旦出现问题，将给炼铁生产造成严重影响，甚至休风停产。因此，必须设计好高炉上料系统的自动控制方案，并且结合生产工艺，优化控制细节。下
中南民族大学 计算机科学学院 PLC课程设计报告 课程PLC技术及应用 设计题目高炉上料PLC控制系统 年级专业12级自动化 学号 学生姓名 指导教师 2015年 6 月22 日
目录 引言 (4) 1. 课题要求 (4) 2. 系统总体方案设计 (4) 2.1 系统硬件配置及组成原理 (4) 2.2 系统变量定义及分配表 (5) 2.3 系统接线图设计 (6) 2.4 系统可靠性设计 (7) 3 控制系统设计 (7) 3.1 控制过程工艺流程图设计 (7) 3.2 控制程序顺序功能图设计 (10) 3.3 控制程序设计思路 (11) 4 人机界面设计 (11) 4.1 选用界面介绍 (11) 4.2 画面制作及设计 (12) 5 系统调试及结果分析 (12) 5.1 系统调试及解决的问题 (12) 5.2 结果分析 (13) 结束语 (13) 参考文献 (14) 附录一：源程序 (14)
附录二：调试运行中的部分运行图 (19)
高炉上料PLC控制系统 引言 高炉上料PLC控制系统主要运用于工业现场，例如混凝土加工厂、炼钢厂等大型工业现场。这些大型工业现场由于设备笨重、车间安全系数低，容易发生事故等原因，采用PLC控制可以轻松、方便、安全操作设备，防止意外事故发生，并能够实现自动控制，大量的减轻了工人的工作强度，提高了生产效益。 1. 课题要求 高炉上料控制系统主要是在工业现场中对物料混合加工进行配料控制，自动或者手动实现控制，方便人员操作，减轻工作负担。 系统设备：运料小车、小钟、大钟、料尺、各相关位置开关。 工作过程描述：初始小车停在底部，人工启动后20秒时间装料，装料完毕小车上行，到达顶部位置自动卸料到小钟内（卸料时间5秒）；而后小车自动下行到底部。 物料从小车中放到小钟后，小钟下放，使物料落入大钟。小钟下放到位5秒后提升，提升到位（关到位）后下放大钟，使物料落入高炉，大钟下放到位延时7秒后提升到位（注意互锁关系：大、小钟不得同时下放）料尺每隔2分钟下探一次料位。当料位上限开关动作，表明炉内物料已满，应停止上料（将本次上料完成后停止上料），直到料位下降到上极限以下。 可由人工在任何时间停止所有设备，但大小钟在停止操作发生时应先确保都提升到位才不再工作。人工停止后转手动控制，PLC不再干预。 相关时间参数：小车运行时间：30S；小钟下放/提升时间：10S 大钟下放/提升时间：15S；料尺下探/提升时间：10S 2. 系统总体方案设计 2.1 系统硬件配置及组成原理 该系统采用CJ1M系列PLC控制器作为开发设备，使用CJ1M-CPU22型号设备，该设备程序容量10Ksteps、DM（字）32K、I/O点数320点，可以从以太网、Controller-Link、DeviceNet 和CompoBus/S中选择最适合的网络。能基本实现高炉上料工业现场的控制。 外围器件使用行程开关作为行程指示信息，使用触摸屏和CJ1M 组合系统实现现场监控，从而达到自动和手动监控功能。
料线停滞不动，而后又突然下落（＞500mm），称为塌料。连续停滞和塌落（1—2小时内出现两次或两次以上塌料），称为连续塌料。 1高炉连续塌料的原因 1.1中心或边缘气流过分发展或管道等原因所造成的炉况失常没有及时调节。 1.2炉凉或炉热进一步发展的结果。 1.3严重偏料或长期低料线所引起的煤气流分布失常和炉况波动。 1.4炉衬严重结厚或炉瘤长大时未及时处理。 1.5原燃料质量恶化，粉末增多或焦炭强度变差未及时调节。 1.6炉渣碱度过高（超过25以上），而同时出现炉凉。 1.7冷却器漏水，未及时发现处理，导致炉况波动。 2高炉连续塌料的现象
2.1料尺连续出现停滞和塌落现象，下料速度差别大，料面偏差大，出现假尺现象。 2.2风压、风量、透气性指数曲线呈锯齿状波动，塌料前风压降低，风量增加；塌料后风压升高，风量减少，透气性指数降低；发展严重时，曲线变粗瞬时波动很大。高炉接受风量能力逐渐变差。 2.3风口工作极不均匀，部分风口有生降、涌渣现象，严重时风口自动灌渣，甚至烧穿。 2.4炉喉CO2曲线紊乱，最高点降低；炉顶、炉喉温度管道部位升高，温度带变宽、曲线分散；塌料时煤气上升管出现异常的响声，严重时，炉顶温度急剧升高，炉顶温度瞬间可达800℃以上，上升管烧红。 2.5炉顶压力急剧波动，频繁出现高压尖峰，顶压逐渐降低；常压炉顶压力曲线出现向上尖峰。 2.6渣铁温度急剧下降，生铁中[Si]降低，[S]急剧升高，渣温不足，颜色变黑，流动性变差，严重时放不出渣，有时渣中带铁较多。
2.7料面摄像仪的图像局部或整体出现“散花”、滚动和塌落现象。 2.8如因边缘负荷过重引起的塌料，则风口不易接受喷吹物；如因管道行程引起的塌料，则在管道方向的风口不易接受喷吹物。 3高炉连续塌料的危害性 高炉塌料打乱了煤气流的正常分布，影响矿石的预热和还原。特别是高炉下部的连续塌料，会使炉缸温度急剧向凉、铁中硫升高，甚至造成风口灌渣以及风口被砸入炉内的事故，必须及时果断的处理。连续塌料是炉况严重失常的前兆，危害极大，处理不及时，容易造成高炉大凉及炉缸冻结事故的发生。故操作者必须采取及时而果断的措施，制止连续塌料的持续发展。 4高炉连续塌料的预防及处理措施 4.1出现连续崩料，应视情况大幅度减风，将风减至能制止塌料的程度，使风压、风量达到平稳的水平。减风时，准确判断，做到一步到位。适当控制富氧量。依据风量大小，调节炉顶压力，控制压差低于正常水平。
5.6 高炉炼铁 炼铁iron making 高炉炼铁[法] blast furnace process 高炉blast furnace 鼓风炉blast furnace 炉料charge, burden 矿料ore charge 焦料coke charge 炉料提升charge hoisting 小车上料charge hoisting by skip 吊罐上料charge hoisting by bucket 皮带上料charge hoisting by belt conveyer 装料charging 装料顺序charging sequence 储料漏斗hopper 双料钟式装料two-bells system charging 无料钟装料bell-less charging 布料器distributor 炉内料线stock line in the furnace 探料尺gauge rod 利用系数utilization coefficient 冶炼强度combustion intensity 鼓风blast 风压blast pressure 风温blast temperature 鼓风量blast volume 鼓风湿度blast humidity 全风量操作full blast 慢风under blowing 休风delay 喷吹燃料fuel injection 喷煤coal injection 喷油oil injection 富氧鼓风oxygen enriched blast, oxygen enrichment 置换比replacement ratio 喷射器injector 热补偿thermal compensation 焦比coke ratio, coke rate 燃料比fuel ratio, fuel rate 氧化带oxidizing zone 风口循环区raceway 蒸汽鼓风humidified blast 混合喷吹mixed injection 脱湿鼓风dehumidified blast 炉内压差pressure drop in furnace 煤气分布gas distribution 煤气利用率gas utilization rate 炉况furnace condition 顺行smooth running 焦炭负荷coke load,ore to coke ratio 软熔带cohesive zone,softening zone 渣比slag to iron ratio,slag ratio 上部[炉料]调节burden conditioning 下部[鼓风]调节blast conditioning 高炉作业率operation rate of blast furnace 休风率delay ratio 高炉寿命blast furnace campaign 悬料hanging 崩料slip 沟流channeling 结瘤scaffolding 炉缸冻结hearth freeze-up 开炉blow on 停炉blow off 积铁salamander 炉型profile,furnace lines 炉喉throat 炉身shaft,stack 炉腰belly 炉腹bosh 炉缸hearth 炉底bottom 炉腹角bosh angle 炉身角stack angle 有效容积effective volume 工作容积working volume 铁口iron notch, slag notch 渣口cinder notch, slag notch 风口tuyere 窥视孔peep hole 风口水套tuyere cooler 渣口水套slag notch cooler 风口弯头tuyere stock 热风围管bustle pipe 堵渣机stopper 泥炮mud gun,clay gun 开铁口机iron notch drill 铁水hot metal 铁[水]罐iron ladle 鱼雷车torpedo car 主铁沟sow 出铁沟casting house 铁沟iron runner 渣沟slag runner 渣罐cinder ladle, slag ladle 撇渣器skimmer 冷却水箱cooling plate 冷却壁cooling stave 汽化冷却vaporization cooling 热风炉hot blast stove 燃烧室combustion chamber 燃烧器burner 热风阀hot blast valve 烟道阀chimney valve 冷风阀cold blast valve 助燃风机burner blower 切断阀burner shut-off valve 旁通阀by-pass valve 混风阀mixer selector valve 送风期on blast of stove,on blast 燃烧期on gas of stove, on gas 换炉stove changing 放散阀blow off valve 内燃式热风炉Cowper stove 外燃式燃烧炉outside combustion stove 顶燃式热风炉top combustion stove 炉顶放散阀bleeding valve 放散管bleeder 上升管gas uptake 放风阀snorting valve
高炉上料自动控制系统 【摘要】本文主要论述了罗克韦尔控制系统在包钢万腾钢铁1#高炉中的应用。对自动控制系统的组成、硬件配置、控制过程及控制功能的实现进行了详细阐述。 【关键词】罗克韦尔控制系统；装料控制；布料控制 0 概述 高炉上料装置是生产中的重要环节，提高其自动化水平，可以大大减轻工人劳动强度，提高生产效率，同时通过原料的精确配比，又可提升产品的品质和质量。高炉上料自动控制系统采用PLC完成所有的顺序控制过程、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。计算机负责监控和人机对话，PLC和计算机通过光纤进行通讯，进行动态数据交换，实现点对点通讯，控制与监控分开，可靠性高。 1 上料系统的控制方案 万腾钢铁1#高炉上料控制系统分为槽下配料和小车上料及炉顶布料三部分构成，采用的是卷扬小车自动上料，炉顶是单罐式无料钟炉顶，槽下矿槽为单列左右对称布置，高炉料车卷扬采用的是两套变频传动，互为备用。溜槽布料倾角和节流调节采用比例阀控制，炉顶探测料面采用2根变频调速垂直探尺。炉顶其它设备采用的是液压传动。溜槽、料溜调节阀的位置检测装置采用的是三个增量型编码器。在上料过程中，炉料先投进受料斗里，随后放入料罐中，在这个过程中，由于高炉不能和大气相通，通过控制炉顶放散阀、均压阀、上密阀、料斗翻板、下密阀、料流阀的顺序开关来实现高炉的正常下料，通过控制α、β、γ来实现高炉布料。 根据高炉上料系统的工艺要求，综合考虑控制的可靠性及实用性，其设计方案如下。 高炉上料自动控制系统由一套冗余PLC及三个远程I/O站组成。CPU机头及高炉炉顶I/O位于高炉主控楼PLC室，CPU、电源模块及通讯模块采用冗余方式。炉顶远程I/O主要控制炉顶设备及布料器、探尺等炉顶设备。槽下设备远程I/O站位于矿槽主控楼，主要控制槽下配料设备以及槽下液压站设备。卷扬远程I/O站位于卷扬液压站，主要控制炉顶液压站及与卷扬西门子300PLC的硬连接控制。矿槽除尘远程I/O站，主要控制矿槽除尘风机、仓壁振动器及刮板机等除尘系统设备。 2 控制系统的硬件配置 整个上料系统包括一套冗余PLC系统和三个远程I/O站。冗余PLC包括CPU
高炉悬料事故预防及处理规定
目录 一、悬料的相关概念 (1) 1、炉料下降的条件 (1) 1) 下降的空间 (1) 2) 下降的有效重力 (1) 2、悬料的定义 (1) 3、悬料的分类 (1) 二、悬料的原因 (2) 1、上部悬料产生的原因 (2) 2、下部悬料产生的原因 (2) 三、悬料的预防 (3) 四、悬料的征兆 (4) 1、上部悬料的征兆 (4) 2、下部悬料的征兆 (4) 五、悬料后的处理 (4) 1、悬料的处理原则 (5) 2、一般性悬料的处理 (5) （1）悬料后 (5) （2）坐料前 (5) （3）坐料期间 (6) （4）坐料后 (6) 3、上部悬料的处理 (7) 4、下部悬料的处理 (7) 5、炉温合适或热悬料的处理 (8) 6、凉悬料的处理 (8) 7、恶性悬料的处理 (9) （1）、炉温不足的恶性悬料处理 (9) （2）、炉温充足时的恶性悬料处理 (9) （3）、透气性十分恶化的恶性悬料处理 (9)
由于原燃料波动、操作制度波动及炉前放渣出铁影响等因素，悬料在日常生产中难以避免，为减少悬料事故的发生、防止对悬料事故处理不当造成事故扩大，特对悬料事故预防及处理进行规范如下： 一、悬料的相关概念 1、炉料下降的条件 炉料下降必须具备2个条件：下降的空间、下降的有效重力。 1)下降的空间 形成炉料下降空间的必要条件是：具有一切能使炉料在炉内所占体积减小或消失的因素。具体包括：焦炭在风口前燃烧（形成空间35-40%）；直接还原的耗碳（15%）；矿石的体积收缩（30%）；出渣出铁（15-20%）。 2)下降的有效重力 有效重力=炉料自身重量-炉料与炉墙间摩擦力-炉料相互之间的摩擦力 当炉料有效重力大于炉内压差（上升煤气流对炉料的浮力)，则炉料顺利下降，否则形成悬料、管道行程。 2、悬料的定义 当高炉某一局部炉料正常下降的条件遭到破坏时，会出现管道、难行，甚至停止下降等现象。一般，炉料停止下降的时间持续达到2批料（探尺停滞15-20分钟），称为悬料。 3、悬料的分类 按发生的部位分：上部悬料、下部悬料。软熔带以上部位发生的悬料称为上部悬料，软熔带以下部位发生的悬料称为下部悬料。
学号： HEBEI UNITED UNIVERSITY 毕业设计说明书 G RADUATE D ESIGN 设计题目：高炉上料料车自动控制系统
摘要 目前高炉上料的形式主要有两种：一是卷扬料车上料，二是皮带上料，由于料车上料占地面积小，在中小高炉中得到广泛的应用。本设计采用双料车交替上料方式，由卷扬机牵引料车在轨道上行进，到达高炉炉顶后料车自动将原料卸入高炉内。当前多数的高炉卷扬机的调速方式是串电阻调速，但电阻容易烧毁，加上卷扬机钢丝绳松紧程度不一，有时出现料车―挂顶‖事故，严重影响了生产效率，因此需要此系统进行改造。本设计通过PLC程序给变频器发送信号，改变频率大小，从而改变电机的速度，实现料车的加减速控制，并采用组态软件WinCC对整个运行过程进行实时监控，保证了系统控制的可靠性和安全性。 关键词料车上料；PLC；变频器；WinCC
Abstract The blast furnace feeding at present basically has two kinds: one is lifting skip feeding，the other one is belt feeding，due to the skip feeding cover an area of an area small，widely used in the middle and small blast furnace.Alternating feeding way，this design uses double car by traction skip hoist，marching to the blast furnace top skip automatically after the raw material of discharging into the blast furnace.Currently most of the blast furnace of the hoist speed control mode is series resistance speed governing，but resistance to burn，tightness and hoist wire rope is differ，sometimes skip "hanging roof accident，seriously affected the production efficiency，so need to modify the system.This design through the PLC program design size，send a signal to frequency converter to change frequency to change the speed of the motor，to control the deceleration of the skip，and uses the configuration software WinCC real-time monitoring of the whole operation process，ensure the reliability and security of the system control. Keywords The skip loading;PLC;Frequency converter;WinCC