转炉3H2B操作与控制优化方式.pdf

4 2 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年2 期 转炉3H 2B 操作与控制优化方式 程宾 金隆铜业有限公司，铜陵2 4 4 0 2 1 摘要简要阐述金隆公司3 5 万t 熔炼挖潜改造及电解工程中转炉实现3 H 2 B 操作与控制的方式，对控 制、工艺装备等进行了说明。 关键词P S 转炉；3 H 2 B ；开关；P L C 中图分类号T F 8 1 1文献标识码A文章编号1 ．0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 9 0 2 0 0 4 2 - - 0 4 T h eO p e r a t i o na n dE m i n e n tC o n t r o l l i n go f3H 2 Bf o rC o n v e r t e r C H E N GB i n g J i n l o n gC o p p e rC o ．，L t d ，T o n g l i n g2 4 4 0 2 1 ，C h i n a A b s t r a c t T h eo p e r a t i o na n dc o n t r o l l i n go f3H 2 Bb yu s i n gc o n v e r t e rw e r eb r i e f l yi n t r o d u c e di nt h e3 5 0k t ／a s m e l t i n ga n dp o t e n t i a l i t ye x p l o i t a t i o ni nJ i n l o n gc o m p a n y ．T h ec o n t r o l l i n ga n dt e c h n o l o g ye q u i p m e n t sw e r e a l s oe x p l a i n e d ． K e y w o r d s P Sc o n v e r t e r ；3H 2 B ；S w i t c h ；P L C 转炉吹炼通常可分为造渣期 C F S 和造铜期 C F B ，这样做的目的是为了达到转炉吹炼与闪速 炉的良好配合。转炉操作从本质上说是按周期性进 行的，为了使转炉产出的烟气量波动范围减少，同时 又能最大限度地提高生产能力，希望选定能使转炉 停风时间最短的送风制度，亦即送风时率力求更高。 而转炉最佳的送风量选择又得从转炉炉口熔体喷出 情况、转炉吹炼的热平衡、转炉炉衬寿命及冶金化学 反应时间等因素来考虑。故转炉操作方法是以能否 使熔炼车间均匀地、稳定地放出冰铜，转炉能否合理 安排吹炼计划，正常地进行吹炼来确定的。 2 H I B 是指转炉在做期交换作业，即3 台转炉，2 台在热态，其中有1 台在送风吹炼，1 台在冷态维修。 2 H 2 B 是指转炉在做炉交换作业，即3 台转炉，2 台在 热态，2 台同时送风吹炼，1 台在冷态维修。3 H 2 B 是 指转炉在做炉交换作业，即4 台转炉，3 台在热态，其 中任意有2 台在同时送风吹炼，1 台为冷态维修。 1 转炉操作模式及技术参数 改造前转炉采用2 H 2 B 作业，2 台送风机 I 号 作者简介程宾 1 9 7 2 - - ，男，安徽桐城人，工程师． 4 50 0 0m 3 ／h 十2 号4 00 0 0m 3 ／h 同时送风，2 套锅 炉及排烟收尘系统，送风量为4 10 0 0m 3 ／h C F S 期 ～4 40 0 0m 3 ／h C F B 期 ，冰铜品位6 1 ％～ 6 2 ％，生产产能达到2 5 万t ／a 阴极铜。在进行3 5 万t 挖潜改造中新增1 台垂4 ．3m 1 3m 转炉及1 台4 80 0 0m 3 ／h 送风机 3 号 ，3 台送风机两开一 备，2 套锅炉及排烟收尘系统，转炉系统实行3 H 2 B 的作业制度。主要性能参数冰铜装入量2 3 0t ／h 、 送风量 C F S 4 30 0 0m 3 ／h 、送风量 C F B 4 50 0 0 m 3 ／h 、送氧浓度 C F S 2 60 A 、送氧浓度 C F B 2 1 ％、冰铜品位6 2 ％、送风时间 C F S 1 - 4 9h 、送风 时间 C F B 3 ．2 4h 、停风时间 C F S l 一S 2 5 5m i n 、 停风时间 C F S 2 一B 2 0r a i n 、周期时间8 ．3 7h 、送风 时率7 9 ．1 ％、日总炉数2 ．8 7 炉、总氧量13 5 4m 3 ／ h 、日处理冰铜量18 4 5 ．9 8t ／B D 、转炉作业率 9 2 ．5 ％、矿铜年产量3 5 91 3 6 ．5t ／a 。 2 转炉送风系统控制模式优化 2 ．1 风机管线及阀门配置 动力中心3 台转炉送风机，其中1 号转炉送风 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年2 期 4 3 机对应转炉A 送风管线，3 号转炉送风机对应转炉 B 送风管线，2 号转炉送风机可以任意切换到A 或 是B 转炉送风管线上。在转炉本体区域A 和B 送 风管线上增加8 个电动阀门进行线路切换。具体配 置见图l 。 图1 风机管线及阀门配置 F i g ．1 T h em a i nc a p a b i l i t yp a r a m e t e rf o r3 H 2 Bc o n v e r t e r 2 ．2 炉选开关配置及功能 因任意两台转炉可同时吹炼，因此吹炼的转炉 要变动时，送风的炉号、烟气排烟、熔剂装入流程也 要作相应的变动，以便控制系统适用新选炉号的作 业。在转炉监控室内设置了同时转换全部操作回路 的转炉炉选开关。 转炉炉选开关的设置与送风阀、送风电动碟阀、 送风机入口导叶阀、送氧量调节调节阀、交直流电机 事故倾转装置、事故倾转报警信号、熔剂加料运输系 统、锅炉出口钟罩阀联锁。因任意两台转炉可同时 吹炼，原有的1 根送风管与新增的1 根送风管，可分 别至1 、2 、3 、4 号转炉，根据生产操作情况可以任意 I C F A 电动阀开 2 C F A 3 C F ’A 4 C f l A 切换，但每根送风管只能对1 台转炉送风，不得同时 送于2 台转炉。所以被选定吹炼的2 台转炉分别对 应各自一根送风管接受送风，另一根送风管上的相 对应的电动蝶阀必须关闭。 2 H 1 B 转炉炉选开关是一只三位置转换开关， 分别对应到1 号、2 号、3 号。而3 H 2 B 或2 H 2 B 同 时会有2 台转炉同时送风，所以将炉选开关由原先 的一套改为二套 一套炉选开关选择A 风管，另外 一套选择B 风管 ，每套转炉开关有5 个位置 1 号 炉／2 号炉／3 号炉／4 号炉／切断位置 ，其A 、B 风管 操作指示灯逻辑图见图2 ～3 。 I C F A 炉选有效 图2A 风管操作指示灯逻辑图 F i g ．2 T h e l o g i cd i a g r a mo fo p e r a t i o ni n d i c a t o rl i g h tf o rAw i n dp i p e l i n e 2 ．3 转炉送风机运行信号的选择2 ．4 排风机运行信号的选择 动力中心有三台转炉送风机，2 H 1 B 操作时只转炉排风机有2 台，一台为变频调速，另一台为 运行一台转炉送风机，2 H 2 B 或3 H 2 B 操作时会有2液力偶合器调速，正常运行时是一开一备，转炉送风 台转炉送风机运行，此时要考虑到风机切换的问题。时，如果2 台转炉排风机均无运行信号将输出排风 将转炉三台送风机的信号引入到转炉P L C ，并且在机故障信号，并且送风中的转炉将自动进行事故倾 2 号转炉送风机的高压柜上安装一套转换开关用来转。 切换到A 路线或是B 路线，此信号也引入到转炉 P L C 。逻辑图见图4 。 2 ．5 二氧化硫风机运行信号的选择 硫酸有二套系统并列运行，也可以单独运行，当 万方数据 4 4 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年2 期 发生一套系统故障时，转炉在2 H 2 B 或是3 H 2 B 时， 只是选择了A 风管的转炉进行事故倾转，并且S O 。 风机故障信号也只在选择了A 风管的转炉操作台 上进行报警指示，B 风管的转炉正常进行吹炼。当 1 C F B 电动阀开 发生二套系统故障时，转炉在2 H 2 B 或是3 H 2 B 时， A 风管及B 风管的转炉同时进行事故倾转，并且同 时在操作台上进行报警。逻辑图见图5 。 l C F B 炉选有效 图3B 风管操作指示灯逻辑图 F i g ．3 T h el o g i cd i a g r a mo fo p e r a t i o ni n d i c a t o rl i g h tf o rBw i n dp i p e l i n e 图4 转炉送风机运行信号逻辑图 F i g ．4 T h el o g i cd i a g r a mo fr u n n i n gs i g n a lf o rc o n v e r t e rb l o w e r 2 ．6 事故倾转条件及联锁转炉调试，在调试期间不影响另三台转炉生产。 转炉在送风当中如发生以下任何一种情况均进转炉送风调节P I D 回路，在2 H I B 时只有一条 行自动事故倾转 1 交流失压； 2 风口压力低； 3 回路，D O 输出信号也是一路，此P I D 控制2 台转炉 送风阀故障； 4 送风机故障； 5 排风机故障； 6 排 送风机的入口导叶阀开度，4 ～2 0m A 信号的切换 风机出口阀故障； 7 锅炉出口钟罩阀故障； 8 送风 在动力中心P L C 上进行切换，由于2 台转炉送风机 电动阀故障； 9 二氧化硫风机故障。事故倾转逻辑 风量相差50 0 0m 3 ／h ，P I D 的控制参数能够满足转 控制方框图见图6 1 号转炉为例 。 炉工况。3 H 2 B 新增了一台4 80 0 0m a ／h 的风机，风 3 转炉系统控制模式优化 机风量最大相差80 0 0m 3 ／h , 如果还是一条P 1 D 控 制回路，会造成调节速度过慢，影响转炉工况。考虑 为维持生产连续性，保证生产过程中不影响原 此点P I D 调节回路改为三条，D O 输出信号为三路。 有设备的正常使用，2 H 2 B 及3 H 2 B 采取分步进行，P I D 调节画面仍然保持是一幅，只是P I 。C 内部进行 程序上要求做到2 H 1 B 、2 H 2 B 、3 H 2 B 自由切换。所 数据标签调用，方便操作。 以程序设计上要充分考虑，并且只能在大修期间进 风叶人口导叶在手动控制时，增加了斜波控制， 行安装调试主程序。另在大修期间对整个P L C 的 导叶开度由大到小需经过时间延迟，提高了送风的 I ／O 点重新进行优化，将4 号转炉的全部控制点单窨仝牲 独配置在一个控制柜内，电源也是独立的，便于4 号 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 9 年2 期 4 5 图5 二氧化硫运行信号逻辑图 F i g ．5 T h el o g i cd i a g r a mo fs u l f u rd i o x i d er u n n i n gs i g n a l l o 厦 ；业 故自动 - _ _ 流失墨 C 1 5 ．J F L 故障 f 呲故障 工作中 I I Il 工作中I I 送风机故障 l 口压力低L I 口钟罩阀故障 申动蛾溷 电动蝶阍故障 ；风阀故障 I 枷讲口橱曲瞳．． 直C F事～⋯一一一 h _ 几 流l 故 事4倾 t 机出口阀故障 I ．．_ J 转 啪运行 t 机进口阀故障 ．I h 故0 倾 时 t 机出口阀故障 U 转间t 机运行 或l a m 工作中 1 0 度 I 。o 直流t ；U p C v l 4 0 1 ．1 一R 事故m } 故自动 流失压． 事故倾转时间 1 8 秒 1 。卜J 图6 事故倾转逻辑图【1 号转炉 F i g ．6T h el o g i cd i a g r a mo fe m e r g e n c yr o l l o u t t h eN o ．1c o n v e r t e r 万方数据