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摘 要：张钢1350 m3高炉是2010年1月28日投产运行的串罐式的新高炉，运行几个月就已实现了达产。但随生产的进行，初期建设中存在的问题也渐渐显露，再加上新工艺的新要求在初期建设中未能得到很好的完善，这些问题已成为制约生产的重要因素。针对生产中存在的问题我们采取了相应的措施，其突出问题就是上料工艺问题。文章简要介绍了张钢炼铁系统中自动化系统的构成，以及上料系统内各重要设备间的连锁关系，然后讨论了上料系统存在的问题以及对问题的分析及解决方案。
关键词：自动化；上料系统；混料
中图分类号：TF325 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）27－0063－02
1 张钢炼铁自动化系统
张钢1350高炉自动化系统采用的是韩国Ls产电公司生产的高性能plc组成工业以太网环网的解决方案，现场的传感器、执行器、变频器，直流传动装置、操作开关等多采用profibus现场总线方式实现与cpu的通讯，主控室操作电脑与服务器采用此C/S结构，plc与控制电脑分在不同的网段，plc之间通过High Speed Link实现高速通信。
此方案优点明显，主要的优点：①为提高系统的稳定性采取了两个措施：一是cpu实现系统冗余；二是工业以太网实现了环网结构。②现场设备通过profibus通讯，节省了线缆用量，对于现场模块出现的问题可以在主控室人机界面上做监控，有利于维护人员迅速对故障点的位置做出判断，并迅速查找原因而解决问题。③服务器为冗余配置，plc与主控制室控制电脑在不同网段也提高了网络的可靠性，并减轻了网络负担。④网络扩展方便。
2 上料系统内各设备间的关系
高炉上料系统分为高炉矿槽系统和高炉炉顶系统。矿槽系统主要完成对高炉所需要料的供给。炉顶系统主要工作是把原料合理的布置到高炉之内。高炉炉顶系统向矿槽系统发送下料请求，矿槽系统则是在高炉请求与自身条件满足的情况下给高炉供料。炉顶系统与矿槽系统之间的信息交换通过以太网High Speed Link来实现。
2.1 对于矿槽系统，主要是完成各种原料在制定料单下的顺序排料
此控制最主要的逻辑关系是把矿仓中不同的料按照制定的料单在运转皮带上实现合理的放置。由于各个仓位置固定，皮带的运转速度也是固定的，从而可以得到各个仓的位置时间，根据各个仓的位置时间就可以实现排出的料在皮带上首尾相接。具体排料顺序采取的是料单中远离高炉侧的仓先下料，第一仓下料完毕后产生的料尾与第二仓的料头衔接，依次类推实现一批料在皮带上的合理衔接。
2.2 对于炉顶系统的工作主要是如何实现将矿槽系统所传送原料安全、规则的放置到高炉之内
众所周知，高炉冶炼是在高温高压等苛刻条件下进行的一系列化学、物理反应，为保证高炉生产的顺行稳定安全的进行，实现对苛刻条件的满足至关重要。炉顶各设备之间存在严格的逻辑关系，无料钟炉顶参与自动控制的主要设备为料流系统上料罐的上料闸（截料阀）、上密封阀，下料罐的料流阀（节流阀）、下密封阀，以及布料流槽和探尺、气流系统的排压阀、均压阀。
2.2.1 无料钟炉顶布料过程
炉料通过皮带送至上料罐后，当下料罐没有炉料时，下料罐进行排压操作（即下料罐的压力和大气压力一样大小），然后上密封阀打开，接着截料阀打开，炉料从上料罐进入下料罐；当炉料完全进入下料罐后，截料阀关闭，然后上密封阀关闭。探尺运行到规定料线后提起，下料罐进行均压操作（即下料罐压力与炉内压力一样大小），然后下密封阀打开，料流阀随后开到规定开度；炉料从下料罐流出，经料流调节阀、下密封阀，通过旋转溜槽布到炉喉内，形成新的料面。当一批料布完后，料流调节阀关闭，接着下密封阀关闭。在料流调节阀关闭的同时，探尺开始跟踪料面。达到料线后，进行下一轮的布料操作。
2.2.2 布料溜槽的控制
布料溜槽所起到的作用，顾名思义为向炉内布料之用，是布料准确与否的关键设备。在高炉操作者制定的料单控制下，依据料种、料重，完成对入炉料在炉内的合理放置。为完成此目标，布料溜槽须与节流阀配合使用。布料采用了两种方式：一个是重量法布料，即依据下料罐内料的重量，节流阀所开角度大小按照料流曲线自动执行；一个是时间法布料，即依据旋转溜槽旋转一周所用时间固定，按照经验人为控制节流阀角度，完成对入炉料圈数和份数的控制。
3 上料系统存在的问题与解决方案
高炉投产初期，重点是如何顺利开炉的工作，对上料速度要求并不严格，一些逻辑的判断仅停留在能够完成基本的功能上，而没达到精细化的要求。随着生产的进行，一些细节问题慢慢显现。
3.1 溜槽布料问题与解决方案
布料溜槽所完成的工作就是严格按照高炉操作人员设置好的布料矩阵，把下料罐内的料按照圈数与份数合理的放置到高炉之内指定的位置。高炉炉顶内料的分布情况合理与否对高炉生产的好坏有非常大的影响。从生产中发现，我们的布料溜槽并不能很好的依照布料矩阵的设定执行。布料溜槽工作的正常顺序应该是从布料矩阵的第一档按照设定的圈数与份数开始布料，一档完成换作二档，依次进行到设定的最后一档，最后一档的圈数和份数完成后，一罐料的布置亦即完成。而现实却是另一种状态：布料溜槽倾动是从上一次布料的末档对应角度运转到本次布料的第一档，然后依次到最后一档。这种状态的结果是高炉的最外圈所布料的量减少到设定的一半左右，外圈减少的量全部落到内圈之中，造成外围炉料向中心堆积，此结果不是我们要的理想状态。经过分析发现，此结果的出现与逻辑的判断有直接关系，如果把上一罐料的末尾所对应的溜槽倾动角度提前过渡到本罐料的起始角度，问题就可以得到解决。按照此思路，对布料溜槽的程序进行了改进，得到了理想的结果。
3.2 矿槽混装问题与解决方案
所谓的混装上料是指把焦丁烧结矿、球团矿、块矿混合在一起的上料方式。此上料方式的合理性已被实践所验证，此混装冶炼不但可以改善炉内软熔带的透气性、透液性，且有利于提高冶炼强度，提高生铁质量，降低成本。原混装方案是采用焦丁在皮带上与其他矿混合一次，其他矿依次排于皮带之上而不混合的方案，皮带之上所有原料在高炉上料罐和下料罐各混合一次，而后打到高炉之内。此种方案混合并不充分。我们采取了更为优化的混装方案，根据现有设备状况，在尽可能不改动外围设备状态的前提下，采用改变各仓的控制方案即各仓的下料顺序，实现烧结矿与其他矿在皮带上尽可能大面积的混合，亦即在皮带运行允许的前提下实现烧结矿与焦丁、球团、块矿在皮带上的混合。各仓控制方案的改进重点是对料头与料尾产生的判断。经过改进后，混装系统成为两套系统，原系统与优化后系统可以从人机界面实现一键切换。
4 结束语
高炉上料系统的改进是在原有设备的基础上，不添加任何其他设备的前提下通过改变主程序即实现了想要的结果。高炉上料系统自改进以来，系统运行稳定，高炉上料能力得到了提高，节省了成本，高炉产量也稳步提升。
参考文献
1 刁日升、刘树芳、杨志远.攀钢高炉焦丁混装入炉生产实践［J］.钢铁钒钛，2000（1）
Zhang Gang 1 350 m3 Blast Furnace Process Improvement
Liu Changming, Zhang Wei
Abstract: Zhang Gang 1350 m3 blast furnace is 28 January 2010 put into operation a new string tank blast, had run a few months to achieve full production. However, with production for the initial construction problems has gradually revealed, along with the new requirements of the new technology failed to get the initial construction to very good sound, these problems have become an important factor constraining production. Problems for production we have taken appropriate measures, the prominent issue is the question on the feeding process. This paper briefly describes the sheet steel iron system automation system composition, and feeding system Within the important linkage between devices, and then discuss the problems in the feeding system and the analysis of the problem and solutions.
Key words: automation; feeding system; mixing
关键词：自动化；上料系统；混料
中图分类号：TF325 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）27－0063－02
1 张钢炼铁自动化系统
张钢1350高炉自动化系统采用的是韩国Ls产电公司生产的高性能plc组成工业以太网环网的解决方案，现场的传感器、执行器、变频器，直流传动装置、操作开关等多采用profibus现场总线方式实现与cpu的通讯，主控室操作电脑与服务器采用此C/S结构，plc与控制电脑分在不同的网段，plc之间通过High Speed Link实现高速通信。
此方案优点明显，主要的优点：①为提高系统的稳定性采取了两个措施：一是cpu实现系统冗余；二是工业以太网实现了环网结构。②现场设备通过profibus通讯，节省了线缆用量，对于现场模块出现的问题可以在主控室人机界面上做监控，有利于维护人员迅速对故障点的位置做出判断，并迅速查找原因而解决问题。③服务器为冗余配置，plc与主控制室控制电脑在不同网段也提高了网络的可靠性，并减轻了网络负担。④网络扩展方便。
2 上料系统内各设备间的关系
高炉上料系统分为高炉矿槽系统和高炉炉顶系统。矿槽系统主要完成对高炉所需要料的供给。炉顶系统主要工作是把原料合理的布置到高炉之内。高炉炉顶系统向矿槽系统发送下料请求，矿槽系统则是在高炉请求与自身条件满足的情况下给高炉供料。炉顶系统与矿槽系统之间的信息交换通过以太网High Speed Link来实现。
2.1 对于矿槽系统，主要是完成各种原料在制定料单下的顺序排料
此控制最主要的逻辑关系是把矿仓中不同的料按照制定的料单在运转皮带上实现合理的放置。由于各个仓位置固定，皮带的运转速度也是固定的，从而可以得到各个仓的位置时间，根据各个仓的位置时间就可以实现排出的料在皮带上首尾相接。具体排料顺序采取的是料单中远离高炉侧的仓先下料，第一仓下料完毕后产生的料尾与第二仓的料头衔接，依次类推实现一批料在皮带上的合理衔接。
2.2 对于炉顶系统的工作主要是如何实现将矿槽系统所传送原料安全、规则的放置到高炉之内
众所周知，高炉冶炼是在高温高压等苛刻条件下进行的一系列化学、物理反应，为保证高炉生产的顺行稳定安全的进行，实现对苛刻条件的满足至关重要。炉顶各设备之间存在严格的逻辑关系，无料钟炉顶参与自动控制的主要设备为料流系统上料罐的上料闸（截料阀）、上密封阀，下料罐的料流阀（节流阀）、下密封阀，以及布料流槽和探尺、气流系统的排压阀、均压阀。
2.2.1 无料钟炉顶布料过程
炉料通过皮带送至上料罐后，当下料罐没有炉料时，下料罐进行排压操作（即下料罐的压力和大气压力一样大小），然后上密封阀打开，接着截料阀打开，炉料从上料罐进入下料罐；当炉料完全进入下料罐后，截料阀关闭，然后上密封阀关闭。探尺运行到规定料线后提起，下料罐进行均压操作（即下料罐压力与炉内压力一样大小），然后下密封阀打开，料流阀随后开到规定开度；炉料从下料罐流出，经料流调节阀、下密封阀，通过旋转溜槽布到炉喉内，形成新的料面。当一批料布完后，料流调节阀关闭，接着下密封阀关闭。在料流调节阀关闭的同时，探尺开始跟踪料面。达到料线后，进行下一轮的布料操作。
2.2.2 布料溜槽的控制
布料溜槽所起到的作用，顾名思义为向炉内布料之用，是布料准确与否的关键设备。在高炉操作者制定的料单控制下，依据料种、料重，完成对入炉料在炉内的合理放置。为完成此目标，布料溜槽须与节流阀配合使用。布料采用了两种方式：一个是重量法布料，即依据下料罐内料的重量，节流阀所开角度大小按照料流曲线自动执行；一个是时间法布料，即依据旋转溜槽旋转一周所用时间固定，按照经验人为控制节流阀角度，完成对入炉料圈数和份数的控制。
3 上料系统存在的问题与解决方案
高炉投产初期，重点是如何顺利开炉的工作，对上料速度要求并不严格，一些逻辑的判断仅停留在能够完成基本的功能上，而没达到精细化的要求。随着生产的进行，一些细节问题慢慢显现。
3.1 溜槽布料问题与解决方案
布料溜槽所完成的工作就是严格按照高炉操作人员设置好的布料矩阵，把下料罐内的料按照圈数与份数合理的放置到高炉之内指定的位置。高炉炉顶内料的分布情况合理与否对高炉生产的好坏有非常大的影响。从生产中发现，我们的布料溜槽并不能很好的依照布料矩阵的设定执行。布料溜槽工作的正常顺序应该是从布料矩阵的第一档按照设定的圈数与份数开始布料，一档完成换作二档，依次进行到设定的最后一档，最后一档的圈数和份数完成后，一罐料的布置亦即完成。而现实却是另一种状态：布料溜槽倾动是从上一次布料的末档对应角度运转到本次布料的第一档，然后依次到最后一档。这种状态的结果是高炉的最外圈所布料的量减少到设定的一半左右，外圈减少的量全部落到内圈之中，造成外围炉料向中心堆积，此结果不是我们要的理想状态。经过分析发现，此结果的出现与逻辑的判断有直接关系，如果把上一罐料的末尾所对应的溜槽倾动角度提前过渡到本罐料的起始角度，问题就可以得到解决。按照此思路，对布料溜槽的程序进行了改进，得到了理想的结果。
3.2 矿槽混装问题与解决方案
所谓的混装上料是指把焦丁烧结矿、球团矿、块矿混合在一起的上料方式。此上料方式的合理性已被实践所验证，此混装冶炼不但可以改善炉内软熔带的透气性、透液性，且有利于提高冶炼强度，提高生铁质量，降低成本。原混装方案是采用焦丁在皮带上与其他矿混合一次，其他矿依次排于皮带之上而不混合的方案，皮带之上所有原料在高炉上料罐和下料罐各混合一次，而后打到高炉之内。此种方案混合并不充分。我们采取了更为优化的混装方案，根据现有设备状况，在尽可能不改动外围设备状态的前提下，采用改变各仓的控制方案即各仓的下料顺序，实现烧结矿与其他矿在皮带上尽可能大面积的混合，亦即在皮带运行允许的前提下实现烧结矿与焦丁、球团、块矿在皮带上的混合。各仓控制方案的改进重点是对料头与料尾产生的判断。经过改进后，混装系统成为两套系统，原系统与优化后系统可以从人机界面实现一键切换。
4 结束语
高炉上料系统的改进是在原有设备的基础上，不添加任何其他设备的前提下通过改变主程序即实现了想要的结果。高炉上料系统自改进以来，系统运行稳定，高炉上料能力得到了提高，节省了成本，高炉产量也稳步提升。
参考文献
1 刁日升、刘树芳、杨志远.攀钢高炉焦丁混装入炉生产实践［J］.钢铁钒钛，2000（1）
Zhang Gang 1 350 m3 Blast Furnace Process Improvement
Liu Changming, Zhang Wei
Abstract: Zhang Gang 1350 m3 blast furnace is 28 January 2010 put into operation a new string tank blast, had run a few months to achieve full production. However, with production for the initial construction problems has gradually revealed, along with the new requirements of the new technology failed to get the initial construction to very good sound, these problems have become an important factor constraining production. Problems for production we have taken appropriate measures, the prominent issue is the question on the feeding process. This paper briefly describes the sheet steel iron system automation system composition, and feeding system Within the important linkage between devices, and then discuss the problems in the feeding system and the analysis of the problem and solutions.
Key words: automation; feeding system; mixing