王岩1 ， 刘学军2

（ 1.唐山惠唐新事业股份有限公司， 河北唐山063000； 2.唐山惠唐新事业股份有限公司， 河北唐山063000）

摘要：介绍唐钢转炉除尘灰压球工艺流程，分析压球自控系统，阐述系统存在的问题及解决方案。

关键词： 压球工艺； 转炉除尘灰； 冷固球团

0 引言

由于唐钢二钢转炉除尘进行电除尘改造，产出物转炉除尘灰中含有铁元素、活性氧化钙等资源，为处理产生的除尘灰，唐山惠唐新事业股份有限公司配套筹建了冷固球团厂。该厂通过采用“ 消化- 混匀- 轮碾-压球- 烘干” 的工艺，将除尘灰压制成冷固球团，作为转炉造渣材料，返回炼钢系统，回收利用除尘灰中的铁元素及其他有益成分。该工艺不仅降低了炼钢钢铁料消耗、提高了炼钢冶炼的经济效益，而且社会效益也越来越显著。

1 工艺流程

整个生产系统分为原料系统、消化系统、轮碾系统、压球系统、烘干系统。各个系统工艺流程分别为：

（ 1 ） 转炉干灰由吸排罐车通过氮气输送管道排至原料仓。仓内干灰经双轴加湿机内加水后， 由输送设备（ 链运机、斗提机） 卸至消化仓内进行消化处理。

（ 2 ） 消化后的干灰经输送设备（ 链运机、斗提机）卸至轮碾中间仓。

（ 3 ） 在向轮碾机放料时， 在单螺旋输送机的加料口随流配入一定比例的粘结剂， 同时加入定量的水分，进行碾压充分混合，经过轮碾充分混匀的物料由输送设备（ 链运机、斗提机） 卸至压球中间仓。

（ 4 ） 压球中间仓内轮碾过后的物料通过喂料机送入高压压球机内压球。湿球经辊棒筛筛分后，筛上湿球经过皮带机运至烘干仓内烘干。筛下的碎料经输送设备返回压球机中间仓。

（ 5 ） 湿球靠自重在烘干仓内沿分料器床面移至仓内各烘干室；烘干后的球团经辊棒筛筛分后， 筛上成品球经过溜槽装汽车外运；筛下的碎料经输送设备返回到轮碾中间仓， 继续参与压球。

2 自控系统

2 .1 系统组成

压球的自控系统采用德国S I E M E N S 的S 7 - 3 0 0系列P L C 。通过以太网与上位机通讯，通过P r o f i b u sD P 网与远程站通讯。该厂内还有两套S 7 - 2 0 0 系列P L C ， 一套是布袋除尘系统，一套是气力输灰系统，为了便于操作和管理，在调试阶段将两套系统作为分站纳入D P 网络，并在中控H M I 中集成相关画面、数据、参数、历史曲线及报警等。

2 .2 系统实现

压球系统使用S I E M E N S 的S T E P 7 V 5 .5 编程软件，H M I 在中控室内，集成了布袋除尘及气力输灰，并在除尘配电室设有触摸屏单独监视布袋除尘运行参数及两台高压风机运行参数。压球系统有现场手动，H M I 手动、H M I 自动三种操作方式，通过安装在现场的每个现场操作箱上的转换开关实现现场手动及H M I 操作方式的选择，并通过画面中的手自动按钮实现H M I 手动及自动的选择。其中，现场手动操用于单机调试及自控系统故障时的应急生产，没有连锁，通过现场操作箱转换开关打到就地，通过各设备操作箱上的启停按钮启停设备；H M I 手动操作用于自动调试初期通道测试，没有连锁，通过现场操作箱转换开关到远程，H M I 选择手动后，通过各设备操作面板启停设备；H M I 自动操作用于正式生产，有连锁，通过现场操作箱转换开关到远程，H M I 选择自动后，通过H M I的系统启停按流程启停设备。

2 .3 开机顺序

（ 1 ） 原料系统: 消化仓上料阀门打开→ 2 # 链板机启动→ 1 # 斗提机启动→ 1 # 链板机启动→ 原料双轴搅拌机启动→ 单螺旋给料机启动→ 加湿机启动→ 星型卸料阀启动→ 加水调节阀打开。

（ 2 ） 消化系统： 轮碾机中间仓上料阀打开→ 5 # 链板机启动→ 2 # 斗提机启动→ 1 1 # 链板机启动→ 双轴搅拌机→ 3 # 链板机启→ 消化仓卸料阀启动。

（ 3 ） 轮碾系统: 压球机中间仓上料阀门打开→ 7#链板机启动→ 3 # 斗提机启动→ 6 # 链板机启动→ 轮碾机启动→ 轮碾单螺旋给料机启动→ 轮碾机中间仓卸料阀启动。

（ 4 ） 压球系统:9 # 链板机启动→ 8 # 链板机启动→ 1 #棍棒筛启动→ 1 # 皮带机启动→ 压球机启动→ 2# 皮带机启动→ 单螺旋喂料机启动→ 压球机单螺旋给料机启动→ 压球机中间卸料阀启动。

（ 5 ） 烘干系统: 1 0# 链板机启动→ 2# 棍棒筛启动→3 # 皮带机启动→ 烘干仓振动电机启动。

2.4 停机顺序

停机顺序与系统开机顺序相反。

3 系统不足及解决方法

3 .1 原料加水部分

原料通过星型卸灰阀进入加湿机，在加湿机内进行加水，设计加水量在7% 左右，实际加水量夏季4 % ~6 % ；冬季3 % ~ 4 % 。原料仓有重量显示，水进入加湿机前有电磁流量计及调节阀。此处存在的问题及其解决方法分别为：

（ 1 ） 由于用水量小，调节阀不能控制加入流量。设计加水范围是0~ 1 5 t/h ，选择的流量计及调节阀为D N 5 0 。实际使用时水流量在0 .5 ~ 1 .5 t/h 之间，岗位通过手动阀控制水流量， 此时总控控制调节阀开度在7% 左右。设计时没有考虑最大4 0 t/h 的物料量，由物料量计算得出最大用水流量为2.8 t/h 。按3 t/h 重新选型，管径由原来的D N 5 0 改为了D N 25 。通过此次改造， 实现了中控通过调节调节阀的开度来控制水流量。当水流量在0 .5 ~ 1 .5 t/h 之间时，调节阀开度在1 0 % ~ 5 0 % 。

（ 2） 不能实时提供加水量，导致加水没有指导性。岗位通过调节阀及手阀控制水量， 根据原料仓重量变化快慢来控制物料加水流量，物料输送完毕后，通过原料仓称重显示及流量计水量显示来计算最终的加水量。此方法由于岗位变动及下料波动极易造成加水不稳定。虽然加水量可以通过实时水量除以下料量计算得出，但是选用的称重传感器只显示实时重量，没有瞬时料量。因此，通过编程，做出模拟瞬时料量，并计算得出实时加水量。通过对比实时加水量数据和计算的加水量，发现数据误差在2% 左右，满足使用要求。

3 .2 系统控制部分

压球系统的控制在理想状况下是全自动的，在调试阶段和生产初期是使用的全自动控制， 但是随着生产经验的摸索，发现由于整个流程被中间缓冲仓分为了不同系统，根据生产情况， 中控不能第一时间处理分系统间放停料，并且分系统间的设备，停料时间不长，不需全停设备，只需停止卸料阀即可，因此，全自动不适合生产需求。根据出现的矛盾将一部分设备的操作改为现场就地直接启停，如压球机、喂料机、卸灰阀、轮碾机等，将另一部分设备的操作改为H M I 手动启停，H M I 自动彻底不用。但是这种混合控制的操作导致设备间没有联锁，出现过几次压料现象，造成了生产事故。因此根据生产需求，对控制程序进行了修改，加入H M I 手动联锁，即设备上位启动，并带有联锁，对于个别需要岗位频繁启停的设备，如卸灰阀、卸料阀，通过P L C 控制现场启停，其它设备与之形成联锁。通过改造， 满足了设备间联锁的需要， 保证了安全生产。

通过这次改造并结合生产情况，在日后项目设计时可以考虑：将纯电气的现场单机启停改为P L C 控制的现场单机启停；根据设备布置，分成若干区域设置远程站，通过D P 网络实现控制；设计编程时完成现场手动操作、H M I 手动操作、H M I 手动联锁操作、H M I 自动操作等控制方式。

4 结语

控制系统满足了生产需求，在保证产品质量、节约能量、降低劳动强度、改善操作条件、提高劳动效率、增加生产效益以及维护安全生产等方面都起到了积极的作用。对存在的问题进行改进后，达到了调整的目的，保证了生产的顺利进行。