炼钢厂脱硅工艺简介
为了及时降低铁水中硅元素的质量分数，可以用载流气体把铁精矿粉 和CaO粉末加入到铁水包中，其中精矿粉末量不大于70%,粒度分布为0- 0.5mm的占92.7%，0.5-2mm的占7.3%。脱硅剂堆密度约为2.2t/m3,脱硅剂中水分含量不大于1.5%。借助铁水的冲击，完成脱硅反应。但由于现场实践经验少，实际应用成功的案例并不多，这与自动化仪表控制的设计精度高低也有一定关系。
从现场应用来看，脱硅是一项新技术，脱硅过程中要严密监视铁水温度下降情况，铁水温度过低时要立即停止喷吹作业。脱硅过程中还要特别注意泡沫渣的形成，必要时应加入消泡剂。脱硅的料仓与铁水包的距离越近越好，否则难以避免粉末料的板结和堵塞。
仪表P&ID系统原理
脱硅的设计和布置有很多种，但必须坚持靠近投料现场的原则，否则容易造成堵料。图1所示为一个脱硅处理的典型流程控制图，从现场来看，可以在现有基础上继续简化。毕竟喷吹是一个单一的流程，应该尽量减少自动化复杂程度，以确保系统稳定。
图1 炼钢厂脱硅处理流程控制图
炼钢厂脱硅工艺中的自动化控制技术
在整个脱硅处理中，称重系统是基础，因为由于秤的状态不稳或者精度太低，会造成过量喷入脱硅剂，引起剧烈氧化反应，造成喷溅。料仓设置电子秤连续称量料重，实现料位检测，控制室HMI显示料位，称量精度为±50kg。控制室的HMI上实现料仓高料位和低料位报警。喷吹罐内料量的称量设置大屏幕现场显示，并具有远传功能，称量精度为±5kg。
在脱硅工艺操作中，控制系统是关键，不但要把脱硅站气力输送设备中的压力、流量、称重等仪表信号，全部送入PLC系统，在HMI上显示和控制，还要保证料仓向喷吹罐中正常下料，同时考虑必要的电保温措施以防止脱硅剂在料仓中结块。料仓上部除尘器要求具有良好的除尘效果，排放气体含尘量标态不超过100mg/m3。除尘器为布袋式，设置脉冲电磁阀定时反吹，控制室设置反吹定时，料罐车向料仓加料时停止反吹，否则环境太差会引起操作人员无法操作而放弃。料仓下部应该设置电液动插板阀，用于设备检修，要求实现控制室HMI和现场两地控制。喷吹罐向铁水包内的加料速度一般在0.4-0.85t/min范围内，最大加料速度为l.Ot/min。喷吹罐向铁水包内喷吹发送脱硅剂时，在输料管道末端的气流出口速度要求控制在2m/s范围内。
炼钢厂脱硅工艺中的主要自动化仪表
在炼钢厂脱硅处理中，气力输送设备的阀组中流量调节阀、压力调节阀、压力变送器至关重要，必须可以实现远程流量和压力设定，其动作要求灵敏、可靠。选用的仪表设备要求技术先进、质量可靠。仪表包括所用的一次检测元件的连接件、取压管路、取压阀门、连接法兰、排污阀门等，气源部分包括过滤器、气动阀、流量调节阀、压力调节阀(带密封件、紧固件及配对法兰)。脱硅的主要仪表设备与功能见表1,脱硅的主要PLC设备与安装位置见表2。
表1 炼钢厂脱硅的主要仪表设备与功能
设备名称与功能 型号规格 数量 附件 厂商
一体化孔板流量计 YR-ER010 PN1.6MPa 4台 三阀组 昌晖仪表制造有限公司
直连式压力变送器 YR-ER102-BFA1N21NNC 0-1.0MPa 4台 取压件 昌晖仪表制造有限公司
不锈钢压力表 G1/2B 14台 取压管 GREATWALL
金属转子流量计 DN25 PN1.6MPa 4台 法兰组 KROHNE
振动式料位开关 VIB43 G1 - LI200 2台 法兰组 VEGA
气动调节阀 501T DN25 4台 法兰组 KOSO
气动切断球阀 310K DN25 4台 法兰组 KOSO
气动切断蝶阀 710E DN200 2台 法兰组 KOSO
耐磨衬气动切断球阀 DN100 PN1.6MPa 4台 法兰组 合资
称量装置 PR5610/PR6211 4套 U形架 PHILIPS
上料仪表控制盘 W600×H2200×D400 1套 数显表 昌晖仪表制造有限公司
电气配电控制盘 W800×H2200×D600 1套 电气件 昌晖仪表制造有限公司
现场操作箱 W400×H500×D300 2套 按钮 昌晖仪表制造有限公司
阀站机械阀门 DN50及以下 2套 配管 RITTAL
表2 脱硅的主要PLC设备与安装位置
名称 型号及规格 数量 安装位置
数字量输入模块 6ES7 321-1BL00-0AA0 4块 仪表盘
数字量输出模块 6ES7 322-1BL00-0AA0 2块 仪表盘
模拟最输入模块 6ES7 331-7KF00-0AA0 1块 仪表盘
模拟星输出模块 6ES7 332-4BH00-0AA0 1块 仪表盘
CPU CPU315 1块 仪表盘
电源 PS307 5A 1块 电气盘
操作员画面 HMI/PC 2台 操作台
40针前端连接器 softlink 6个 电气盘
20针前端连接器 softlink 2个 电气盘
适配器 softlink 1个 电气盘
编程电缆 softlink 1根 仪表盘
编程软件 Step7(开发版和运行版) 1套 PLC
工控软件 WinCC(开发版和运行版) 1套 HMI
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