煉鋼廠脫硅工藝簡介
為了及時降低鐵水中硅元素的質量分數，可以用載流氣體把鐵精礦粉 和CaO粉末加入到鐵水包中，其中精礦粉末量不大于70%,粒度分布為0- 0.5mm的占92.7%，0.5-2mm的占7.3%。脫硅劑堆密度約為2.2t/m3,脫硅劑中水分含量不大于1.5%。借助鐵水的沖擊，完成脫硅反應。但由于現場實踐經驗少，實際應用成功的案例并不多，這與自動化儀表控制的設計精度高低也有一定關系。
從現場應用來看，脫硅是一項新技術，脫硅過程中要嚴密監視鐵水溫度下降情況，鐵水溫度過低時要立即停止噴吹作業。脫硅過程中還要特別注意泡沫渣的形成，必要時應加入消泡劑。脫硅的料倉與鐵水包的距離越近越好，否則難以避免粉末料的板結和堵塞。
儀表P&ID系統原理
脫硅的設計和布置有很多種，但必須堅持靠近投料現場的原則，否則容易造成堵料。圖1所示為一個脫硅處理的典型流程控制圖，從現場來看，可以在現有基礎上繼續簡化。畢竟噴吹是一個單一的流程，應該盡量減少自動化復雜程度，以確保系統穩定。
圖1 煉鋼廠脫硅處理流程控制圖
煉鋼廠脫硅工藝中的自動化控制技術
在整個脫硅處理中，稱重系統是基礎，因為由于秤的狀態不穩或者精度太低，會造成過量噴入脫硅劑，引起劇烈氧化反應，造成噴濺。料倉設置電子秤連續稱量料重，實現料位檢測，控制室HMI顯示料位，稱量精度為±50kg。控制室的HMI上實現料倉高料位和低料位報警。噴吹罐內料量的稱量設置大屏幕現場顯示，并具有遠傳功能，稱量精度為±5kg。
在脫硅工藝操作中，控制系統是關鍵，不但要把脫硅站氣力輸送設備中的壓力、流量、稱重等儀表信號，全部送入PLC系統，在HMI上顯示和控制，還要保證料倉向噴吹罐中正常下料，同時考慮必要的電保溫措施以防止脫硅劑在料倉中結塊。料倉上部除塵器要求具有良好的除塵效果，排放氣體含塵量標態不超過100mg/m3。除塵器為布袋式，設置脈沖電磁閥定時反吹，控制室設置反吹定時，料罐車向料倉加料時停止反吹，否則環境太差會引起操作人員無法操作而放棄。料倉下部應該設置電液動插板閥，用于設備檢修，要求實現控制室HMI和現場兩地控制。噴吹罐向鐵水包內的加料速度一般在0.4-0.85t/min范圍內，最大加料速度為l.Ot/min。噴吹罐向鐵水包內噴吹發送脫硅劑時，在輸料管道末端的氣流出口速度要求控制在2m/s范圍內。
煉鋼廠脫硅工藝中的主要自動化儀表
在煉鋼廠脫硅處理中，氣力輸送設備的閥組中流量調節閥、壓力調節閥、壓力變送器至關重要，必須可以實現遠程流量和壓力設定，其動作要求靈敏、可靠。選用的儀表設備要求技術先進、質量可靠。儀表包括所用的一次檢測元件的連接件、取壓管路、取壓閥門、連接法蘭、排污閥門等，氣源部分包括過濾器、氣動閥、流量調節閥、壓力調節閥(帶密封件、緊固件及配對法蘭)。脫硅的主要儀表設備與功能見表1,脫硅的主要PLC設備與安裝位置見表2。
表1 煉鋼廠脫硅的主要儀表設備與功能
設備名稱與功能 型號規格 數量 附件 廠商
一體化孔板流量計 YR-ER010 PN1.6MPa 4臺 三閥組 昌暉儀表制造有限公司
直連式壓力變送器 YR-ER102-BFA1N21NNC 0-1.0MPa 4臺 取壓件 昌暉儀表制造有限公司
不銹鋼壓力表 G1/2B 14臺 取壓管 GREATWALL
金屬轉子流量計 DN25 PN1.6MPa 4臺 法蘭組 KROHNE
振動式料位開關 VIB43 G1 - LI200 2臺 法蘭組 VEGA
氣動調節閥 501T DN25 4臺 法蘭組 KOSO
氣動切斷球閥 310K DN25 4臺 法蘭組 KOSO
氣動切斷蝶閥 710E DN200 2臺 法蘭組 KOSO
耐磨襯氣動切斷球閥 DN100 PN1.6MPa 4臺 法蘭組 合資
稱量裝置 PR5610/PR6211 4套 U形架 PHILIPS
上料儀表控制盤 W600×H2200×D400 1套 數顯表 昌暉儀表制造有限公司
電氣配電控制盤 W800×H2200×D600 1套 電氣件 昌暉儀表制造有限公司
現場操作箱 W400×H500×D300 2套 按鈕 昌暉儀表制造有限公司
閥站機械閥門 DN50及以下 2套 配管 RITTAL
表2 脫硅的主要PLC設備與安裝位置
名稱 型號及規格 數量 安裝位置
數字量輸入模塊 6ES7 321-1BL00-0AA0 4塊 儀表盤
數字量輸出模塊 6ES7 322-1BL00-0AA0 2塊 儀表盤
模擬最輸入模塊 6ES7 331-7KF00-0AA0 1塊 儀表盤
模擬星輸出模塊 6ES7 332-4BH00-0AA0 1塊 儀表盤
CPU CPU315 1塊 儀表盤
電源 PS307 5A 1塊 電氣盤
操作員畫面 HMI/PC 2臺 操作臺
40針前端連接器 softlink 6個 電氣盤
20針前端連接器 softlink 2個 電氣盤
適配器 softlink 1個 電氣盤
編程電纜 softlink 1根 儀表盤
編程軟件 Step7(開發版和運行版) 1套 PLC
工控軟件 WinCC(開發版和運行版) 1套 HMI
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