120T精炼炉设备功能

1、日照钢铁有限公司LF- 1 20t钢包精炼炉设备规格书及说明中国西电集团西安鹏远重型电炉制造有限责任公司1.1 钢包车及拖缆装置1.2 电极升降机构（电极横臂及升降机构）1.3 电极旋转机构1.4 水冷炉盖及集烟除尘装置1.5 炉盖顶升机构及机架1.6 液压系统1.7 集中润滑系统1.8 水冷系统1.9 压缩空气系统1.10 电极存放及连接装置1.11 喂丝机及导管（双线喂丝）1.12 氮气搅拌系统1.13 合金加料系统1.14 短网系统1.15 精炼炉变压器1.16 电气及自动化系统1.17 除尘管道1.1 钢包车及拖缆装置钢包车是使钢包即达各个工位的运送工具。车体为优质钢板焊接结构，传动方

2、式 为机械传动，即为电动机+减速器+联轴器+车轮组成。车体上设有轨道清理装置。在 轨道两端有止动装置及钢包车一端装有缓冲装置。在事故状态下，可通过车体上的挂 钩将钢包车拖出。车体设置声光报警并加防护板。拖缆装置是向钢包车提供动力、氧气等的装置，拖缆的一端固定在地面上，另一 端固定在车体上，随钢包车一同运行。这样可保证钢包全程吹氮，拖缆胶管采用棉布 捆扎，防止钢液或渣飞溅烧损胶管。钢包车的主要组成车梁2件X4小横梁（带事故挂钩）2 件X4支撑梁2件X4主动轮2件X4从动轮2件X4电动机1台X4减速机1台X4联轴器1套X4轨道清理装置4套X4传动支架2套X4限位装置1套X4缓冲装置1套X4拖缆装置

3、的主要组成固定滑车1套X4移动滑车7套X4支架1套X4钢丝绳装配1套X4拖缆装配1套X4引线支架主要技术参数钢包车运行速度钢包车驱动方式钢包车定位精度钢包车承载能力1套X 42 20m/min机械式、变频调速 10mm200t1.2电极升降机构（电极横臂及升降机构）电极升降机构的功能是对钢水加热，补偿因转炉出钢，钢包衬吸热，钢包吊到加 热工位时钢水的温降、补偿合金化、造渣、吹氮等造成的钢水温降及提高钢水温度， 达到连铸要求的钢水温度。在加热过程中，通过 PLC调节电极自动升降，控制冶炼。 电极分布园可调整。电极升降机构主要由导电横臂（包括电极放松缸）、电极夹头、电极抱闸、立柱、 立柱与导电横臂

4、之间的绝缘件及升降油缸等组成。导电横臂采用三臂式结构，在空间为三角形布置，为悬臂形式。中相导电横臂前 端部分与边相导电横臂处于同一平面，后端高出边相导电横臂，边相导电横臂前端采 用倒“八形”，减小了电极分布国直径。导电横臂是集导电与刚性结构件于一体的新 技术产品。其外型是矩形梁结构，用铜钢复合板经特殊工艺焊接成型，具有导电及火 放电极的刚性悬臂梁双重作用，保证刚性稳定。导电横臂制内通水冷却。为了保证密 封性、长期使用的可靠性，在导电横臂内的油管均为整根不锈无逢管，没有接管。在 三相导电横臂的前端矩形截面内，各安装有电极放松缸。通过电极夹头、电极抱闸采 用蝶形弹簧恢复力抱紧电极；液压油缸压缩碟形

5、弹簧推开电极抱闸放松电极。此形式 夹紧可靠，不损坏电极表面。电极放松缸具有互换性，是特殊设计的专用油缸，内装有蝶形弹簧。为了便于检 修、更换活塞密封圈，活塞与活塞杆是分开的，在夹持电极的状态下即可方便的更换 密封圈，此种结构是我公司独有技术之一。电极火头是关键件，用螺栓固定在导电横臂上。电极夹头采用紫铜经锻造加工而 成形，其材质与内部水道的设计是保证其使用寿命的关键技术。电极抱闸采用非导磁奥氏体不锈钢制作，防止因强磁形式通路使之发热。抱闸上 焊有不锈钢条，经机械加工成因弧面，夹紧时抱住电极。电极抱闸与电极放松缸活塞 杆相连。导电横臂下面为立柱，是用无缝钢管及钢板焊接成菱形结构，其上面设有四个导

6、 轨面，导轨面经过机加工处理，保证直线度及形位公差。在长期使用中，维修仅更换 导向轮，方便维护，节省维修费用。导电横臂通过螺栓、绝缘套管、绝缘垫圈通过一 大绝缘板与立柱相连。绝缘板外形尺寸大于立柱与导电横臂相应的相连面的外形尺 寸，防止因导电灰尘堆积等原因而使立柱导电。立柱内装有柱塞式液压缸，用其带动 立柱、导电横臂一起升降。缸进油口前装有液控单向阀，以防止停电或液压装置发生 故障时电极下坠。电极升降设有上限位装置，用于联锁控制的信号。柱塞式液压缸操 作是靠电液比例阀实现自动调节，在停电状态下，依靠液压装置中的蓄能器使炉盖及 电极提起。立柱、导电横臂之间的连接板均进行机加工，保证立柱连接板与立

7、柱导轨 面的垂直要求、导电横臂连接板与前端安装电极夹头面垂直要求，使电极升降机构在 安装后立柱中心与电极中心平行。立柱上端与横臂连接处采用箱式水冷结构，以避免感应发热。由于采用导电横臂，立柱采用钢管形式，三项立柱横臂间距缩小。可减小阻抗， 节电约8%并延长电极夹头寿命、减小电极消耗，维修更加方便。主要组成及数量导电横臂3套X2电极夹头3套X2电极抱闸3套X2立柱3套X2电极升降缸3只X 2 （天津尤瑞那斯）电极夹放缸3只X 2绝缘件3套X2上限位装置3只X2液控单向阀3件X2主要技术参数电极直径电极分布园直径电极升降行程电极升降速度（自动）（手动）电极响应时间钢水升温速度电极火放缸行程电极火紧

8、力电极抱闸行程工作压力夹放缸直径电极升降缸直径工作压力电极夹头寿命1.3电极旋转机构 450 mm 750mm3800mm （待定）上升/下降 4.8 /3.6 m/min上升/下降6.0/4.8/min300ms44.5 C/min64.5mm20X 104 N20mm12Mpa 200mm 160mm12Mpa1年（正常冷却条件下）用于将电极横臂旋转至两个平行的加热工位之一，对其中一个钢包中的钢水进行加 热精炼。电极旋转机构由旋转架、电极立柱托架、立柱导向滚轮、旋转油缸、定位锁紧 装置及驱动装置，旋转台锚固件构成。旋转架尾部设有回转大轴承装置，通过驱动装置带 动旋转架整体旋转，从而带动其上

9、的电极立柱及横臂转动到加热工位。由于横臂不与水 冷炉盖同步旋转，炉盖为固定式，电极旋转时需整个提出炉盖，电极升降高度很高约 3800mm在旋转时，整个横臂、电极会有冲击，易折断电极。故在旋转的控制上采用液 压缸或液压马达，比例阀精确控制定位，在启动与停止时减速运行，在旋转过程中可正 常速度旋转，避免了惯性对横臂、电极的冲击。由于炉盖上有两层耐火中心盖，其上各开有三个电极孔，电极必须穿过上下两层的电极 孔，这就要求电极旋转的定位精度要求很高，在旋转过程中通过比例阀控制，通过限位开关,可使横臂的旋转到位精度容易控制，而且在旋转架上装有定位座，采用锥形段的定位与座在 基础上的定位锁紧缸相连，将电极横

10、臂电极的定位达到高度精确，并使电极横臂、旋转机构 成一个刚性体，减小电极升降时电动力对横臂电极的冲击。旋转架上焊接有两层平台，平台上开设有三个穿电极立柱的孔，孔的四周固定有导向滚轮，用于电极升降机构立柱的导向，两层12套滚轮，共由24个滚轮组成。每两个滚轮为一组，互为 90，安装在同一底座上，通过螺栓固定于平台上，靠斜楔 调整导向轮与立柱之间的间隙。轮和轴之间的安装用调心滚子轴承。润滑通过轴端 的油孔通到轴承之间的间隙处，轴承的外端设有密封。滚轮考虑互换性。以承载电极立柱，并使电极立柱与旋转架一起旋转。立柱托架焊接于旋转架下方, 主要组成及数量旋转架导向滚轮旋转装置定位锁紧装置立柱托架驱动装置

11、旋转编码器限位开关主要技术参数旋转角度定位油缸导向滚轮回转速度定位精度1.4水冷炉盖及集烟除尘装置1套X 212 套 X21套X 21套X 21套X 21套X 21套X 21 套X287 100X 60 行程 200mm 250 mm0.1 1.0RPM 5mm水冷炉盖能够接收合金料、造渣料并导入钢包，设有观察、测温取样、合金加料 孔。各孔设有封板，防止热损失。并设有可调节抽气量的除尘接口，保持精炼时炉内 微正压的还原性气氛。并设炉压检测装置。水冷炉盖采用全水冷管式炉盖，整个水冷炉盖用 20g材质的无缝钢管和特制弯头 组焊而成，形成均流无死点的高效水冷强制循环。本炉盖在结构上分成三层，底层环

12、盖侧壁设有裙边，用于接收炉盖与钢包接缝处气体，防止空气进入钢包，此部分的烟 气通道用钢板围成，并设手动翻板调节抽气量装置，此排烟与水冷排烟弯管的排烟口 并在一起，与外部除尘管道、电动除尘阀相接。通过控制电动除尘阀的开度，保持精 炼时炉内微正压的还原性气氛。本水冷炉盖内部各处均布有挂渣钉，在冶炼过程中自动挂渣或人工打结。电极孔 分上、下两层，各三个孔，电极孔周边放置打结成形的绝缘耐火模块，以保护水冷管顶层小盖与炉盖本体为活连接，以便更换维修电极孔中的绝缘耐火模块。炉盖中层开有两孔，分别用于合金加料孔和喂丝孔。炉盖中层侧壁开有观察孔， 此孔封板用齿轮摆动气缸控制开关，以利于减少开启封板及安装气缸的

13、空间，使炉盖 的整体更加紧凑。所有气缸两端均有缓冲功能。炉盖合金加料孔上设置一合金加料管， 用于将加料系统供给的物料导入炉内。合金加料孔溜管采用水冷管，合金加料孔采用 氮气封。炉盖上各设有一进回总水管。炉盖总进、回水管上各设一个安全阀，用于在停水 事故时保护炉盖。主要组成及数量炉盖本体2件X2集烟筒2件X2裙边集烟罩2件X 2总集烟管路及烟道2套X2合金加料水冷溜管2套X2喂丝孔封板（包括气缸）2套X2观察孔封板（包括气缸）2套X 2冷却水连接管路及金属软管2套X 2安全阀4个X2电极孔绝缘耐火模块2套（用户自备）4 4000mm2030mm方6000炉次主要技术参数水冷炉盖直径水冷炉盖高度水

14、冷炉盖使用寿命1.5炉盖顶升机构及机架炉盖的顶升机构采用悬臂式结构，立柱升降，独立基础。炉盖与立柱通过一矩形 中空梁连接成一体，保证其具有足够的刚性和稳定性，炉盖与悬臂采用销轴连接，炉 盖可自由拆卸更换。由于炉盖处于一个高温区，而且在其上还设置有水冷排烟烟道及加料斗等装置， 炉盖有偏重，炉盖会产生偏斜、低头等现象，影响石墨电极的上下运动，为避免此种 现象产生，炉盖与提升悬臂之间设有水平调整环节，保证炉盖的水平状态。炉盖顶开缸与立柱采用较接形式，带动立柱使炉盖上升，靠自重下降，炉盖顶升 缸采用单作用柱塞缸，油缸底座通过较接与基础相连，立柱采用圆形结构，其上各焊 接有导轨，经机加工呈三角形对称布置

15、，保证其整个导轨的直线度及形位公差。机架是一刚性结构件，具上设有两层平台，各布置两组导向滚轮，立柱导轨面与 之接触作立柱升降的导向作用，导向滚轮通过其座板后面的两斜面板条调整与立柱导 轨面的接触力。炉盖顶升行程650mm并设有限位开关。主要组成及数量炉盖顶开缸1件X 4悬臂1件X4立柱1件X4导向轮组4 套X4机架1件X4限位开关2 套X4主要技术参数炉盖提升行程 650mm炉盖提升速度50mm/s炉盖紧急提升的响应时间200ms1.6 液压系统液压系统是用于驱动电极升降、炉盖升降、电极旋转、电极放松。它由主液压源装置 （电机、液压泵、油箱及液压附件）各个控制回路（滤油回路、溢油回路、电极升降

16、回路、 炉盖提升回路、电极旋转回路、电极放松回路）以及循环泵装置、事故用蓄能器等组成。液压系统设计考虑到系统和设备的安全性和可靠性，工作压力为i2Mpa电极升降 比例阀采用美国派克公司产品。系统配置相当数量的蓄能器，以保证事故状态的应急 操作（炉盖提升、电极提升）。液压系统采用3台恒压变量泵，2开1备，其流量为100L/min,工作压力为12Mpa 电机转速为1000r/min功率为30KW/系统配有液位仪1台，4点温度控制器1台， 和循环过滤装置400L和回油过滤器600L各1台，以保证油液的恒温及清洁度。油 箱采用3立方米油箱。为了设备的安全和应急系统设置一组63L的皮囊式蓄能器。电极升降

17、控制系统采用美国派克公司比例阀，以满足电极调节系统的灵敏度，及氧气翻动对弧流的影响。电极升降控制比例阀采用3台。电极旋转旋转过程中通过比例阀控制，可使横臂的旋转到位精度容易控制。本系统其他液压元件均采用国产名牌产品。主要组成及数量恒压义量泵3台X 2电机3台X2比例阀3件（电极升降）X 2比例阀1件（电极旋转）X 2油箱及液压附件1套X2循环宗1台X2Wfg器1组X2滑阀1套X2主要技术参数：液压介质系统工作压力泵额定压力泵工作压力泵流量循环泵电机容量工作压力流量冷却水进口压力冷却水进口温度冷却水出口温度流量蓄能器数量蓄能器形式额定压力工作压力油箱容积1.7 集中润滑系统水乙二醇12MPa21

18、MPa12MPa100L/min1X1.1kW0.5MPa50L/min0.50.6MPa35 C50 C6m 3/h1组皮囊式21MPa12MPa3000L干油集中润滑系统用于向电极升降机构的导向轮组及旋转轴承，炉盖升降导轮等主要组成及数量手动加油泵1台X 2手动润滑泵1台X 2双线给油器8件X 2压力操纵阀1件X 2干油过滤器1件X 2润滑点定期供油脂050L主要技术参数：贮油器容积润滑介质耐高温干油脂1.8 水冷系统本系统分为两部分：一部分为炉盖冷却水，用于水冷炉盖的冷却。主进水管路上 设有本地压力表、热电阻（Pt100）、压力变送器。在回水总管上还设有电磁流量计、 本地压力表、热电阻（

19、Pt100）,可对炉盖进水量进行模拟跟踪监控， 所有信号均进PLG另一部分为设备冷却水，主要冷却的部位有短网铜管，水冷电缆、导电横臂、电 极夹头、液压站、变压器等。主进水管路上设有压力表、热电阻，回水总管设有本地 压力表、热电阻，信号均进 PLG以便控制和监测。每个进水支路上均设有手动截止 阀，以调各支路进水量。每个回水支路上均设有双金属温度计。为了确保炉盖用水，在炉盖总进水处设有保安水接口，设有手动截止阀及单向阀， 以防正常用水停水时，保证炉盖的冷却。主要组成及数量：炉盖冷却总进水管1套X 2炉盖总回水分配器1套X2设备冷却总进水分配器1 套X 2设备总回水分配器1套X2压力变送器2个X2电

20、磁流量计2个X 2热电阻1组X2压力表3个X2双金属温度计1套X 2截止阀1套X2单向阀1套X2主要技术参数：正常用水：进水压力0.50.6Mpa回水压力0.20.3Mpa进水温度35C回水温度55C耗量470nVh事故用水：压力0.2-0.3MPa时间t+30min （t为钢包在加热工位的时间）流量240mVh水质要求按照GB10067.1-88电热设备基本技术条件有关规定。1.9 压缩空气系统1.9.1 动力用压缩空气系统压缩空气系统由气动三联件、两位五通阀、节流阀等组成。主要用于各气缸的气路 控制。主要用气部位为加观察孔封板气缸、喂丝孔盖气缸。在设计中采用节流阀进行备压回气，控制气缸运转

21、平稳，减少冲击。主要组成及数量：气动三联件1件X 2单电控换向阀2件X2截止阀2件X2节流阀4件X2主要技术参数：工作压力0.5MPa耗量200L/min1.9.2 仪表用压缩空气系统压缩空气系统由气动二联件、电磁阀等组成。用于各氧气中气动薄膜调节阀的气路控制。主要组成及数量：气动二联件1件X 2两位两通阀2件X2截止阀1套X2外部配管及附件1套X2主要技术参数：工作压力0.5MPa耗量50L/min1.10 电极存放及连接装置电极接长装置用于接长和存放电极，以便更换电极。电极存放台放于平台上，本 装置共存放5组电极，结构为在筒的内壁上焊有接触条。根据石墨电极直径，经机加 工，夹紧体中夹紧夹亦

22、根据电极直径加工，采用园弧面偏心机构夹紧，插销体将把手 锁定。当夹紧时，插销体拨出，把手围绕较支点转动，依靠偏心机构夹紧电极。下设 笼式保护罩。主要组成及数量底座1件园筒5件把手5件插销体5件夹紧体5件1.11 喂丝机及导管（双线喂丝）喂丝用于向钢包内喂Al及SiCa丝等，调整钢水成份及进行夹杂物变性处理。采用双线喂丝装置。此装置由喂丝机和放线架两部分组成，将金属线置于放线架 的转盘上，经喂丝机把金属线拉出矫直，经导管进入钢水中。为了控制金属线的加入量和喂丝速度，在喂丝机上装有显示喂入长度的计数器和 速度控制器（变频调速）。当喂丝机以一定的速度把金属线送入钢包内到预定长度时,喂丝机自动停止喂丝

23、，喂丝作业可采用自动控制或手动控制两种方式。此装置可同时双线喂入，也可单线使用主要组成及数量喂丝机放线架导管控制箱主要技术参数喂丝机型式喂丝机型号喂线种类喂线规格喂线速度主机行走速度导线管开角1.12氮气搅拌系统1台X 41台（用户自备）X 42件X41件X 4双线喂丝WX-4BF合金芯线、铝线818mnffl线、矩形线1 8m/s14m/min氮气搅拌系统是实现钢水搅拌使钢水温度和化学成份均匀，有效脱除气体及非金 属夹杂物，提高钢液质量的关键装置。具装置与钢包底吹量口通过管道相连。此装置 还可对吹量压力自动追踪。当系统出现断路情况，压力骤降，系统将自动关闭并发出 警示。氧气搅拌系统在控制室内

24、操作,根据吹量曲线自动控制调节氮气流量, 氮气流量可手动，也可自动控制调节。主气路开始工作，进行正常吹氮。当主气路元件出现故 障时，可通过自动切换到事故支路旁路工作。系统设有两路独立吹氮，各用于钢包车上钢包底吹氮气（调节范围为50500NL/min。）,事故旁路为高压吹堵支路。破渣压力 1.6Mpa,并带有破渣后自动减压恢复到正常吹氮状态的功能。氮气搅拌系统的主要组成截止阀压力变送器自力减压阀质量流量计气动薄膜调节阀节流阀支架主要技术参数工作压力耗量纯度1.13合金加料系统台X 4件X 41件X41件X42件X41件X40.35 1.0Mpa 事故 1.6Mpa4X (50500) NL/mi

25、n99.9%合金加料系统将合金料、造渣料由钟式料罐上料或皮带上料贮备于储料仓内，通 过振动给料器，将需要的合金、造渣剂依次进入称量料斗，经过振动给料器进入水平 皮带机将料进行分配，再分别由另两条水平皮带机通过合金加料管引入两个工位的钢 包内。合金加料系统：由储料仓、变频振动给料机、称量斗、料位计、称重传感器、重 量变送显示仪、钟式料罐（用户自备）、头部料斗、事故料斗及溜槽、皮带输送机、 密封罩、集尘管道等组成 给料能力：60t/h 称量精度： 0.2% 加料精度： 0.5% 皮带机带跑偏开关 16个高位料仓，4个称量斗储料仓几何容积：14m2个X2加料系统工作时称重传感器、料位计的输出信号可在

26、主控室显示，振动给料器有 两种控制方式，一种由PLC控制，实现生产自动化，另外一种在主控室手动控制。 设备主要组成储料仓 几何容积：6n36个X 2振动给料器10个X22套X2套X2件X22套（带跑偏开关）1 件X22套60t/h0.2%称量料斗几何容积：1.5m32个X2称量传感器（带专用电缆）综合接线盒2料位计8水平皮带输送机事故溜管密封罩主要技术参数振动给料器给料能力称量精度1.14短网系统短网系统是通过软连接（干式）把导电铜管的始端与变压器二次出线端连接，导 电铜管的终端通过导电铜板与大截面水冷电缆连接构成的。考虑到大电流产生的电 磁场，导电铜管的固定用支架及连接均采用非导磁的奥氏体不

27、锈钢制成，并用绝缘 材料绝缘。软连接具有避免电动力及热膨胀对固定件的影响，同时也可以解决安装 过程中变压器二次出线端与导电铜管中心不重合时安装问题水冷电缆作为短网系统的重要组成部分，内部既要通水冷却，又要导电，而且还要运行，具结构有一定的特殊性。铜绞线通过特殊工艺与两端铜加工件的接头连接，铜绞线及接头尾端外部穿有耐温、耐磨胶管，通过不锈钢带在接头尾端扎紧，以避免内冷却水泄露。在短网系统的设计中，采用每相两根4000mm截面的水冷电缆，满足电极升降机构升到顶和降到底时水冷电缆两端均有一定的直线段，使水冷电缆使用寿命延长。设备主要组成软连接导电铜管12 件 X26根（每相2根）X 26根（每相2根

28、）X 21套X 21套X 20.6+j1.4m Q4%水冷电缆截面S=4000 mm支架(包括绝缘件等)水嘴及紧固件主要技术参数短网系统阻抗三相阻抗不平衡系数1.15精炼炉变压器精炼炉变压器由变压器本体、储油柜、开关操作箱、油水冷却器控制柜、小车、 高压套管、释压器、进口有载调压开关、油水冷却器、低压导电排组成。调压方式：有载电动调压，11级，采用直调调压。二次引线：y/dn侧出线，内封三角形。采用内封三角形平衡布置，多组并联， 可使三相电流电感分布均匀，二次端子采用铜排引出。器身压紧：所有线圈整体组装真空气相干燥处理，线圈压紧采用特制弹簧油缸压钉，使用其在运动中始终处于压紧状态。冷却方式：强

29、油循环水冷(OFWE变压器油采用25号油。提供首次运行添加油。变压器和有载开关分别配有重瓦斯、轻瓦斯、释压器等保护功能。储油箱内衬橡皮囊，使油与空气隔绝以保护变压器油。变压器带有远传测温装置， 在主控室通过数显仪表可观察变压器油温并且输出 4-20mA信号到PLG配有远传数显 档位显示仪，另外配有档调压无源触点输出送入 PLG变压器的特点(按不抽芯设计制造、使用)：(1)具有一定的过载能力，允许过载20%。(2)具有足够的机械强度，保证能承受经常的工作短路的冲击。(3)具有恒功率和恒电流输出的能力，以满足炼钢时不同周期的需要，比较灵活。 设备主要组成本体1套X 2储油柜1套X2控制柜1台X 2

30、开关操作箱释压器有载调压开关 （ABB油水冷却器温控器主要技术参数变压器型号型式运行方式连续运行2小时额定容量一次额定电压二次电压二次额定电流联结组别阻抗电压端子出线方式1.16电气及自动化系统1.16.1 三电设备1台X 21台X 21台X 21台X 21台X 2HSSPZ-21000/35额定容量时连续运行，超载20%寸,21000kVA35kV 50Hz360240V 11 级 50Hz其中：360324V为恒功率级324240V为恒电流级37420AY/d1167% （360V电压下）侧出120t钢包精炼炉电气设备由高压供电系统、 低压电气控制系统、基础级自动化及 通讯网络组成，其中低

31、压电气控制系统为电控、仪控、计算机控制三电一体化综合系 统，由低压电气供配电系统、成套低压电气传动设备、电极自动调节装置、现场控制 及检测设备组成。1.1.1.1.1 压系统（卖方负责基本设计，买方负责供货）1.16.1.1.1 高压系统由隔离开关、电压互感器、真空断路器手车、电流互感器、氧化 锌避雷器及R-C吸收装置组成。并有效防止操作过电压和浪涌过电压对变压器和电压 五感器绝缘可能造成的危害。1.16.1.1.2 断路器操作机构为直流电磁操作机构， 可以方便远距离操作。采用防跳装 置，克服其空触头电弧重燃。1.16.1.1.3 高压柜均设闭锁装置，具有防止误操作功能，满足国家水电部提出的“

32、五 防”要求。五防即：防止带负荷分（合）隔离开关；防止操作人员误入带电间隔； 防止带电连接地线； 防止带地线合隔离开关； 防止误分（合）断路器。1.16.1.1.4 高压计量部分，放在高压计量柜内。包括过流继电器，防跳继电器、电流 表、电压表、有功电度表及无功电度表、三相有功功率表等测量仪表。1.16.1.1.5 高压设备组成进线柜：包括隔离开关及电压互感器1 面X2真空断路器柜：包括真空断路器手车、电流互感器1面X2保护柜：包括氧化锌避雷器及阻容吸收装置1 面X21.1.1.1.2 压配电低压电气控制系统由低压电气供配电系统、成套低压电气传动设备、电极自动调节装置、合金加料系统、现场控制及检

33、测设备组成，主要包括低压动力柜、钢包车变 频控制柜、合金加料控制柜、炉体 PLC柜、调节器控制柜、主操作台、炉前操作台、 液压操作箱、现场检测仪表、传感器、限位开关等设备；低压电控柜采用GGIfi低压开关柜，柜壳采用静电喷塑处理。各台、柜、箱结构坚固、表面采用喷塑处理，美观 实用，便于维护。1.1.1.1.3 配电系统a）低压配电柜分为两面。1号为进线柜，车间两路 380V,三相四线制电源（具 中一路为备用电源），引入1号柜，该柜内装有刀开关，电动断路器，交流接触器，电压表，分（合）闸按钮等。b） 2号柜的电源由1号柜引入，该柜内装有多只断路器，并由各分路开关分别向 各用电点提供电源。例如液压

34、泵、钢包车、合金加料、仪表、PLC及过程控制的380V、220V电源，该柜内还放有直流稳压电源 AC220V/DC24V向液压阀站提供DC24Vt源。c）直流电源柜：该柜设有整流变压器及三相桥式整流模块，电容、电压表及开 关等。进线AC380V经过整流后，变为DC220对高压电磁操作机构供电。1.1.1.1.4 液压系统的控制液压站设三台液压泵，其中一台备用，通过开关进行转换，同时设有卸荷阀，当 液压泵起动后经过3-5秒的卸荷时间后再转入打压状态，以减轻泵的启动负荷。本系统主要控制炉盖的升、降，电极的松开，电极升降等，其动作块采用锥阀集 成块，电极升降采用比例阀控制。1.1.1.1.5 温度显

35、示温度参数可再工控机画面上显示。1.1.1.1.6 吹量系统吹量系统吹氮管道上设有电磁阀、压力变送器、流量控制器等。电磁阀的打开和关闭是手动操作。压力和流量采集的信号变为4-20mA送给配电器，再由配电器送给PLC的A/D模块经过计算送入上位机。进行显示实际值。1.1.1.1.7 水冷系统水冷系统设有总进水压力和流量的检测仪表。总进水管路又分为两大路，一路向 导电横臂、水冷电缆提供水源，另一路向水冷炉盖提供水源。由于水冷炉盖处于高温 区，要保证水的冷却，所以在水冷炉盖的水管上装有压力和流量变送器，由PLC进行监控。在水冷炉盖的出水管上装有热电阻，检测出水温度并送入PLG其它用水的各支路装有电接

36、点温度计，设定上限值 55C,该开关量送入PLC进行报警。1.1.1.1.8 钢包车控制钢包车控制采用变频器调速。该控制设有手动、自动两种方式。在钢包车操作台上进行操作。钢包车的行走根据 LF加热工位或吊包工位限位开关信号，实现自动快 速连续行走，自动减速行走以及自动停止，钢包车启、停平稳，速度自由可调，运行安全可靠1.1.1.1.9 合金加料系统合金加料系统实现加对每个料仓及称量斗的振动给料机以及皮带机的送料控制 与给料量的称量。设有加料控制柜和加料操作箱.加料操作箱能够在现场手动操作每 个料仓及称量斗的振动给料机以及皮带机的送料控制，另设有操作权开关，以便于设 备现场调试检修。变频器按四台

37、振动给料机配一台变频器的原则。1.1.1.1.10 低压设备组成动力配电柜2面X2变频器柜2面X 2加料柜1面X 2液压柜1面X 2高压计量柜1面X 2PLC柜2面X2主操作台1面X2炉前操作台1面X21.16.2自动化控制系统1.16.1.1 概述该方案用于LF-120吨精炼炉电气自动化系统。系统总体设计采用仪、电、计算 机一体化并面向工艺的设计思想，充分考虑系统的先进、实用、可靠以及合理性。1.16.1.2 系统结构、- ttt1LF鼻就长噎机西 0 P?：】土星母马红1二炭工球喈笃利第I事帮我口）弗哥也盼宜计算就桂口L?上据快 梗峨:MX_ LFI；电通 * HftlPLCQ-嗯里执糖口

38、r*l*t*iFi? Wt如型肃I系统由以下几部分构成。 精炼炉电极调节器PLC 精炼炉本体控制PLC HMI,主控制台（主控制室内） 精炼炉操作台（置于炉台现场）主操作台和精炼炉操作台信号进 PLC电极PLC与炉子本体PLC通过MPI网通讯，并与HMI进行通讯。炉子PLC选用西门子公司的S7-300系歹1，计算机工作站选用工控机。系统配置的计算机操作站，其中操作站用于画面显示、操作指导的人机对话 还有用于化验室数据传递，用于电气后台监控。1.16.1.3系统功能1.16.1.3.1电极升降控制精炼炉的电极升降控制由调节器 PLC以及二次侧电压电流互感器、电量变送器和 输出信号转换器组成。调节

39、器完成以下主要功能： 电量值检测 电气参数计算 弧长控制,智能PID调节器 综合控制输出 输入功率控制 网络通讯电量值检测调节器通过检测精炼炉变压器二次侧的电压、电流、CO等电量值。电气参数计算利用采集的电量值，计算出电压电流的有效值、相角、有功功率、无功功率、弧 压、弧长、弧功率、等重要电气参数。弧长控制合理控制电弧弧长，对提高钢包炉热效率至关重要，整个控制过程结合不同钢种的冶炼工艺进行相应的控制调节。最主要的在控制过程中始终追寻电弧最佳功率Q，智能调节器根据弧压、弧长、弧功率等电气参数计算，在保证升温速度的前提下，合 理控制弧长。智能PID智能PID是一种综合控制算法，结合炉子仿真系统预报

40、结果，优化与设定点之间 的误差，调整优化参数权值，计算电极升降控制的输出值，确保系统运行的安全可靠。 综合控制输出在有些异常情况下，需要快速做出反应，例如起弧，电流过负荷，短路保护等， 这些变量不需引入参数优化控制中，综合输出通过规则进行逻辑判断，可直接进行输出干预，这样可避免参数优化结构复杂，学习效果差，又可保证控制器的反应速度。综合控制还包括防止电极插入钢水的功能。输入功率控制二次电压设11挡，每电压挡下设5挡电流可供用户灵活选择。在自动方式下， 计算机根据相关电量参数，可自动进行功率最优调节。网络通讯调节器与上位机间通过以太网进行通讯，同时与其它PLC通过相应控制网进行通 讯。1.16.

41、1.3.2 炉体控制 PLC炉体PLC完成以下功能： 高压及变压器设备的监控 冷却水监控，包括炉子、电气设备和液压站的冷却水 液压站控制 炉盖等炉子设备控制 炉体控制 电极夹持器控制,钢包车控制 加料控制 吹量控制 钢水测温读取 与上位机电极调节器的通讯 与系统的通讯高压设备的监控高压供电系统由高压隔离开关及电压互感器、高压真空断路器、电流互感器、避 雷器及阻容吸收装置组成，给精炼炉变压器提供高压主回路电源。高压系统的真空断路器合分闸由高压柜和主操作台两地操作控制。分、合闸时， 必须条件满足，操作台、高压柜信号灯指示工作状态并根据设计要求实现变压器调压。冷却水监控（包括炉子、电气设备和液压站的

42、冷却水）PLC监视冷却水回路的入口出口水温及主回路的入口压力、出口流量。信号超过 设定值时报警。液压站监控液压站由精炼炉主PLC控制液压站相关电气设备。电极夹持器控制电极夹持器控制，在液压系统压力正常时、断路器未合闸时，可在精炼炉操作台 控制电极夹放。炉盖提升及电极旋转等炉体设备控制炉盖控制按钮、炉盖合金门控制按钮皆为带灯按钮。当按下按钮，炉盖到位限位 时灯亮。完成炉盖提升、炉门升降等炉子设备的控制。电极旋转在满足所有连锁条件 情况下，由控制台或HMI发出控制信号，通过控制比例阀，完成电极的旋出和旋入的 动作。精炼炉钢包车控制钢包车行走控制由变频器、电动机、行程开关等组成。行走速度2-20M/

43、MIN可调. 计算机预制行走曲线自动完成控制。吹量控制吹量控制通过氮气流量计检测流量并将 4-20mA信号送PLC计算机将检测值与 氧气给定值比较，调用智能PID算法得到相应的输出量。氧气控制具有自动和手动两 种方式。钢水测温信号读取钢水测温由二次仪表将温度信号转为 4-20mA信号卒&入PLG 低压设备监控相关的自动开关的运行状态应进入PLC进行检测主回路电源接通状态，用作监视。相关设备电机运行状态及故障状态进入 PLC进行检测设备运行状态，用作监视、控制。1.16.1.3.3 上位计算机 上位机系统配置本系统中配置1台工控机，用于精炼炉、加料设备监控和操作工控机硬件配置：处理器：P 4 1

44、.4G内存（DRAM 256MB硬盘40G软驱：3.5/1.44MB光驱：48倍速彩显液晶显视器：LCD17通讯网卡2000KVA 15分钟不间断电源系统软件 PLC操作系统和编程软件（STEP7 ） WINDOWS.2000/ NT 工控组态软件WINCC PLC通讯软件上位机功能概述 设备运行监示 报警/事件管理 网络通讯监视HMI工作站显示画面：主菜单一级画面二级画面备注系统组态系统组态网络诊断网络诊断历史/实时趋势历史/实时趋势图设备运行监控监控回向炉体状况高压设备电炉供电系统图、断路器合分闸状态、变压器工作状态、高压系统故障点显示冷却水系统水冷系统回路中相关部位压力、流量显示、进出水

45、温度。液压站液压回路总图、电极升降阀状态、 电极加紧、放松阀状态、炉体运 动阀状态。并根据液压系统提供 的相关信号，显示液位、过滤器 前后压力及液阻状态炉盖炉门以及电极炉盖炉门的位置和电极位置吹氮状态根据吹量系统提供的信号显示压 力、瞬时流量、吹氮量、吹量时 问电极升降三相弧压、弧流以及电流给定等电极旋转加料系统根据加料设备提供的信号，显示 料位、震动器、皮带机的工作状 态报警/事件管理趋势图实际冶炼功率曲线1.16.1.4 盘、箱、柜设计与基础自动化有关的盘、箱、柜见下表:编号设备名称尺寸（高X宽X深）电 源数量位置G1电极控制柜2200X800X600220VAC 600VAPLC室G2本

46、体PLC柜2200X800X600220VAC 600VAPLC室G3主操作台（高压、 变压器调压、电极 升降、电极旋转、 炉盖、加料）上控室G4计算机操作台220VAC 1000VA上控室1.16.1.4.1 电极升降控制柜S7系歹U PLC相应的PS/DI/DO/AI/AO模块；相应的通讯模块；CP相应的变送器、继电器、空开、指示灯、接线端子等电器1.16.1.4.2 精炼炉 PLC巨S7-系列PLC相应的PS/DI/DO/AI/AO模块；相应的通讯模块；CP相应的变送器、继电器、空开、指示灯、接线端子等电器1.16.1.4.3 主控制台基本组成 紧急停止按钮 灯测试按钮 分、合真空开关的

47、钥匙开关 真空开关准备、合、分批示灯 炉盖操作旋钮开关及指示 电极旋转开关及位置指示 电极1#升/降自动操作杆 电极2#升/降自动操作杆 电极3#升/降自动操作杆 电极1#、2#、3#5+/降自动操作杆 变压器档位选择开关 变压器档位指示灯 加料系统紧急停止按钮 二次电压、电流表各3只基本功能 通过开关、按钮指令操作进真空开关的分合 手动、自动操作电极、炉盖、炉体的动作 操作变压器换档1.16.1.4.4 精炼炉台操作台（置于炉台现场） 指示灯、开关、操作按钮 各电极动作开关 炉盖、炉体的动作注：PLC真块输入输出接口余量15%最少量为1路。CP依荷不大于65%内存应用余量不少于35%1.16.1.4.5 基础自动化级功能描 述这一级控制分为两大类。一类是开关量信号控制，一类是模拟量信号控制。开关量信号控制开关量信号控制的每一个输出动作，都必须满足相应的逻辑连锁条件。这一类控 制主要有:测温取样动作炉盖动作液压站控制电极旋转控制加料控制变压器换档控制变压器油温、轻重瓦斯监控水路流量、温度、压力监控真空开关合分闸手动按钮、摇柄、鼠标点击对应的动作模拟量控制模拟量控制在电炉中主要是指对电极升降的调节控制及吹氮控制，这部分的控 制是整个系统的关键。优化控制的目标是压缩冶炼时间，提高工厂冶炼效率，降低 电耗