西门子授权代理商变频器供应商采购

西门子授权代理商变频器供应商采购

在工业生产过程中，许多生产机械是由2台以上的电动机拖动的，并且对各台电动机的运行顺序有一定的要求，如金属切削机床常要求先起动油泵电动机再起动主轴电动机，而有的机械要求主轴电动机起动后才能起动进给电动机。随着生产的需要，人们对生产机械的有了严格的、新的要求，传统的继电器顺序控制已不能适应生产的需要。 

1 继电器顺序控制 

继电器顺序起动原理如图1所示。交流接触器KM1、KM2、KM3分别控制3台鼠笼电动机M1、M2和M3。其工作过程是：按下起动按钮SB1，交流接触器KM1和时间继电器KT1两线圈得电，主电路主触头KM1闭合，电动机M1起动并延时，经过一定时间后，常开KT1闭合，线圈KM2和KT2得电，电机M2起动，再经过一定时间的延时，常开KT2闭合，线圈KM3得电，M3起动；当电动机需要停止时，按停止按钮SB2,M3停止，经过KT3延时后，常闭KT3断开，M2停止，经过KT4延时，M1停止。这样就实现了3台电机的顺序起动和逆序停止。这种传统的继电器控制方式使用的电气元件体积大、触点多、故障率高、功能改变麻烦，并且电动机的起动性能很难满足。随着PLC技术和电力电子技术的发展，使用PLC和变频器进行电动机的顺序运行控制已成为必然趋势。

2 改造方案 

2.1 硬件原理图 

改造后的系统采用S7-200 PLC、西门子MM420变频器，改造方案硬件原理图如图2所示。

用PLC控制MM420的5、6、7端子，进而控制电动机的起动、停止、调速。 

2.2 功能特点 

(1)继电器接触器控制全部用硬器件、硬触点和“硬”线连接，为全硬件控制；PLC内部大部分采用“软”电器、“软”接点和“软”线连接，为软件控制。 

(2)继电器接触器控制系统使用电器多，体积大且故障率大；PLC控制系统结构紧凑，使用电器少，体积小。 

(3)继电器接触器控制全为机械式触点，动作慢，弧光放电严重；PLC内部全为“软接点”动作。 

(4)继电器接触器控制功能改变，需拆线接线乃至换元器件，比较麻烦；PLC控制功能改变，一般只需修改程序便可，其方便。 

(5)继电器接触器顺序控制实现电动机的起、停比较容易，但要满足起、停的性能指标和调速的要求是非常繁琐和麻烦的，甚至某些性能指标根本无法达到要求；PLC顺序控制容易实现电动机的起、停和调速等性能要求。

2.3 参数设置 

PLC顺序控制的5个功能特点是PLC顺序控制的优势所在，该功能特点都是通过对MM420的设置实现的。 

(1)电动机的起、停时间。调整P1120（斜坡上升时间）的设定值实现电动机从静止加速到大电动机频率所需的时间；调整P1121（斜坡下降时间）的设定值实现电动机从其大频率减速到静止停车所需的时间。 

(2) 电动机的正反转。实现方法有两种：通过调整P0701、P0702和P0703的设定值来实现，当设为1是“ON接通正转，OFF停止”，设为2是“ON接通反转，OFF停止”；通过设定的频率正负值来实现，频率设为正值，电动机正转；频率设为负值，电动机反转。 

(3)电动机的调速。MM420的5、6、7端子设定成多段速，总共能实现7种速度的变换。参数设定：P0004=7； P0701=17；P0702=17；P0703=17；P1001~ P1007设置固定频率（用户根据需要选择）。 

2.4 控制程序 

MM420的参数设定好后用PLC的Q0.0~Q1.0输出口分别控制3个变频器的5、6、7端子（如果只用1个或者2个，不用的端子不接即可）。PLC顺序控制的主要程序如图3所示。M0.1控制台电动机的运行情况，M0.2控制二台电动机的运行情况……。当M0.1有输出时，开启台变频器，电动机1开始工作；当M0.2有输出时，开启二台变频器，电动机2开始工作；当M0.3有输出时，开启三台变频器，电动机3开始工作。反之，当M0.1无输出时，关闭台变频器，电动机1停止工作……。 

在编程时要注意：当按下起动按钮时，一定要给M0.4和M0.5置“0”，否则会出现M0.2、M0.3同时置“0”和置“1”的情况，这样电动机无法工作。 

3 结语 

采用PLC和变频器实现电机控制，特别是对工作环境条件较恶劣的工矿企业是一项明智之举。基于MM420的PLC顺序控制经实践证明能满足控制要求。

天车起重设备在炼钢生产过程中有着广泛的应用，担负着倒运物资、衔接各工序的重要作用，种类多、负荷大，高温、高空、立体、交叉、动态作业，完成各种复杂的任务。 

目前炼钢厂传统设计的大型天车，控制复杂且零散，线路繁多，操作线容易短路或接地，发现故障较慢，容易造成停车事故，小则使炼钢生产无法连续进行，大则使整条生产线瘫痪，炼钢损失严重。现采用新型的PLC控制系统的天车，克服了传统天车的各种缺点，它的电气控制集中度高，PLC及调压柜运行稳定，保证了炼钢及连铸的正常生产。 

1 PLC的电气控制方式 

PLC的工作原理：天车工通过控制联动台上的手杆，发出相应的控制指令，PLC根据内部编程运算，发出相应信号，以达到控制各部件运行的目的，如图1所示。 

实际上，PLC的本质是将传统的继电器控制系统的中间继电器、时间继电器、常开常闭点、辅助点等一些可以模拟的器件都统一到PLC内部，根据实际要求进行编排。可以无限重复使用这些模拟器件，成本不增加，也不用人工去安装真实的器件。越的PLC，输入点和输出点越多，逻辑计算能力越强，执行程序的速度越快，实时性能越好。 

本系统PLC选用西门子S7-300。在主梁电气室内设有一主站，在操作室内设有一子站。天车各大部件，包括主钩﹑副钩﹑主小车﹑副小车﹑大车运行等，均通过控制电缆一一对应接至PLC的输入端。PLC的输出点全部控制中间继电器，中间继电器的常开触点控制电气柜中的各部件主回路接触器，从而控制全车。这是一种集中操作、分散控制的系统，符合天车的操作要求。 

该系统共设有156个数字输入点、48个数字输出点。PLC与其它数据接口通信采用MPI电缆连接。MPI电缆是多点接口的简称，物理层是RS-485，大传输速率是12M bit/s。其抗干扰能力强，传输速度快，错误率低，能充分满足的要求。该系统采用的编程语言是梯形图编程语言，由厂家完成。 

带有PLC的天车具有以下几个特点： 

（1) 电气控制集成度高，便于电气人员维护。依据PLC上的发光二管或编程软件提供的信息，可以快速查找到故障原因，排除故障，有效生产的正常进行。 

（2) 功能强，。PLC内有无数的编程元件，包括时间继电器，中间继电器等，它们可以实现很复杂的控制功能，与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性价比。 

（3) 性高，抗干扰能力强。

2 调压柜 

2.1 调速 

调压柜选用美恒THYROMAT系列数字式定子调压装置，调压调速系统为四象限运行，装置含三组可控硅，电机的方向转换是通过外接的2个换向接触器(带机械联锁)来实现的。调压柜的工作原理是控制单元通过改变绕线电机每相背对背并联的一组可控硅的触发角度来改变电机的定子电压。 

220T天车的主钩是由2台320kW电机并联工作带动，属于大型电机，额定电流In约470A，在全压启动时，由于电机的启动力矩需要，要从电网吸收 7 倍的电机额定电流，即3290A。太大的启动电流对电网造成严重的冲击，并影响其它天车工作，而且增加了线损和变损。由于启动电流大，转子产生过大的起动转矩对机械的破坏性也相当大，造成机械传动部件的非正常磨损及冲击，缩短寿命从而增加维护工作量和成本，如使连轴器损坏等。鉴于以上原因，降低电机的起动电流Ist。 

改变输入电压U1就可以改变电机起动电流Ist。调压柜就是减少电机电压来进行调节起动电流Ist的。起动时晶闸管输出电压逐渐增加，电流也逐渐增加，电动机逐渐加速，直至晶闸管全导通，电动机工作在额定电压上。这一过程保证了电动机的正常起动。 

电机的转速n在起重中的作用很重要，尤其是主钩升降的速度，如升降的速度太快，则天车工的反应跟不上，会出事故；如升降的速度太慢，则等待的时间太长，影响生产。所以电机的启动速度要适当，才能控制好天车，为生产服务，同时还要具备在不同的载重下有同样的速度。基于以上要求，电机的转速调节。 

从电机转速公式可以看出，改变转差率s可以调速。220T用绕线转子回路串电阻和减压2种方法改变转差率s，调节电机转速n。绕线转子回路串电阻越大，转速越低；反之，则转速越大。电压低转矩小，则转速就低；反之转速越大。根据要求调节在绕线转子回路串入的电阻和电机输入电压U1，就可以达到调速的目的。而且绕线转子回路串入电阻能使天车具有好的操控性。 

因此调压柜在此过程中起了2个重要的作用：使电机正常起动；能够对电机进行调速。 

2.2 速度负反馈控制系统 

在调程中，220T天车引入了速度负反馈调压调速控制系统。 

速度负反馈的工作模式如图2所示。其工作原理是电动机转速下降将使测速发电机输出电压U减小，而系统给定电压U*不变，偏差电压△U=U*-U增大，经过速度调节器放大后UK增大，使触发电路的α角减小，则由晶闸管组成的主电路输出的电压U增大，从而使电动机稳定运行。

速度负反馈系统优点： 

（1)能够克服较大的速度变动。当电机负载转矩或电源电压有波动，引起转速有较大变化时，速度负反馈做出反应，调节晶闸管导能角，增大或减小电机输入电压，调节电机转速。 

（2) 电机能够拖动恒转矩负载并且转速有较宽的调节范围。如在空载或重载的情况下，电机转速相同，速度负反馈会调节输入电压，使电机恒转矩启动。 

速度负反馈系统就是将电机转速控制在一个提前设定的转速n，使电机在软启动的条件下，把转速控制在一个合适的范围内，实现了良好的控制效果。启动完毕后，当被测的电机转速达到临界值时，系统自动输出全电压，进入开环控制，此时电机在额定电压、额定电流下工作。 

在电机的转子上安装了一个比较精密的器件——编码器，可以测定电机转速n、转子位置等，给速度负反馈系统提供了必要的数据，整个系统的控制都是根据编码器测定的数据来进行的，是这个系统中比较重要的部分。 

3 结语 
天车起重设备在炼钢生产过程中有着广泛的应用，担负着倒运物资、衔接各工序的重要作用，种类多、负荷大，高温、高空、立体、交叉、动态作业，完成各种复杂的任务。 

目前炼钢厂传统设计的大型天车，控制复杂且零散，线路繁多，操作线容易短路或接地，发现故障较慢，容易造成停车事故，小则使炼钢生产无法连续进行，大则使整条生产线瘫痪，炼钢损失严重。现采用新型的PLC控制系统的天车，克服了传统天车的各种缺点，它的电气控制集中度高，PLC及调压柜运行稳定，保证了炼钢及连铸的正常生产。 

1 PLC的电气控制方式 

PLC的工作原理：天车工通过控制联动台上的手杆，发出相应的控制指令，PLC根据内部编程运算，发出相应信号，以达到控制各部件运行的目的，如图1所示。 

实际上，PLC的本质是将传统的继电器控制系统的中间继电器、时间继电器、常开常闭点、辅助点等一些可以模拟的器件都统一到PLC内部，根据实际要求进行编排。可以无限重复使用这些模拟器件，成本不增加，也不用人工去安装真实的器件。越的PLC，输入点和输出点越多，逻辑计算能力越强，执行程序的速度越快，实时性能越好。 

本系统PLC选用西门子S7-300。在主梁电气室内设有一主站，在操作室内设有一子站。天车各大部件，包括主钩﹑副钩﹑主小车﹑副小车﹑大车运行等，均通过控制电缆一一对应接至PLC的输入端。PLC的输出点全部控制中间继电器，中间继电器的常开触点控制电气柜中的各部件主回路接触器，从而控制全车。这是一种集中操作、分散控制的系统，符合天车的操作要求。 

该系统共设有156个数字输入点、48个数字输出点。PLC与其它数据接口通信采用MPI电缆连接。MPI电缆是多点接口的简称，物理层是RS-485，大传输速率是12M bit/s。其抗干扰能力强，传输速度快，错误率低，能充分满足的要求。该系统采用的编程语言是梯形图编程语言，由厂家完成。 

带有PLC的天车具有以下几个特点： 

（1) 电气控制集成度高，便于电气人员维护。依据PLC上的发光二管或编程软件提供的信息，可以快速查找到故障原因，排除故障，有效生产的正常进行。 

（2) 功能强，。PLC内有无数的编程元件，包括时间继电器，中间继电器等，它们可以实现很复杂的控制功能，与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性价比。 

（3) 性高，抗干扰能力强。

2 调压柜 

2.1 调速 

调压柜选用美恒THYROMAT系列数字式定子调压装置，调压调速系统为四象限运行，装置含三组可控硅，电机的方向转换是通过外接的2个换向接触器(带机械联锁)来实现的。调压柜的工作原理是控制单元通过改变绕线电机每相背对背并联的一组可控硅的触发角度来改变电机的定子电压。 

220T天车的主钩是由2台320kW电机并联工作带动，属于大型电机，额定电流In约470A，在全压启动时，由于电机的启动力矩需要，要从电网吸收 7 倍的电机额定电流，即3290A。太大的启动电流对电网造成严重的冲击，并影响其它天车工作，而且增加了线损和变损。由于启动电流大，转子产生过大的起动转矩对机械的破坏性也相当大，造成机械传动部件的非正常磨损及冲击，缩短寿命从而增加维护工作量和成本，如使连轴器损坏等。鉴于以上原因，降低电机的起动电流Ist。 

改变输入电压U1就可以改变电机起动电流Ist。调压柜就是减少电机电压来进行调节起动电流Ist的。起动时晶闸管输出电压逐渐增加，电流也逐渐增加，电动机逐渐加速，直至晶闸管全导通，电动机工作在额定电压上。这一过程保证了电动机的正常起动。 

电机的转速n在起重中的作用很重要，尤其是主钩升降的速度，如升降的速度太快，则天车工的反应跟不上，会出事故；如升降的速度太慢，则等待的时间太长，影响生产。所以电机的启动速度要适当，才能控制好天车，为生产服务，同时还要具备在不同的载重下有同样的速度。基于以上要求，电机的转速调节。 

从电机转速公式可以看出，改变转差率s可以调速。220T用绕线转子回路串电阻和减压2种方法改变转差率s，调节电机转速n。绕线转子回路串电阻越大，转速越低；反之，则转速越大。电压低转矩小，则转速就低；反之转速越大。根据要求调节在绕线转子回路串入的电阻和电机输入电压U1，就可以达到调速的目的。而且绕线转子回路串入电阻能使天车具有好的操控性。 

因此调压柜在此过程中起了2个重要的作用：使电机正常起动；能够对电机进行调速。 

2.2 速度负反馈控制系统 

在调程中，220T天车引入了速度负反馈调压调速控制系统。 

速度负反馈的工作模式如图2所示。其工作原理是电动机转速下降将使测速发电机输出电压U减小，而系统给定电压U*不变，偏差电压△U=U*-U增大，经过速度调节器放大后UK增大，使触发电路的α角减小，则由晶闸管组成的主电路输出的电压U增大，从而使电动机稳定运行。

速度负反馈系统优点： 

（1)能够克服较大的速度变动。当电机负载转矩或电源电压有波动，引起转速有较大变化时，速度负反馈做出反应，调节晶闸管导能角，增大或减小电机输入电压，调节电机转速。 

（2) 电机能够拖动恒转矩负载并且转速有较宽的调节范围。如在空载或重载的情况下，电机转速相同，速度负反馈会调节输入电压，使电机恒转矩启动。 

速度负反馈系统就是将电机转速控制在一个提前设定的转速n，使电机在软启动的条件下，把转速控制在一个合适的范围内，实现了良好的控制效果。启动完毕后，当被测的电机转速达到临界值时，系统自动输出全电压，进入开环控制，此时电机在额定电压、额定电流下工作。 

在电机的转子上安装了一个比较精密的器件——编码器，可以测定电机转速n、转子位置等，给速度负反馈系统提供了必要的数据，整个系统的控制都是根据编码器测定的数据来进行的，是这个系统中比较重要的部分。 

3 结语 

从韶钢三炼钢厂的实践证明，采用基于PLC及调压柜的控制系统、运行稳定，减轻了维修人员的劳动强度。 

.2电气控制系统的主要功能 

1.2.1氧倾动系统 

炉体倾动功能完成：由PLC控制4台变频器驱动4台75kW交流笼型电机，通过减速机，使转炉可以360°旋转；电动机端部均装有测速编码器，反馈转速给变频器，构成闭环控制；为保4台电机转矩同步，4台变频器组成SIMObbbb环，由一号或二号为主；4台电机平时全部投用，但允许使用3台工作，这样当一台设备有故障时，生产不受影响；4台抱闸液压推杆装置由变频器控制打开，保制动功能；转炉耳轴处装有角度编码器，实时给出炉体角度，其值可通过0°机械限位来校正。 

氧有横移和升降运动功能。氧的高度与控制是转炉设备的，有3套装置：编码器、凸轮开关和机械限位。凸轮开关使用不便，每次换绳都需调整，而调整过程又比较繁杂，所以通常使用编码器控制，它不仅、使用方便，还能给出连续量变化的高度值。氧编码器使用图尔克的终端设备，作为一个远程站在DP网上，在STEP7程序中设计，可使用机械限位对其进行校正。氧升降电机为一台75kW交流电机，由一台西门子变频器驱动，同样装有测速编码器，氧升降电机的抱闸控制严格，给出预转矩后才能打开。 

1.2.2底复吹系统 

此系统PLC（远程站）有大量模拟量模板，检测各气体、液体流量压力等，给出正常信号。收到倾动PLC给出的生产指令后，打开相应阀门。吹即为氧的气体阀门、水阀门等的控制；底吹是指炉底接有6个支管，吹出氩气或氮气保冶炼时充分搅拌。 

1.2.3汽化系统、除尘系统 

转炉冶炼时产生大量烟气，由汽化除尘系统设备除去，包括一文、二文、汽包、除氧器等。6台供水泵和循环泵使用有2台西门子变频器、4台软启动设备，阀门使用常规电气控制。终端为6kV一次风机两台一用一备。二次除尘系统与汽化系统不同的是，它主要除去来自上料、投料、炉口等处的灰尘，没有有害气体，有一台2000kW风机，有布袋除尘器设备。 

1.3网络组成 

交换机使用西门子产品OSM TP62，可以连接6个以太网口，2个光纤口，光纤连接可达3000m，可以监视网络状态并报警。以太环网含有50个OSM，当冗余管理器检测到两侧网络断线时，它重建网络结构的时间不大于0.3s。使用交换机的port7和port8两个光纤口，连接成环网，同时把某一个OSM设置为冗余管理器，实现冗余控制。 

PLC机架上使用CP443-1模板。CP443-1模板是siemens s7-400 PLC 连接工业以太网的模板，支持多种协议的通信，工作稳定，可多连接48个s7或64个TCP。 

在各个Profibus-DP网络，PLC为主站，从站为远程IO站操作箱、变频器、编码器等等。设计原则是充分利用分布式现场总线网络灵活、方便、节约资金的优点，同时尽量避免其缺点（网络通信故障易导致相当多一部分设备不能工作）。 

1.4 HMI系统与OPC服务器 

一级自动化级的HMI为5台工业PC机，工控机上使用CP1613或普通以太网卡，安装WINCC软件。操作人员通过画面输入有关工艺操作数据，向PLC下达控制命令。另外，HMI通过PLC可采集生产过程中的各种检测数据，并以数据文件或生产流程图等形式在CRT上显示，用于监视生产过程和设备运行状态，还可对生产过程中的数据进行报表打印和事故报警打印，并存储主要工艺参数的历史趋势图。 

Opc服务器安装有simatic net软件，通过网络读取PLC中变量信息，再用VC做成三方软件实现监控和报表功能的功能，完成物流跟踪。可同时安装另一块网卡连接办公网，实现生产信息的发布与交换。 

2主要存在问题及改进优化措施 

（1）现场总线通信系统的改造。 

主PLC机架上增加CP443-5模板,优化、分散所带通信节点，或把关键站点如摇炉操作台、倾动变频器、编码器等单列出，以达到保关键设备使用的目的。新增CP443-5模板所带通信节点为地面车辆操作台、变频器和倾动编码器。原兑铁操作台从路分离出，编入二路，这样二路节点只有6台关键变频器和1个摇炉台，能够保证使用。优化后的通信线路如下： 

1路：PLC-5（CPU416-2DP）—出钢操作台（7）—炉后门操作箱FZLC32（11）—出渣操作台（6）—主操作台（4）—卷帘门操作箱FZLC33（12）—炉前门操作箱FZLC31（10）—横移小车操作箱FZLC35（14）—锁定缸操作箱FZLC36（15）—2#氧操作箱（9）—2#氧编码器（17）—1#氧操作箱（8）—1#氧编码器（16）。 

2路：CP443-5—1#倾动变频器—2#倾动变频器—3#倾动变频器—4#倾动变频器—1#氧变频器—2#氧变频器—兑铁水操作台（5）。 

3路：右侧CP443-5—（2#氧变频柜内接头）—倾动编码器—钢包车变频器—出渣车9CT（61）—钢包车1CT（67）—出渣车7CT（63）—出渣车8CT（62）—钢包车2CT（68） 

这样改造的优点：保证主体设备的运行；大大的节约故障排除时间；缩短DP通信线路，有利于信号的传送。 

（2）转炉各皮带及加料除尘阀门站通信网络配置改造及优化措施。 

转炉二次除尘在辅原料系统、铁合金系统共16个料仓安装有16个除尘阀门，在现场分布8个操作箱，使用了8个远程站，不但站点多、线路长，占用模板通道多，还有可能影响网络前段加料系统正常工作。在生产初期，为了保证正常生产，此部分动作功能没有投用，为满足除尘效果，现场阀门处于常开状态，风机负载加大，电耗居高不下。为此，对整个除尘系统进行了电气控制改造。 

把现场8个控制箱简化为2个，在现场辅料、合金料处各保留一个电控箱。在控制箱内使用统一的远程/就地切换按钮，把其余操作按钮、指示灯等全部去掉，操作直接通过现场限位点经由PLC通信来完成，在远程站模板上只保留的阀门限位点，这样节省了大量I/O通道，原来的多个操作箱得以大简化。另外，在PLC程序中修改控制功能，设定为自动控制，整个除尘系统人员操作，当上料车到某个料仓，而且皮带运行确实加料时，其除尘阀门自动打开，而其余15个不用的除尘阀门全部关闭，这样，不但大大提高了风道压力，提升了除尘效果，还大大降低了二次风机2500kW电机的动力电耗。 

（3）转炉氧提升事故系统的改造。 

转炉氧提升系统抱闸原设计为单个液压抱闸，在使用过程中易出现因液压抱闸磨损或调整不到位等因素而引发的下滑溜现象。改造方案是增加一套液压抱闸，但控制系统仍由原来的控制系统完成，这样动作同步并且。增加一套事故提升系统，即在主电机或氧变频器及速度编码器出现故障导致氧不能提升或溜时，生产工可通过开启事故电机来提升氧，从而能够保证顺利换氧小车，并且通过事故操作联锁切断氧变频器电源，避免了恶性事故的发生。此项改造A、B氧主要增加设备有：西门子UPS电源控制柜一套；电池柜一套；事故电机（带电磁抱闸）每一台。 

（4）转炉底吹系统的改造。 

底吹系统是炼钢的关键设备，主要由氮气和氩气2个切断阀及6个支管调节阀及自动设定组成。原设计是根据炼钢时间段不同，2个切断阀按PLC程序设定自动打开关闭。随着所炼钢种的增多，这种单一的自动控制模式，不能满足生产工艺的要求，易造成支管堵塞，影响底吹效果，而且氩气浪费相当严重，与运行不符。原系统缺点：氮气氩气切换时间不能控制，固定为吹炼10min后切换，而且在整个搅拌过程中氮气和氩气气体流量设置单一，造成适合的钢种比较单一，而且气体不能充分利用。从PLC程序上入手，重新编写程序，共分4套自动控制模式（A、B、C、D）,操作工可根据钢种分类及冶炼时间段自动选择其中一种模式. 

改造完毕后，4种模式对应气体切换的不同时间，A模式为开始吹炼5min后由吹氮气切换为吹氩气，B、C模式分别对应8min和10min切换，而D模式为冶炼期间全程吹氩。不管哪一种模式，在兑铁、倒渣、出钢摇炉期间均使用低流量吹氮，保护气体管路；在冶炼的期间，吹气流量依照吹炼时间不同进行调节，通过与工艺人员的配合、实践，确定分别为每分吹气80m3、50 m3、40 m3；对应炉底的6个不同支管，根据位置的不同，对流量要求进行了优化，对炉底中间的3、4号透气管流量适当开大。 

达到的效果：工艺方能够根据钢种不同灵活选择合适的流量设定值与切换时间，在冶炼调铝钢种时还可以全程吹氩，能够发挥底复吹转炉的设备优势。这样不仅方便了操作，而且大大降低了低压氮气和氩气的气体消耗，减少了钢水中氮的含量，大大提高了钢水质量。 

（5）氮气密封装置的控制改造。 

转炉氮封系统分为两大部分，即炉口活动烟罩氮封系统和转炉加料斗及溜管氮封系统。氮气密封装置主要设备为氮气气动切断阀，在转炉冶炼过程中，氮气气动切断阀始终处于打开状态，连续向加料管中吹入氮气。转炉吹氧的氧气切断阀与氮气气动切断阀联锁，活动烟罩氮封在冶炼时常开，流量2000 m3/h。加料系统氮封包括3个氮气管路，其中的2个用于加料斗密封，在加料斗打开时氮气阀门打开，防止散装料粉末飘散，防止冶炼时炼钢产生的烟、火上升损坏设备；较大的,1个氮气管路与阀门用于加料斗下部和2个加料溜管的冷却密封，在整个冶炼期间保证效果，否则必然损坏溜管。系统工作时氮气流量达6000 m3/h，全天24h工作，耗气量大。 

经工艺人员设备人员的反复推敲试验，将炉口活动烟罩氮封系统的管路整个改为压缩空气密封，大大节省了低压氮气消耗。对于加料系统氮封，由于其溜管保持干燥，不能改用压空，于是只能对电气联锁和气体流量进行反复试验与推敲。原阀门联锁为当氧阀打开时开氮封阀门，事实证明，在溅渣期间或是在炼钢间隙等待验样结果时，由于炉口朝上，烟气仍然上涌，容易导致设备损坏，在生产初期曾大量出现溜管和料斗液压缸损坏事故。将PLC程序修改为炉口向上是开氮封，但这样反而增加了氮气消耗，于是在此基础上，准备使用流量调节的方式。整个过程是在节约气体成本与保护设备、节约设备成本之间寻找平衡点，为了不增加设备成本，没有加装调节阀，对氮气管路进行了修改，使工作一步步降低到3000 m3/h，在节约大量气体成本的基础上完成设备保护功能，并且有效提高了氮气的使用率，节能效益十分可观。 

3 应用效果及前景 

100t转炉电气控制系统经过一系列的改造后，生产效率提高，大大降低了工人地劳动强度。一些操作画面的改造方便了操作，设计加合理，对底吹及氮封系统的改进大大节约了氮气，提高了各钢种的质量，为生产创造了良好的设备基础。实践证明，该系统运行比较稳定, 使用效果非常良好,大大减少了转炉因设备故障而热停的次数和时间，保证了工序的通畅和衔接；不仅节约了备件资金，而且事故率的减少和备件消耗降低带来的经济效益显著。底吹系统、氮封系统的改造大大节约了能源，减低了消耗，提高了钢水的质量

http://zhangqueena.b2b168.com