雷达料位计在新钢高炉的应用_江苏欧特自动化仪表有限公司

雷达料位计在新钢高炉的应用

添加时间：2022-08-04 10:31:12}

高炉探尺是用来检测高炉内矿石与焦碳等物料的料面,供冶炼操作人员以视觉观测炉内物料下放的情况,同时控制矿石与焦碳等物料向炉内的排放。料面测量的准确性将直接影响铁水的产量和质量。采用机械探尺探料时,存在着虚探、倒锤、掉锤等缺点,影响了测量的精度和高炉生产增加了工人的劳动强度和维护量;采用雷达料位计探料时就不存在上述缺点,并且取得了良好效果。

1.机械探尺

1.1机械探尺控制方案

新钢2高炉有两个机械探尺,东探尺和西探尺电气原理图如图1)。

减速机轴端接**型编码器,信号通过硬连线进入小PLC(小PL采用西门子公司的S7-200),在小PLC内,把格雷码的数据类型转换为进制的数据类型,把转换后的二进制的数据类型通过硬连线送入大PLC(大PLC采用摩迪康昆腾系列),通过串口通讯把TD200中探尺极限位设定值送入小PLC,比较之后,输出极限位的开关量信号通过硬连线接入直流调速装置;通过大PLC读出探尺的高度,作为检测值及探尺的操作信号。大PLC给直流调速装置提尺信号,放尺信号;直流调速装置给大PLC住备好信号和故障信号。直流调速装置与大PLC之间的这些开关量信号由点对点方式连接。当要求探尺下放时,由大PLC送出放尺信号,由直流调速装置实现自动放尺,探尺降落在料面后,探尺速度减至为零。随后跟随物料下放,直到再次检测到炉内的物料下放到设定的料面时,由大PLC发出提尺信号,由直流调速装置实现自动提升,当PLC检测到探尺在顶部时,由直流调速裝置实现自动停尺。

1.2机械探尺探料时的缺点

1.2.1虚探

机械探尺探料时,探得是料面上的个点,当炉况不好时,料面出现空洞,铁锤就有可能落入空洞中,产生虚探。

1.2.2倒锤

在放尺的过程中,重锤受到三个力的作用(如图2),自身重力WV钢丝绳拉力f,摩擦力fr;其中,在放尺的过程中,重力W和摩擦力fr不变,又由于探尺是恒转矩控制的,所以钢丝绳拉力地不变。由式F=W-f-fr可知:合力F为恒力,所以,在放尺的过程中,重锤作匀加速运动,当重锤到达料面时,由于惯性作用,重锤还会往下落,产生“倒锤”现象。

1.2.3掉锤

由于高炉内温度比较高,探尺使用频繁,2#高炉从2003年投产至今,已掉过好几次锤。安装探尺是一件非常麻烦的工作,安装时高炉必须休风,严重影响了生产,增加工人的劳动强度,而且,安装完毕后,须重新校准探尺零位,优化直流调速装置中的部分参数,不仅增加了维护量,而且对维抑人员的技术水平提出了更高的要求。

2.雷达料位计

2.1雷达料位计控制方案

新钢2#高炉由于使用机械探尺探料时存在着虚探、倒锤、掉锤等缺点,给生产和维护带来了很大困难,所以决定在炉顶安装一套雷达料位计装置,用以取代机械探尺。雷达探头向炉内发射雷达波,由仪表分析、计算料面高度,并输出相应电流信号(4~20m)给PLC,PLC根据这电流信号计算出料面高度。雷达料位计时时都在检测物料下放情况,如果物料下放到设定料面,其他条件都满足时,气密箱下密阀自动打开向炉内布料,使物料稳定在一个料面高度。

2.2雷达料位计测量原理

采用雷达测距原理,是非接触式测量方式,它的雷达探头集发射器和接收器为体。探头天线以波束的形式发射6.3GHz的电磁波信号,被测介质反射回来的回波又被天线接收,电子部件通过分析计算雷达脉冲信号从发射到接收的间隔时间,算出探头到介质表面的距离,并输出相应的信号。计算公式如下：
L=V*T/2

其中L:测量的高度

V：雷达波的速度300000km/s

T:雷达波从发射到接收的间隔时间

2.3雷达料位计的优点

2.3.1工艺简单

新钢2#高炉机械探尺系统由铁锤、减速机、抱闸装置、编码器、直流调速装置、PLC和TD200触摸屏等组成。无论安装、程序设计都十分复杂,而雷达料位计自成系统,构造简单,PLC只接收一个电流信号(4~20m),安装和编程十分方便。

2.3.2测量精度高

新钢2#高炉有两个机械探尺,分东探尺和西探尺。每次探料时,只能探出料面两个点的高度,不能准确反映料面的实际高度;而雷达料位计发射的雷达波照射在个面上,然后通过分析计算,把zui佳值传给PLC。

2.3.3系统稳定,维护方便

机械探尺系统由多个设备组成,随着使用次数的增多,钢丝绳被拉长、编码器松动等问题经常出现,造成测量的数据不准确,増加了工人的维护量;而雷达料位计构造简单,在生产中,基本上无需维护。从2005年3月投运以来,系统运行稳定,满足了生产要求。

3.结束语

新钢2#高炉采用雷达料位计检测炉内料面后,系统运行良好,提高了生产效率,降低了工人的劳动强度。

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