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迁钢4000m3高炉制粉喷耐磨板
首钢国际工程公司设计的迁钢3号高炉，有效容积4000m3，设计耐磨板比正常190kg/tHM，设备能力可达250kg/tHM。在原有耐磨板场基础上进行改造，新建1座配耐磨板间，设置10个圆筒仓，可同时满足厂区内3座高炉24h连续正常喷吹原耐磨板需要；原耐磨板运输本次选用管式皮带机运耐磨板，相比传统皮带机原耐磨板运输，解决了长距离运输时皮带机通廊布置困难和转运站多的问题，同时管式皮带机还具有占地面积小，环保清洁，允许上行或下行皮带同时两个方向输送以及多点物料输入，并可以根据地形位置进行空间曲线布置等优点，而且减少建设费用和时间，此外在厂房东侧还备有一条大倾角皮带机可临时使用汽车进行上耐磨板；新建制粉喷吹厂房，采用直接喷吹工艺，即制粉喷耐磨板同建在一座厂房内，制粉选用弹簧加载的中速磨耐磨板机和一次布袋耐磨板粉收集器收粉，制粉能力可达75t/h；喷吹系统形式为并列喷吹罐布置、单管路加耐磨板粉分配器，其中引进一些先进的设计理念，如采用全自动喷吹控制、喷耐磨板支管耐磨板粉均匀分配等。另外，为保证喷吹气使用稳定设有单独喷耐磨板空压站，且在厂房内设有压缩空气和氮气缓冲储气罐。
该工程投产三年多来，运行良好，各生产指标达到或超过预期水平。
首钢国际工程公司自主开发设计的首钢迁钢1580mm耐磨板工程双排式托盘耐磨板运输自动化控制系统于2010年2月2日正式投入运行，这标志着双排式托盘耐磨板运输系统首次采用国内自主研发设计的自动化控制系统取得成功。
首钢国际工程公司自主开发的双排式托盘耐磨板运输系统为世界首创，已获得四项 授权。其中，自动化控制系统是整个运输系统中的重要组成部分，由首钢国际工程公司完全独立研发并成功投入应用。截至目前为止，本系统已在首钢迁钢1580mm耐磨板托盘运输线投入使用15个月，在首钢京唐1580mm耐磨板托盘运输线投入使用13个月，实现了“一键式、全自动”的运输功能，取得了显著的应用效益，具有广阔的市场推广前景。
1.双排式托盘耐磨板运输自动控制系统技术应用背景
目前国内冷轧、耐磨板耐磨板运输系统主要由汽车、步进梁和运输链组成。随着国内轧钢水平的日益提高，耐磨板耐磨板生产量和速度逐渐加快，需要一种更的运输方式。双排式托盘运输系统能够高速稳定的将耐磨板运送到耐磨板存储区和下一加工环节，正在替代以往钢厂采用的汽车运输、步进梁、运输链等传统运输系统，极大地节省了人力、物力，同时提高了运输效率，降低故障率。双排式托盘运输系统由两排辊道组成，一排运输载有耐磨板的重载托盘，另一排运输卸载完耐磨板的空托盘，在小车，辊道，横移辊道，转台等设备的配合下实现托盘在运输线上的循环使用。在运输过程中完成了耐磨板的检查、打捆、喷号、称重、入库等控制过程。
作为整个运输系统必不可少的部分，托盘运输自动化控制系统将整个运输系统贯穿起来，其成败直接影响着整个运输系统、乃至整条轧线的运行效率。经过几年的努力，首钢国际工程公司独立开发了双排式托盘运输自动化系统，其高度的自动化与信息化在国内尚属首例。
2.双排式托盘耐磨板运输自动控制系统的构成
双排式托盘运输自动控制系统主要由一级自动化控制系统（L1）和二级过程控制系统（L2）组成，系统配置图如图1所示。
一级控制系统硬件主站采用两套西门子S7-400系列PLC，选用西门子ET200M做现场远程IO站进行信号采集和控制信号输出；现场操作柜上设触摸屏，配合少量按钮实现设备的现场手动点动灵活操作；整个系统采用分区式急停系统，即保证了整个运输系统的性，又 限度的减少局部故障对整个运输系统所造成的影响。在操作室设上位机，使用Wonderware INTOUCH软件制作人机操作界面（HMI），操作人员通过HMI对整条运输线的运行情况进行控制和监视。
二级硬件系统主要由二级服务器和二级用户操作机组成，二级系统作为整条运输线的指挥和管理系统，是连接运输一级与轧线二级、生产三级的重要环节，运输二级主要通过与运输一级、轧线二级、生产三级的通讯、数据采集、处理、查询等对耐磨板信息跟踪，从而实现数据的交互、自动打捆、自动喷号、进检查线、转台方向、吊装点（入库位置）的控制等功能，同运输一级系统结合完成运输系统的自动化控制，实现了“一键式、全自动”的运输功能。
耐磨板二次处理工艺
首钢迁钢建成投产后每年产生耐磨板约90万t。按照循环经济理念，推进固体废物综合利用，实现节约资源和环境保护，在首钢迁钢循环经济产业园内建设一条年处理能力为 90万t的耐磨板处理生产线，对耐磨板进行资源化利用，实现渣与钢的分离，以及尾渣综合利用。首钢国际工程公司自主研发了耐磨板二次处理系统， 限度地回收耐磨板中的金属铁，降低耐磨板尾渣中金属铁的含量。根据对渣钢的质量要求，所设置的破碎、筛分、磁选作业可对产品粒度和质量随时调节，达到所要求的产品性能指标。耐磨板二次处理生产线主要设备充分利用首钢在 1997 年从德国 KHD 公司引进的一套年加工能力为 120 万t的耐磨板处理生产线的旧有设备，进行必要的修、配、改，并配套完善综合设施。使原16条皮带机改为6条皮带机参与运行，原工序复杂、设备多的耐磨板处理生产线创新变成了占地面积小，工序简单，投资少，既经济又合理的耐磨板处理生产线，对推进固体废物综合利用，大力发展循环经济起着重要的作用，取得良好的经济效益和社会效益。完全实现了钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标。
5.1 产品规格
渣钢系列
规格：大于300mm、300-70mm、70-35mm、35-10mm、小于10mm。主要用途：品位高于90%的渣钢回转炉炼钢，品位低于90%，进入渣钢处理生产线进行提纯。
尾渣系列
规格：小于35mm的尾渣、小于10 mm的粒化渣。
主要用途：1）用于制砖和路基材料的原料以及混凝土骨料使用；2）用于格栅板原料以及做水泥的生料等。
5.2 耐磨板二次处理工艺设计特点
首钢迁钢耐磨板二次处理工艺设计从紧凑型、节能型、环保型原则出发，采用 “两级破碎－四级筛分－六级磁选”工艺。在工艺选择中增加磁选工序，提高耐磨板对金属的回收率，实现效益 化，并为后期渣钢提纯工序提供可靠的原料来源。主要特点如下：
1) 具有先进性、实用性和环保性；
2) 耐磨板二次处理生产线工序简单、工艺流程短、设备少、占地面积小、建设周期快，投资少，既经济又合理；
3) 采用除尘设施，减少耐磨板二次污染、改善周围环境（生态环境、经营环境）；
4) 渣钢回收率高，尾渣含铁量低，尾渣应用范围广；
5) 渣钢品位高，利用率大；
6) 延长了耐磨板利用的产业链条，对提高耐磨板利用的附加值、扩大其应用领域有重大意义；
7) 生产线运行均采用全程自动化控制和检测系统，确保系统、可靠运行；
8) 生产运行采用视频监控，减少管理及岗位人员，节约消耗，降低成本。
5.3耐磨板二次处理工艺流程
耐磨板在炼钢厂经热泼打水处理后，由装载机将耐磨板装入火车运至耐磨板处理料场堆存备用。生产线料台面上装有格筛，小于300 mm的耐磨板进入生产线原料仓。需处理的耐磨板在1号皮带机上，由磁选机选出 <300mm的渣钢。磁选后的耐磨板由1号皮带机送往1号振动筛，筛上>70 mm的耐磨板进入破碎机破碎，破碎到<70 mm的耐磨板到达3号皮带机；筛下<70 mm 的耐磨板进入2号振动筛，筛出>35 mm的耐磨板进入3号皮带机。3号皮带机安装有磁选机，选出<70 mm的渣钢。磁选后< 70 mm的耐磨板进入破碎机破碎，破碎成 <35 mm 的耐磨板送到4号皮带机，4号皮带机上安装有磁选机，选出<35mm渣钢。磁选后的耐磨板进入3号振动筛，筛下<10mm的耐磨板进入5号皮带机，把耐磨板料送入料场。筛上>10mm的耐磨板进入6号皮带机；2号振动筛筛下的耐磨板进入2号皮带机，2号皮带机上安装有磁选机，选出粒度 <35mm的渣钢，磁选后的耐磨板进入3号振动筛，筛下<10mm的耐磨板进入5号皮带机，由5号皮带机将耐磨板料送入料场，筛上耐磨板进入6号皮带机，由6号皮带机把>10mm的耐磨板料送入料场。整个过程经过4次跨带磁选和2次磁辊磁选，获得不同品位和粒级的产品。
1. 技术研发历程
高炉喷吹耐磨板粉可以降低焦炭消耗，减少炼焦污染，调节炉况，促进高炉稳定顺行，强化高炉冶炼。首钢作为我国高炉喷耐磨板技术的开创者和先行者，早在1963年，就进行了系统的研究与试验，并于1964年在国内率先将其在高炉上进行工业化试验。1966年，首钢在全公司的高炉上进行推广应用，当时的年平均喷耐磨板量达159kg/tHM， 月平均喷耐磨板量达到279kg/tHM，创造了当时的世界纪录。1994年，在首钢1726-2536m3四座高炉上应用，采用集中制粉，间接喷吹，串联罐多管路喷耐磨板。2000年，首钢进行重大技术改进，采用中速磨耐磨板机制粉，布袋一级收粉，双系列串联罐直接喷吹，在首钢两座（1780m3、2536m3）高炉上应用，达到国际先进水平。
2004年，首钢国际工程公司设计的湘钢1800m3高炉，采用中速磨制粉，并列罐间接喷吹。2007年，首钢国际工程公司设计的迁钢2号2650m3高炉，采用并列罐直接喷吹，并实现全自动喷耐磨板操作。2009年，首钢国际工程公司设计的京唐1号5500m3高炉，采用并列罐直接喷吹，全自动喷耐磨板操作，并实现浓相输送。2010年，首钢国际工程公司设计的迁钢3号4000m3高炉，采用并列罐直接喷吹，全自动喷耐磨板。2010年，首钢国际工程公司设计的京唐2号5500m3高炉，采用并列罐直接喷吹，浓相输送，全自动喷耐磨板。
经过几十年的发展，首钢国际工程公司不断完善和优化设计，掌握了从原耐磨板料场到耐磨板粉制备和喷吹的全套高炉喷耐磨板工艺设计。近年来，首钢国际工程公司还参与编制了 标准GB 50607－2010《高炉喷吹耐磨板粉工程设计规范》。
2. 高炉喷吹耐磨板粉技术的主要技术特点
2.1 长距离直接喷吹，紧凑型布局
由首钢国际工程公司设计的首钢2号、3号高炉喷耐磨板工程，完全采用国产化技术和设备，采用紧凑型短流程工艺，实现了耐磨板粉长距离直接喷吹。2号高炉喷耐磨板总管长度达到452m，已被列入第九批《中国企业新记录》。该项工程经有关专家鉴定，达到国际先进水平。
2.2 浓相输送
耐磨板粉喷吹一般按输送浓度可分为稀相输送和浓相输送。稀相输送工艺相对简单，运行比较稳定；而随着耐磨板粉输送浓度的提高，虽然增加了运行不稳定的可能性，但其可以节约大量输送气体的消耗，并且减少了管道磨损，因此其降低了维护和运行费用。为输送过程中的不稳定因素，可通过改善喷耐磨板罐底部的流化状态，以及改善输送管道的补气系统和输送管路的布置，来达稳定运行的目的。另外首钢国际工程公司通过吸收国内外先进技术，开发完善了浓相喷耐磨板技术的设计，并将其成功应用于实施项目中。从实际运行效果看，其输送连续，系统运行平稳，固气比可达到大于40kg/kg。
2.3 均匀喷吹
耐磨板粉分配方式现在主要以单管加分配器方式为主，分配器后各支管的耐磨板粉均匀分配有利于高炉运行稳定顺行。目前首钢国际工程公司的设计通常采用支管等阻损布置，通过计算机三维辅助设计软件，喷耐磨板量常规偏差小于4%。
2.4 喷耐磨板的全自动化操作和实时监控
随着设备的大型化和操作的精度等要求的提高，高炉喷耐磨板操作对于自动化控制要求也越来越高。
1) 全自动化操作提高了生产效率
全自动喷吹可使储耐磨板场，制粉系统，喷吹系统等过程实现PLC自动控制，不但减少人为主观不确定性和不完全准确性的影响，缓和手工计算与操作和喷耐磨板对炉况影响的滞后性之间的矛盾，还可以大大减少误操作造成的损失，更能进一步减少在岗人员的数量，使得喷耐磨板系统在时间和空间上都大幅度提高了生产效率。
2) 喷耐磨板控制精度得到提高
全自动喷吹以中速磨为核心，进行连锁控制，同时实现了对下耐磨板量、耐磨板温、喷耐磨板量、充压稳压自动调节及自动倒罐。在自动控制及计量和调节精度方面，按照高炉要求自动调节，喷耐磨板量计量精度可以控制在1%误差范围内，各风口喷吹耐磨板粉的均匀性控制在4%的误差范围内。与以往手工计算调节控制相比，更加合理。
3) 实时监测
在线检测系统内的气体成分和温度检测，一旦超过范围，自动报警，并进行相应的联锁吹扫或停机等操作。
2.5 三维软件辅助设计
在普通的二维平面设计条件下，由于喷耐磨板系统的管线繁多且错综复杂，管线与管线间或管线与电缆槽间现场发现相互干涉的问题再所难免，这样在现场安装施工时，不但需要返工增加费用，而且延误了施工工期。为将喷耐磨板系统的设计做到更、更精细，首钢国际工程公司引入了三维工厂设计软件。该三维工厂设计软件集智能化建模、碰撞检查、出图及报表、全厂漫游等功能于一体，有效提高了设计及施工效率和准确性。
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