八钢欧冶炉泥炮改造

八钢欧冶炉泥炮改造

魏江涛

宝武集团新疆八一钢铁有限公司第一炼铁厂新疆乌鲁木齐830022

摘要：泥炮堵口时跑泥，铁口耐火砖开裂，泥炮退炮时，泥炮的立柱开裂，泥炮立柱螺栓松动，对炉前正常生产造成较大影响。

关键词：欧冶炉泥炮旋转编码器

1.泥炮的重要性

高炉泥炮；属于冶炼行业必备的炉前设备，其作用是能够迅速准确堵塞放铁后的出铁口，使高炉快速进入下一循环的作业，炉前有开口机、泥炮机、移盖机三大设备，这三大件自动化控制中，设备的工艺复杂，要求严格，安全系数高，连锁关系繁多，控制设备及网络复杂，自动化程度高，是一项较难消化吸收的与应用的项目，泥炮是高炉炉前最主要的设备，它主要负责关闭铁口，泥炮现场工作环境恶劣，工作任务重要，所以它最主要的因素就是可靠性与安全性，确保泥炮正常运行，是高炉正常生产的重要保证。炉前铁口是高炉唯一出产品的地方，高炉内铁水和铁渣只能通过铁口排除，必须保证炉前设备正常工作，才能保证高炉正常运转。

2.存在的问题

2017年3月25日欧冶炉点火投产，2017年4月炉前南场泥炮的立柱开裂，泥炮立柱螺栓松动，泥炮堵口时，铁口跑泥，无法堵一次性堵在铁口上，休风进行堵口，铁口耐火砖开裂，部分耐火砖粉碎，给炉前生产造成了很大的影响。

欧冶炉炉前泥炮堵口时，如果泥炮旋转速度慢，泥炮旋转时间过长，会导致泥炮炮头烧损，炮头烧损，就堵不上铁口，会造成炉子休风，更换炮头，然后进行堵口作业，

但是泥炮旋转速度快，对铁口的冲击非常大，堵口作业时，人站在炉前平台，距离铁口50米远处，任然能感觉到泥炮堵口作业的撞击引发的震动

退炮时，如果泥炮的速度快，后退到极限位时，对泥炮立柱的振动大，造成立柱螺栓松动，立柱开裂，

3.工艺需求

生产工艺提出的要求如下：泥炮堵口要在10秒钟之内到达铁口。

进行堵口作业.泥炮的堵口作业时，堵口作业时泥炮分为两个速度：高速，低速。堵口作业时，先用高速，后用低速，速度可以进行设定。减速位置可以设定。

泥炮在退炮作业时，退炮作业一共有两个速度：高速、低速。退炮先用高速，后用低速。速度可以进行设定。减速的位置可以设定。通过参数设定界面输入速度设定值。

4.初步改造

需要对泥炮旋转的电器控制进行改造，首先检测泥炮旋转的位置信号，用位置信号参与泥炮的电气控制中。检测位置信号的三中方法，行程开关，凸轮限位（旋转限位）旋转编码器。经过反复比较，行程开关凸轮限位均无法做到精密定位，而且随时调整减速角度和减速距离需要电工到现场进行调整，而现场环境恶劣，1500度的高温辐射、高空、一氧化碳浓度高、光线不足、空间狭小，均增加了作业风险。

经过分析，决定在泥炮大臂的旋转轴部位安装旋转编码器，旋转编码器是用来测量转速并可以实现快速调速的装置，光电式旋转编码器通过光电转换，可将输出轴的角位移、角速度等机械量转换成相应的电脉冲以数字量输出。单路输出是指旋转编码器的输出是一组脉冲.旋转编码器是集光机电技术于一体的速度位移传感器。绝对型旋转光电编码器，因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆.绝对式编码器有与位置相对应的代玛输出，通常为二进制码或BCD码。从代码数大小的变化可以判别正反方向和位移所处的位置，绝对式编码器的测量范围常规为0—360度。因此选用绝对值旋转编码器。

2017年4月，在泥炮的旋转轴部位安装了一个旋转编码器。

图一：旋转编码器的电气原理图

在程序中进行处理，把旋转编码器的16进制的数值转换为角度值。旋转编码器可以根据检测到泥炮旋转时的角度，把角度值转变成4-20mA电信号，4-20mA信号控制液压站比例阀的开度，从而控制液压油的流量和压力，实现对泥炮大臂旋转速度的控制。检测到选编旋转到某一角度时，进行减速。

在炉前操作室的工控机中用Wincc制作了一个泥炮参数画面，在可以在画面中输入泥炮堵口高速、低速，堵口减速角度、减速距离，泥炮退炮高速、低速，退炮减速角度、距离。可以通过键盘输入数值改变速度，输入角度值或者减速距离值，旋转到设定值时进行减速。

泥炮堵口作业时，在距离铁口700mm的位置进行减速，这样可以避免高度运转的泥炮对铁口的冲击，700mm的距离可以调整，例如可以随时设置成800mm、或者600mm。

泥炮退炮作业时，在离极限位还有800mm时开始减速，可以避免泥炮回退到极限位时对泥炮立柱的冲击。800的距离可以调整，例如可以改成9000mm.退炮作业时，或者改成700mm。

图三：工控机上的参数设定画面

旋转编码器在使用了一个星期后出现故障，拆下旋转编码器，发现是高温导致的烧损。

5再次改造

对现场工况进行分析，泥炮位于开口机的下方，出铁时，泥炮旋转编码器的上方是给开口机管路冷却的雾化水，泥炮旋转编码器下方的旁边是流铁水的大沟，铁水的温度高达1500℃。铁水对泥炮旋转编码器的热辐射很高，而旋转编码器使用的环境温度是70℃以内。

2017年5月再次安装旋转编码器，旋转编码器的防护又成为了难题，根据现场的情况设计了一个旋转编码器的防护罩，对旋转编码器进行了更全面的防护。先给旋转编码器制作一个小的防护罩，把旋转编码器与防护罩用螺栓进行固定，让旋转编码器的输出轴向上，输出轴的上端用柔性连接进行力的传递，下端用防火泥进行封堵。小的防护罩的外部用石棉布进行防护，包5层石棉布，石棉布的外面制作了一个圆柱形防护罩，把石棉布紧紧的包裹住，防护罩的外面在用石棉布进行包裹。石棉布的外层，设计了一个的防护罩，能保证旋转编码器的连杆机构的旋转，又能对旋转编码器进行防护。

要给旋转编码器进行冷却，但是又不能被水淋。设计了风冷装置，旋转编码器的上端，焊接一个圆形的风冷管道，通入压缩空气，从旋转编码器的前后左右四个方向进行冷却。炉前出铁时，使用测温枪进行测温对旋转编码器，根据旋转编码器的温度调节压缩空气管道阀门的开度。风冷管道的最上方，焊接了4块钢板，制作了一个防雨篷，用来防护上端开口机的雾化水。

结束语

从2017年5月安装好安装旋转编码器使用到现在，未出现旋转编码器烧损的问题，通过旋转编码器控制泥炮的旋转速度。铁口耐火砖未开裂，泥炮的立柱未开裂，泥炮立柱螺栓未松动，保证了炉前正常生产。

参考文献：

（1）八钢第五届青年学术年会【J】；新疆钢铁；2008年01期

（2）八钢第四届青年学术年会【J】；新疆钢铁；2002年04期