网络炼钢

网络炼钢（精选10篇）

网络炼钢 篇1

1 引言

现代钢厂各生产工艺点都有独立的自动化一级系统(L1)完成其基础自动化的各项控制功能,在一级系统之上构建一个完整的管控一体化网络平台是先进生产制造企业的基本需求,该平台包括:自动化二级网络系统(L2)、综合二级网络系统(L2.5)、ERP网络系统(L3)以及自动化办公网络系统(OA)。主要完成的功能有:自动化二级系统完成各工艺点的模型计算、生产过程控制和生产数据搜集;综合二级系统完成生产计划分解、生产状态监视以及实现对二级系统数据的汇总、分析、查询、报表等应用;E R P系统完成综合二级系统和公司ERP系统的安全对接通讯;自动化办公局域网络要完成综合二级系统地应用服务在全厂办公网络的发布以及与公司办公网络系统的安全对接。因此对整个网络体系结构、逻辑网络组成进行合理规划,通过防火墙和核心交换机对不同级别网络通讯访问权限及访问策略进行不同的规划,从而搭建一个优化高效的网络平台,既可以加速网络通讯又可以保证系统安全。

2 总体网络规划

整体思路是各级网络自成独立系统,通过一定机制逐级访问。

一级网络负责各自动化控制系统(基础自动化)内部通讯,不同的控制系统的一级网络物理上是隔离的,不能直接通讯。同时,其他网络直接访问到一级网络会给控制系统设备的操控留下安全隐患,一个有效的解决方法是在基础自动化网络中设置网关控制系统(P L C系统),负责与二级网络通讯,这样二级网络是不能直接访问到设备层的。

各二级系统网络互通是数据共享所必需的,但必须受严格的访问权限制约。综合二级网络可以访问所有二级网络并为三级网络提供通讯接口。针对炼钢厂多级网络的如上特点,我们使用千兆智能网管交换机(如:WS-C3750G-12S)作为核心交换机,综合二级系统网络通过防火墙与内部办公网隔离。内部办公网与公司外网通过防火墙隔离,ERP系统通过网闸与总公司网络隔离。整体网络规划如图1所示。

3 技术方案

3.1 三层交换技术和VLAN的概念及原理

第三层交换技术就是可以处理网络第三层数据转发的交换技术。从硬件上看,与路由器有关的第三层路由硬件模块,也插接在高速背板总线上。这种方式使得路由模块可以与需要路由的其它模块间高速交换数据从而突破了传统的外接路由器接口速率的限制。三层交换机是为IP设计的,接口类型简单,拥有很强的三层包处理能力,非常适用于大规模局域网络[1]。

V lan(Virtual Local Area Network)即虚拟局域网,是一种建立在交换技术上,通过将一个局域网内的设备逻辑的而不是物理的划分为若干网段,从而实现虚拟工作组的新兴技术。VLAN对连接到第二层交换机端口的网络用户的逻辑分段,不受网络用户的物理位置限制而根据用户需求进行网络分段。一个VLAN组成一个逻辑子网,即一个逻辑广播域,它可以覆盖多个网络设备,允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中[2]。

3.2 二级网络与一级网络通讯

二级系统服务器既要连接一级PLC网络实现数据收集,又要与综合二级服务器进行通讯进行数据发送,最终由综合二级将数据信息上传到三级网络。考虑与一级网络通讯时必须保证控制系统的安全,要求各二级系统的服务器配备三块网卡设置成不同的网段,同时实现与其二级终端、一级PLC以及综合二级服务器的通讯,在二级服务器上形成对三个网络的隔离,二级终端只能访问各自的二级服务器;各二级服务器之间通过管理交换机VLAN设置达到逻辑隔离,同时通过设置交换机的访问控制列表实现各二级服务器之间授权访问。

3.3 综合二级与二级网络通讯

综合二级数据服务器是整个生产数据系统的核心,数据服务器采用双机热备方式提高数据安全性,综合二级数据服务器与二级、三级系统进行数据通讯,除对实时性要求较高的检化验和物流数据外,所有二级之间的数据交换都需要通过综合二级进行转发。这需要设计不同的访问策略。

在核心交换机上做访问控制列表,综合二级数据库服务器、检化验服务器、天车二级数采服务器之间可以互访,各二级服务器可以访问以上三台服务器,其他二级服务器之间不可以互访。综合二级的应用程序最终通过综合二级应用服务器发布,在综合二级应用服务器上建立Web服务,用来调用数据库服务器上的数据各综合二级终端通过访问综合二级应用服务器将程序呈现在各工艺点及管理层,整个炉区的天车运行图通过综合二级终端链接天车Web服务器嵌入到综合二级应用服务器程序中,那么通过编写访问控制列表达到各综合二级终端只访问综合二级应用服务器及天车Web服务器的80端口,保证整个系统的安全性。各综合二级终端根据不同工艺划分不同VLAN,并通过核心交换机的DHCP自动获取IP地址。综合二级与二级网络设计图2所示。

3.4 内部自动化办公网络(OA网)与综合二级网络通讯

3.4.1 综合二级与OA网通过防火墙隔离。

厂内管理层最终是通过OA网访问综合二级应用服务器得到全厂数据信息,在二级网络的最外层安装防火墙(ASA5510),在防火墙上做映射设置,将服务器地址映射到厂内办公局域网地址上且只开放80端口(Web浏览),如此便可实现Web应用在OA网上的发布。同时通过在防火墙上的策略设计使内部服务器对OA网的访问权限受到严格限制,保证内部网络设备及数据的安全。

3.4.2 内部办公局域网络(OA网)规划

在OA网厂内入口处设置一台防火墙,阻止外部非法访问,实现厂内外办公网络的安全隔离。同时考虑到系统内部需要对外与总公司ERP系统相通,在防火墙上做地址映射,将内部网络服务器映射到外部网络的指定IP地址,使外部网络可以通过该IP地址访问内部服务器。

为提高整个网络的安全性,避免广播风暴引起网络阻塞,整个网络计算机不能放在一个子网中,比较合理的方法是增加一台核心交换机,核心交换机与各二级交换机以及二级交换机之间在互联时采用Trunk技术,这样既增加了带宽,又提供了链路的冗余,还提高了整体网络高速、稳定和安全的运行性能。网络配置见图3。

部门间的无序访问也是影响网络安全和效率的一个重要因素。将各部门划分为不同的VLAN,VLAN之间不允许直接互访,同时又划分一个公共VLAN可以访问任意一个VLAN内的节点,既保证了各个VLAN间的逻辑隔离,又可以实现VLAN间的信息共享。如此,一个VLAN内部的广播和单播流量被限制在本VLAN之内,不会转发到其他VLAN中,如果网络中的一台计算机感染病毒也只能影响到本VLAN内部的一些机器,将病毒传播的范围大大降低,大大提高了网络的安全性。

另外,可以在核心交换机上直接设置好每台计算机的IP地址,将Mac地址与IP地址进行绑定,同时通过设置DHCP服务,使用户开机自动获取IP地址,杜绝地址冲突,便于用户使用。

3.5 ERP系统与综合二级网络通讯的规划设计

厂内的ERP网络设计为运行总公司ERP系统的一个专有网络,通过网闸接入总公司E R P网络,在内部ERP网络上根据工艺点划分不同VLAN,使各工位ERP终端之间不能互相访问,保证ERP终端的安全性。

综合二级数据库服务器与外部ERP系统有数据接口,为保证内网的安全性将厂内ERP交换机连接到内网二级网络防火墙的outside1接口上,将内网的综合二级数据库的1521端口(oracle数据库访问)映射到厂内ERP网络上,使得厂内ERP网络和公司ERP服务器可以通过访问厂内ERP网络的映射IP地址来访问二级网络中的数据服务器,然后通过编写策略将其他网段的数据阻止掉。网络拓扑图如图4。

4 结束语

对于炼钢厂这样的大型制造企业,建立一个安全高效的综合网络平台是企业信息化建设的必要基础。合理应用防火墙、WLAN、访问策略、DHCP等网络技术,既能保证自动化三级网络(L1、L2、L3)以及综合二级网络各系统数据在完全可控情况下的有序共享,也可实现与其它管理网络的互联互通,能够较好地解决网络整体效率和安全两个主要问题。

参考文献

[1]刘登立.应用VLAN和三层交换的企业网络安全[J].中国高新技术企业,2008,(15):107-111.

[2]陈晓红.使用三层交换技术实现VLAN间路由[J].电脑知识与技术,2010,30(6):8454-8455.

年轻骨干的“淬火炼钢” 篇2

前不久，由于业务扩张需要，公司要在外地另设一个研发中心，这个研发中心的负责人必须能够按照公司的产品战略，独当一面地做出研发决策。我把手下的几个技术骨干，在心里过了好几遍筛子，感觉王刚是主要的候选对象，因此专门把总工找来进行磋商。

总工是个稳重踏实的中年技术专才，相信搞技术的必须能“板凳坐得十年冷”他听了我的想法，没有直接反驳，只是慢慢地说：“王刚肯定很能干，但他现在意气飞扬，聪明外露，我觉得还要经过一番磨砺，才能放到那个位置上去。”

“现在竞争非常激烈，传统的人才培养、考察、选拔的方式，可能面临着极大的挑战，如果我们再用‘板凳坐得十年冷’的方式来打磨王刚这些年轻人，很可能会把他们逼到对手的怀抱。”我有些担忧地质疑。

“我觉得眼下王刚绝对是个聪明小子，在我们的眼皮底下也能发挥得很好，但要到另一个研发中心去独当一面，可就不是靠一些聪明点子能做好的。”

总工的话让我看清了未来的风险，但面对发展机会，有雄心的人应该未雨绸缪，而不是因噎废食。

在我看来，每个潜在的人才都像一块生铁，在实际工作中的成长方式，大约可分为两种：一是百炼成钢，即用日常工作中的问题不断磨砺他，这需要长时间的积累，比较适合于传统的制造业：还有一种方式就是有意识地“淬火”，将处于白热化的“生铁”猛然浸到冷水中去，从而改变材料的特质，使它更坚硬，抗压能力更强。

对于这两种方式，我认为“淬火”更加适合我们这个行业的特点。

那么该如何对他进行“淬火”呢?

三天后，我特意列席研发部的工作会议，对王刚小组出现的进度延误，表示出非常的不满，并当场撤去他的负责人职务，指派他到客服部担任维护工程师，让他惊愕得说不出话来。

看着王刚颓然离去的背影，我深深感受到他满腔的愤懑和失落，心中不由得升起一丝隐隐的怜悯和不安。但这点情绪很快被另一个声音压倒了；人总是要经历风雨才能成长的，“淬火”就是这样，当烧红的铁块投入冷水时，会“嘶嘶”地冒出白腾腾的热雾。

工作会议结束后，我示意总工去对王刚进行必要的安抚：我要做的是“淬火”，而不是把铁块扔进水里放任不管，那样再好的铁块也会生锈的。

晚上，总工回来和我聊王刚的反应：“他觉得很没面子，非常震怒，想马上请假辞工。”

“嗯。”我不置可否地点点头：王刚的心在痛苦地嘶叫，这也是“淬火”的一道正常“工序”。

“我很努力地激励了他一番：‘天将降大任于斯人也，必先苦其心志’嘛，这点委屈怎么都受不了呢?我也跟他说做维护工程师这段经历很重要，公司也很看重他，如果他通过这段磨练，会有更多的机会，好歹让他愿意扎扎实实地干了。”

总工这么多实在的话，让我觉得他这红脸唱得有些过，也许会使“淬火”的效果打折扣。

但从另一个角度讲，现在是竞争社会，我们必须面对其他企业对王刚的吸引，如果一次逼得太狠，让王刚对公司“恩断义绝”，那就把一块上好的“材料”白白送给了对手。

10天后，我在电梯里碰到王刚，他只是礼貌地打了个招呼，没有像过去那样快人快语地和我谈他的想法。

“怎么样，做维护工程师的感觉如何?”我主动表示了有限的关心。

“整天给客户解决故障，修补软件的漏洞，还是挺繁琐的。”王刚有些黯然地回答道。

我心里微微一笑：要磨炼的就是让你不怕繁难，把事情做对做好嘛。但在走出电梯前。我还是从侧面给了他一丝希望：“王刚，以你的智慧和能力，能做个最出色的维护工程师吗?”

“什么是最出色的维护工程师呢?”王刚的眼睛陡然变得明亮起来。

“你说呢，这肯定也有个标准吧?”我知道这些年轻人都崇尚“竞争、流程、标准”这些先进理念，就有意给他留下了一个挑战性的问题。

又过了五周，总工高兴地告诉我，王刚为客服部设立了一套新的维护流程，使平均故障处理时间缩短了20％。

听到这个消息，我真的像打赢了一场大战役那样高兴。因为这次“淬火”试验的成功，也许能够推动公司形成一个“淬火”流程，那样就能源源不断地生产出经过考验的中层骨干，从而使公司，保持高度的竞争力。

当我和总工磋商完毕，找王刚来谈他的新职位时，我发现他已褪去了毛躁和青涩，显得更加沉稳和干练。我想，这种双赢的局面是最令人满意的。

网络炼钢 篇3

1 人工神经网络

人工神经网络(ANN)是模拟人脑中的神经元并且这些神经元广泛互联而成为一种复杂的网络模型。它是对人脑功能的抽象、简化和模拟。自1943年第一个神经网络模型——MP模型被提出至今,神经网络的发展十分迅速,特别是在1982年提出的霍普菲尔德(Hopfield)神经网络模型和鲁美尔哈特(Rumelhart)在1985年提出的反向传播算法(BP),使Hopfield模型和多层前馈型神经网络成为用途广泛的神经网络模型[3]。图1为一个简化的神经单元的基本形式。它是一个多输入单输出的非线性器件,其中:Tj表示第j个单元的内部阀值,ai(i=1,2,…,n)为输入信号;wij表示与神经元ai连接的权值。该神经元模型可描述为:

undefined;

bj=f(Ii);

其中Ii=Wj·a-Tj;Wj=[w1j,w2j,…,wnj]T

f表示神经元的输出函数。最常见的三种函数形式是:硬极限函数(Hard Limiter)、阀逻辑函数(Threshold Logic)和S型单调函数(Sigmoid)[4,5]。其中,最典型的S型函数为:

undefined

由多个神经元相互连接构成的网络即构成人工神经网络。它与单个神经元相比,具有更强的识别和处理能力。为进一步提高网络处理能力,可构成层网络。将上层网络的输出作为下层的输入,介于输入和输出层之间的称为隐藏层。隐藏层的多少根据具体实验而确定。BP(Error Back Propagation Training)神经网络是应用最广泛的一种人工神经网络,具有很强的非线性处理能力,可以逼近任意连续函数和非线性映射,能够模拟任意的非线性输入、输出关系。BP神经网络按有教师学习方式进行训练,它是一种多层前馈神经网络。图2为三层BP网络结构图[6]。

2 基于人工神经网络的转炉控制模型在我国的研究与应用

近年来,人工神经网络以其并行运算及强大的非线性处理能力被广泛应用于转炉炼钢控制中,随后转炉人工智能静态控制模型被成功开发,使终点命中率有了很大提高。因此,国内外许多学者进行了大量的基于神经网络的转炉控制研究[7]。

2.1 基于BP人工神经网络转炉炼钢的终点预报

钢铁研究总院丁容、刘浏等将BP网络技术与传统增量模型结合,开发出转炉炼钢人工智能静态模型[8]。通过在武钢80t转炉上的实验表明,该模型对静态控制精度和终点命中率均有所提高。BP网络采用3层结构,输入层16个变量,1个隐含层,输出层2个变量即温度和碳含量[9]。实验结果见表1。

上海大学屠海、洪新等应用BP人工神经网络对转炉终点[Mn]、[P]成分作离线预报,当预报误差目标精度20%时,预报命中率超过90%[10]。该模型使用Matlab中的神经网络工具箱中的BP网络计算,输入层神经元个数为12个,分别是:铁中锰含量、铁中磷含量、废钢比、压块量、总锰量、总磷量、总CaO量、碱度、单位渣量、slag-Tfe(熔池的氧化性)、Mn系数和单位吹炼氧耗。隐含层神经元为4个,输出神经元代表[Mn]成分。对任意34组数据用神经网络预报[Mn]成分,其命中率达97%。同样采用BP网络预报磷,但考虑到供氧温度和耗氧量对终点[P]成分的影响,修正了原有预报[Mn]成分预报模型,开发了副枪准确下枪时刻模型,用于准确测定冶炼中该时刻的碳氧关系及熔池的氧化性(slag-TFe)和耗氧量,最终在误差±10%范围内符合率达95.5%。符合副枪测定模型计算的氧耗、副枪测点碳及温度在神经网络终点磷的预报中达到了命中率91%的水平。

2.2 基于RBF神经网络的终点预报模型

东北大学自动化研究中心的柴天佑、谢书明等人建立了基于RBF神经网络的转炉炼钢终点温度及碳含量预报模型[11],并结合某钢铁企业一座180 t转炉的实际数据进行模型验证研究。结果表明,当预报误差在|Δt|小于15℃,|ΔWC|小于5时,温度命中率为85%,碳命中率为80%,碳温同时命中率为75%。由此可见,该模型收敛速度快,预报精度高。

2.3 基于自适应模糊神经网络的转炉终点预报模型

钢铁研究总院冶金工艺研究所的杨立红、刘浏等人开发了基于自适应模糊神经网络系统的转炉终点磷的预报控制模型[12]。根据冶炼工艺和现场数据,采用自组织神经网络模式识别方法对303炉现场数据进行了分类,建立了基于自适应模糊神经网络系统的转炉终点磷含量的预报控制模型。研究表明,模型计算值与实际值的相关性达到0.5867;磷含量(质量分数,%)控制在±0.003范围内的命中率达到79.21%。表2为该模型取磷含量输入值低于目标值0.004%时,冶炼合格率超过91%。

东北大学王永富、李小平等采用机理模型及基于数据的自适应神经模糊推理系统混合建模方法,建立了转炉炼钢动态过程预设定模型[13]。该模型通过减法聚类,最小二乘法及梯度下降法辨识了T-S模型,并用该模型对机理模型进行补偿建模。图3给出了训练样本对机理模型补偿的补氧量与实际数据的仿真结果。其混合建模的总体相对误差为6.2%,从动态统计结果可得出利用混合模型得到的总体预报结果与实际值比较接近, 比单纯依靠机理建模具有更高的预报精度。

3 结论

(1) 转炉炼钢过程是一种极其复杂的物理化学变化过程,影响终点温度和碳含量的因素多达几十种,并且这些因素之间存在着非线性关系。而人工神经网络恰好具有良好的非线性处理能力及容错性,将其应用于转炉炼钢过程中,特别是炼钢终点预报,对进一步提高钢水合格率起到巨大的作用。

(2) 对于转炉炼钢系统,目前开发的人工智能静态控制模型和动态模型,使我国转炉炼钢过程自动化水平有了进一步的提高,并且有效地促进了钢铁工业的整体自动化水平。

我对年轻骨干的“淬火炼钢” 篇4

作为一个企业经营者，我经常觉得人才太稀缺了，特别是我们软件行业。在这个行业，技术更新的速度以天来衡量，推出新产品是制胜的关键所在，而这一切靠的就是人才。但我公司大部分都是刚毕业的大学生，突击提拔出现问题怎么办？

喜见意气风发的技术骨干

半年前，研发部一个小组的负责人王刚，越级向我报告了一种独特的研发方法，使正在研发的防火墙系列产品，可以同时以中、英、日三种语言推入市场。我让总工组织研发人员进行反复的推演后，成功实施了这一思路。从此王刚作为技术骨干进入了我的视野，他的聪明、热情和朝气渐渐给我留下了深刻印象。

前不久，由于业务扩张需要，公司要在外地另设一个研发中心，这个研发中心的负责人必须能够按照公司的产品战略，独当一面地做出研发决策。我把手下的几个技术骨干，在心里过了好几遍筛子，感觉王刚是主要的候选对象，因此专门把总工找来进行磋商。

总工是个稳重踏实的中年技术专才，相信搞技术的必须能“板凳坐得十年冷”，他听了我的想法，没有直接反驳，只是慢慢地说：“王刚肯定很能干，但他现在意气飞扬，聪明外露，我觉得还要经过一番磨砺，才能放到那个位置上去。”

“现在竞争非常激烈，传统的人才培养、考察、选拔的方式，可能面临着极大的挑战，如果我们再用‘板凳坐得十年冷’的方式来打磨王刚这些年轻人，很可能会把他们逼到对手的怀抱。”我有些担忧地质疑。

“我觉得眼下王刚绝对是个聪明小子，在我们的眼皮底下也能发挥得很好，但要到另一个研发中心去独当一面，可就不是靠一些聪明点子能做好的。”

总工的话让我看清了未来的风险，但面对发展机会，有雄心的人应该未雨绸缪，而不是因噎废食。

在我看来，每个潜在的人才都像一块生铁，在实际工作中的成长方式，大约可分为两种：一是百炼成钢，即用日常工作中的问题不断磨砺他，这需要长时间的积累，比较适合于传统的制造业；还有一种方式就是有意识地“淬火”，将处于白热化的“生铁”猛然浸到冷水中去，从而改变材料的特质，使它更坚硬，抗压能力更强。

对于这两种方式，我认为“淬火”更加适合我们这个行业的特点。

那么该如何对他进行“淬火”呢？

小题大做，研发工程师做客服

三天后，我特意列席研发部的工作会议，对王刚小组出现的进度延误，表示出非常的不满，并当场撤去他的负责人职务，指派他到客服部担任维护工程师，让他惊愕得说不出话来。

看着王刚颓然离去的背影，我深深感受到他满腔的愤懑和失落，心中不由得升起一丝隐隐的怜悯和不安。但这点情绪很快被另一个声音压倒了：人总是要经历风雨才能成长的，“淬火”就是这样，当烧红的铁块投入冷水时，会“嘶嘶”地冒出白腾腾的热雾。

工作会议结束后，我示意总工去对王刚进行必要的安抚：我要做的是“淬火”，而不是把铁块扔进水里放任不管，那样再好的铁块也会生锈的。

晚上，总工回来和我聊王刚的反应：“他觉得很没面子，非常震怒，想马上请假辞工。”

“嗯。”我不置可否地点点头：王刚的心在痛苦地嘶叫，这也是“淬火”的一道正常“工序”。

“我很努力地激励了他一番：‘天将降大任于斯人也，必先苦其心志’嘛，这点委屈怎么都受不了呢？我也跟他说做维护工程师这段经历很重要，公司也很看重他，如果他通过这段磨练，会有更多的机会，好歹让他愿意扎扎实实地干了。”

总工这么多实在的话，让我觉得他这红脸唱得有些过，也许会使“淬火”的效果打折扣。

但从另一个角度讲，现在是竞争社会，我们必须面对其他企业对王刚的吸引，如果一次逼得太狠，让王刚对公司“恩断义绝”，那就把一块上好的“材料”白白送给了对手。

10天后，我在电梯里碰到王刚，他只是礼貌地打了个招呼，没有像过去那样快人快语地和我谈他的想法。

“怎么样，做维护工程师的感觉如何？”我主动表示了有限的关心。

“整天给客户解决故障，修补软件的漏洞，还是挺繁琐的。”王刚有些黯然地回答道。

我心里微微一笑：要磨炼的就是让你不怕繁难，把事情做对做好嘛。但在走出电梯前，我还是从侧面给了他一丝希望：“王刚，以你的智慧和能力，能做个最出色的维护工程师吗？”

“什么是最出色的维护工程师呢？”王刚的眼睛陡然变得明亮起来。

“你说呢，这肯定也有个标准吧？”我知道这些年轻人都崇尚“竞争、流程、标准”这些先进理念，就有意给他留下了一个挑战性的问题。

又过了五周，总工高兴地告诉我，王刚为客服部设立了一套新的维护流程，使平均故障处理时间缩短了20%。

听到这个消息，我真的像打赢了一场大战役那样高兴。因为这次“淬火”试验的成功，也许能够推动公司形成一个“淬火”流程，那样就能源源不断地生产出经过考验的中层骨干，从而使公司保持高度的竞争力。

网络炼钢 篇5

最近几年中, 电脑掌控冶金活动已经获取了非常显著的成就, 现在我国的许多单位都在一定程度上引进了电脑控制体系。为了提升综合产量, 提升品质, 扩大种类, 减少费用和使用的资源的数量, 确保生产活动稳定, 在转炉中融入电脑技术, 必然成为时代发展的必然要素。在生产活动中使用动态炼钢活动之后, 能够大大的提升品质以及总数, 合理的优化活动步骤, 对于提升综合效益来讲, 意义非常的重大。所以, 在行业中引入50吨转炉进行动态炼钢控制是时代发展到必然性。

2 体系简介

莱钢4#转炉, 为无副枪顶吹型式, 年设计生产能力为50万吨, 早在十年之前的时候就应该开始运行, 通过扩容活动, 现在它具有非常高的生产力, 而且与大方坯连铸机构成了产能匹配的短流程生产线。

该转炉动态炼钢控制系统于2004年01月开始实施, 它的运作非常的安稳, 可以合乎动态炼钢对信息的规定。此体系关键进行已实现的生产管控活动。

3 世界以及我国的具体状态分析

要想切实的提升生产总数, 具有优秀的品质, 同时还能够扩充类型, 减少费用和资源的使用量, 确保工艺合乎规定, 就应该适时的引入电脑控制工艺, 它较之于别的工艺意义更加的关键, 所以在钢铁领域中, 转炉是首先使用计算机控制的机组。现在, 在世界上的很多国家都使用电脑控制体系, 我国从上个世纪的中后期逐步的进行该项探索活动, 而且也获取了非常显著地成就。现在, 我国的几大钢厂都已经在各个层次上开展了该项活动。开展生产步骤的电脑管控意义非常的关键。转炉炼钢为紧凑型生产, 所以, 引进优秀的电脑控制体系是确保品质以及生产总数得以提升的关键要素, 所以, 我们选择了静态模型和动态模型。

4 关键特征要素

4.1 基础级到计算机级数据传输程序设计:50吨转炉数据传输的控制程序通过使用西门子公司专用的编程软件STEP7, 并采用LAD、CSF、STL三种灵活的方式编制而成。整套控制程序采用模块化/结构化编程方法:整个程序又可以分成很多的单一要素, 所有的要素的程序以及信息都处于各程序块中, 并由主程序OB1在每次扫描周期中依次调用来实现各自的控制功能;除此之外, 在所有的步骤中, 进行细致的论述。此类编程措施使得一些查阅和功效的发展等活动变得非常的简便, 很好的提升了活动的灵便性以及功效性等特征。

4.2 炉气分析系统通过对转炉炉气进行分析, 获取对活动步骤的分析。

4.3 数据传输控制系统中的监控系统, 它有非常多的功效特征, 比如信息收录, 传递以及自行的预警等等的一些要素, 正是因为有这些优势特征, 所以可以确保活动能够得到精准的记载等。

5 重要工艺

5.1 对于氧枪的精确性分析

一般来讲, 在活动过程中, 针对氧枪开展的定位活动是否合理, 会对很多要素产生影响, 比如碳的多少等, 而且, 对于生产安稳以及设备的使用年限等都有着非常深入的意义。所以, 把氧枪的定位当成是非常关键的要素来处理, 硬件上采用德国TURCK增量型编码器和西门子FM450高速计数模板配合, 主要负责方位信息的收集。对于定位信息的分析, 一般是按照点线融合的措施来开展的, 对于极限位、待吹位、开氧/闭氧位、变速位等需精确定位的关键点, 采用10次往返计数值加权平均的方法, 以抵消提升加速和下降加速引起的卷扬钢绳弹性形变所造成的定位误差。对于纵轴线上的枪位显示数据, 则采用自动定量补偿和人工校准相结合的方法予以处理:也就是说在设备上升和落下的时候, 在编码器读数的基础上, 分别加或减一个补偿量, 这个补偿量是对氧枪1000次往返读数与实测枪位误差的统计处理结果, 用这一数据补偿, 在氧枪的工作行程上, 可以达到+/-2CM的定位精度, 可以有效地合乎枪位的精确性规定。除此之外, 为了提升体系的稳定性, 通过MMI设置了枪位校准按钮, 如果失误比较大的话, 可将其下降至校准区域, 按下校枪按钮进行软手动校枪, 这时候定位体系就能够自行具有精确性。

枪位计算公式如下:

L升= (W+M-N升) × (3.1416×D) ÷S

L降= (W+M+N降) × (3.1416×D) ÷S

其中:L升:提升过程实际枪位;L降:下降过程实际枪位;W:计数模板当前计数值;N升:提升过程补偿量;N降:下降过程补偿量;M:校准点初始计数读数;S:编码器每周脉冲数;D:提升装置卷扬辊直径

5.2 炉气分析系统

炼钢厂四号转炉动态炼钢炉气分析系统分为三个部分, 即EMG模块、SPS模块和图表站。第一个要素是应用到DOS下, 关键是开展信息的探索活动。第二个要素是建立在UNIX下, 关键是用语获取控制阀的相关信息。最后一个是用来获取气体量的多少的。

转炉动态炼钢系统炉气分析采用俄罗斯EMG-20-1型飞行时间质谱仪, 它属于时间质朴仪, 专为记录炼钢转炉或其它冶炼过程所排放气体的质谱图并同时分析其中多个成分含量而设计。

它是在零四年初的时候, 引入本厂的。其位于超净化区域中, 采用真空泵将炉气吸入质谱仪进行分析。

5.3 静态控制模型

它的关键活动是结合物料的性质等寻求最为合理的比例, 而且结合已有的原料明确最佳的冶炼措施。它是电脑终点管控的关键所在, 它的精确性会对碳水以及气温等的性能有非常大的影响。结合建立模型措施的差异, 静态控制模型有理论型、统计型和经验型。炼钢厂50吨转炉, 采用经验型, 构成炉气分析终点控制静态模型。它的存在有一个非常关键的前提, 即炉气分析信息, 进而确保进行终点的管控活动。

5.4 动态控制模型

它是对上一种的精确性的补充。根据物料平衡、能量平衡、化学动力学、化学热力学等理论, 以及炉气分析结果建立脱C速度计算模型、温度变化计算模型、其他元素变化计算模型等, 采用增量校验技术和神经网络技术实现对分析结果延误的矫正和系统误差的消除, 进而提谁给你命中性特征。

动态控制模型主要由炉气定碳模块、温度预报模块、喷溅预报模块、冷却剂控制模块构成。其中对于模型有关的自动学习以及适应特征的获取是切实提升其精确性以及运行性的重要要素。结合方式的差异, 其对失误现象的分析措施又可以如下的两种。

数值处理方法:T.Hara[1]将每个预测模型都表示为

y’=F (x) +△a

式中, 学习项△a在每炉喷吹结束后及时学习实际数据, 并预测下一炉y-F (x) 值。

人工智能方法:

它演示了专门人员的思想以及决定活动, 能够引入人类经验并提高模型弹性, 进而可以有效地应对以往模式中的不利现象。

6 结束语

网络炼钢 篇6

关键词：炼钢厂,转炉炼钢,PLC,自动控制,应用

1 工艺流程

自动化转炉炼钢包含了以下的基本因素:炼钢原材料,主要为铁水,外加一些添加剂;合适的装入制度即炉容比,炉池深度和铁水比例;供养制度,包括供养压力和强度、枪位和氧枪的喷头等;造渣制度,即炉渣要有一定的碱度,在造渣的过程中,最好应用计算机自动加料的方法把石灰分批次加入炉中;温度制度,即要确定出钢的温度和冷却剂类型和数量;终点控制与出钢合金化,即采用计算机终点控制技术,来取得炉碳温度的双命中,还要进行沉淀脱氧和真空脱氧;最后,在出钢时,要注意挡渣的工序,否则,将会严重影响炼钢的质量和效果。

2 转炉自动控制系统

整个转炉系统的自动控制由PLC控制程序完成通过开放的Profibus-DP现场总线连接各个部件,构成分布式控制系统,实现顺序逻辑控制、联动联锁控制以及信号传输、报警和数据采集等,同时设有人工紧急停车处理按钮。

根据工艺系统划分及其控制要求,PLC控制设备的控制内容如下(以1#转炉为例):

(1)+A1PLC101本体电气即转炉倾动、氧枪及本体辅助系统:主要完成1#转炉倾动、氧枪的控制。

(2)+A1PLC301投料系统:主要完成1#转炉投料系统设备的控制。

(3)+A1PLC201转炉本体仪表系统:主要完成1#转炉氧枪系统、炉体系统的压力、流量、温度、液位的检测与调节控制。

(4)+A1PLC202汽化冷却系统:完成1#汽化冷却工艺中各种介质的压力、流量、温度、液位的过程检测与调节控制及汽化冷却设备的控制。

(5)+A0PLC501上料系统:完成车间外转炉的铁合金和辅原料上料系统控制。

以上各系统之间的数据交换通过通信网络实现操作监视工作通过电仪合一的HMI操作站完成。

1#转炉自动控制系统构成如图1所示。

PLC系统选用西门子S7-400系列,远程站采用西门子ET200M系列模块。PLC采用Profibus现场总线分布式结构。网络系统:网络交换机为工业型网络交换机;网络通信系统为100Mbps工业以太网;网络通信协议为TCP/IP;网络线路物理介质为光缆和双绞电缆。

通信方式:PLC与远程站的连接采用Profibus现场总线分布式结构;各PLC与上位机之间通过Ethernet网络进行实时数据传输;各PLC之间通过Ethernet网络进行相互通信;PLC与HMI之间通过Ethernet网络进行相互通信。

软件选用西门子WINCC+STEP7软件编程系统。

3 主要控制功能(以1#转炉为例)

3.1 转炉倾动、氧枪及本体辅助系统

转炉倾动、氧枪及本体辅助系统PLC主站主要完成炉前的炉门动作和炉体的倾动操作,炉后倾炉和出钢钢包车、出渣渣车操作,烟罩的升降操作和冷却水流量、压力联锁控制,氧枪的升降操作和氧枪定位及冷却水流量压力联锁控制,氧枪横移换枪操作,上料称重和进料操作;并完成转炉水冷烟罩、水冷炉壁、水冷氧枪等水冷系统测温点温度变化的实时数据采集以及冷却水系统压力、流量等实时数据采集监视和超限及事故报警。通过以太网实现PLC和操作站之间的实时数据传送,由人机界面完成生产过程监控。

3.1.1 转炉倾动系统

对转炉本体倾动的摇炉操作可以在炉后操作台、炉前操作台、固定操作台、中央操作台4地进行。四处只能有一处操作,在主操作室设有指令转换开关,其中一点倾动转炉时,另外一地就不能实现倾动转炉,炉前主操作室操作转炉兑铁水、加废钢;炉前操作室操作转炉测温、取样、出渣;炉后操作室操作转炉出钢。转炉倾动操作有快速、慢速、正反转。

系统有信号显示和炉子倾角显示,实现转炉倾动1#、2#、3#、4#变频器的快速、慢速频率设定。

3.1.2 氧枪升降、氧枪横移系统

氧枪控制分A枪和B枪,采用变频交流电机驱动,氧枪升降速度为快速40m/min、慢速4m/min,断电时,用气动马达提升。A枪和B枪的控制方式相同。氧枪升降操作在炉前主控室完成。换枪操作可在两地进行,分别为炉前主控室和31m平台。

氧枪的操作方式包括氧枪定位、氧枪升降、介质检测、换枪操作。标高以地面为零高度点。氧枪组的主要操作就是在HMI上根据选择的变频装置与1#氧枪(东枪)或2#氧枪(西枪)的对应关系,把与工作氧枪对应的变频装置合闸。在HMI上选择操作台手动模式后可在主操作台上操作氧枪。

(1)氧枪升降操作。

在HMI上主要按钮有到等待位、到吹炼位、上升、下降、点动上升、点动下降等按钮。“点动上升按钮”和“点动下降按钮”可以点动升降氧枪。按“到等待位”按钮后无论氧枪是在等待位以上还是等待位以下均可以到等待位,当氧枪在HMI设定的吹炼位以上时按“到吹炼位”可下降到吹炼位。

“升降急停”可以在任意情况下急停氧枪升降,抱紧抱闸。当氧枪行走到上下极限时,基于安全保护,传动装置会分闸。此时确认并短接超极限后,可以重新给变频器合闸,升降氧枪。

(2)换枪操作。工作方式有两种:在主控室手动或自动进行换枪操作;在机旁操作箱手动进行换枪操作。换枪装置由横移小车和电液推杆组成,换枪过程可在集中操作室HMI及现场就地操作箱上进行。

手动换枪:可以在主操作室的HMI上进行,首先将工作氧枪提到换枪位停下来,松开电液推杆,用横移小车将工作氧枪由“工作位”横移到“备用位”;然后将备用氧枪由“备用位”横移到“工作位”,并将电液推杆锁紧;最后,将VF07柜内的选择开关拨到所更换的氧枪上,新的工作氧枪才能投用。操作台和画面都可以选择手动时是移动左车、右车还是双车。横移有2个位置:工作位和备用位。电液推杆有两个位置:锁紧位和松开位。锁紧时不可手动换枪,有联锁。

自动换枪:只能在主操作室内的HMI上进行操作,将工作氧枪提到换枪位停下来后,按下“自动换枪”按钮,将会自动执行换枪的操作,在换枪过程中,从电液推杆松开一直到电液推杆重新锁紧为止,按“停止换枪”按钮可以随时中止换枪过程。

3.1.3 安全联锁

为保证转炉的安全运行,PLC程序中设有必要的、可靠的安全联锁回路。在炉前和炉后操作台各设有一个“紧急停止按钮”,当出现紧急情况时,按下此按钮即可停止转炉倾动、氧枪升降、烟罩和挡火门的动作,处理完成后将按钮释放,系统可恢复正常运行。

炉体必须在氧枪和烟罩上升到一定高度后才允许倾动,否则有可能出现设备间相互卡壳的情况;氧枪必须在炉体处于零位时才允许下降,否则氧枪有被折断的危险;当氧枪冷却水流量差大于设定值时,将自动提枪,以防氧枪漏水。为保证基础自动化系统及部分重要的现场仪表、检测元件在工厂供电突然中断时能正常运行,系统设置带有稳压功能、能供电30min的UPS在线电源,以便进行应急处理。

3.2 上料系统

控制对象:辅原料上料和铁合金上料。中央控制柜以西门子PLC为核心部件,可靠性高。系统具有完备的通信功能,可以把与生产有关的信息实时地传送到上位机上,上位机实时监控设备状态、报警和生产数据。

3.2.1 系统工作方式

系统为用户提供了3种工作方式:手动、自动、机旁。手动和自动方式是在集中模式下HMI画面实现的。手动工作方式主要用于手动生产,每个设备动作都需要人工在画面控制,集中手动在控制室HMI上进行,为具有联锁的手动操作;自动工作方式是主要的生产方式,通过HMI画面正确地设置了参数,没有故障报警,点动一下自动启动按钮,自动运行开始,在工艺设备如料位计不准的情况下,禁止使用。机旁工作方式是在现场操作箱上进行,为无联动的单独运转,用于设备调试、维修和紧急停车后的处理。

3.2.2 联锁条件

HMI画面和现场操作都有关断模式,关断模式属于非生产状态。现场操作箱在关断模式时,画面集中操作模式失效。HMI画面关断有效时,仅HMI画面的手动和自动工作方式不能操作,对机旁工作方式操作不影响。每一类设备都有一个维护模式,在维护模式情况下,可以对设备进行无联锁启动,这种模式适用于不上料情况下的维护,上料过程发生故障,手动方式下不能上料,确认现场设备无误后,可以采用这种临时上料。

3.2.3 系统特点

系统特点:全过程自动控制;自动故障检测;智能断点恢复;智能数据采集。

参考文献

炼钢配料系统优化改进 篇7

一、配料系统存在的问题

2001年泰钢集团公司投产40t转炉, 配料系统部分工艺流程见图1。人工启动振动给料机, 副原料由料仓落入称量斗, 达到需要量时 (称量斗反馈重量) , 人工停止振动给料机, 打开开关阀门, 原料落入中间汇总斗。配料控制系统采用西门子S7-400系列PLC, 作为过程控制的子系统通过Profibus-DP总线接入总站, 上位机采用WinCC6.0监控生产过程。配料系统使用中存在如下的问题:

(1) 人工超前或滞后停止振动给料机运行, 均会导致给料实际值和设定值存在较大偏差。

(2) 由于惯性, 设备存在余振现象, 即振动给料机电机停止后, 给料机还将继续运行一段时间, 造成实际配料值大于设定值。余振值 (振动电机电源断开时刻直到给料机停止, 重量不再变化时重量的增加值) 和振动给料机机械特性以及原料成分有关。有些原料余振很大, 如某个石灰石称量斗设定量200kg, 余振却达到150kg, 偏差严重。余振严重可导致原料化学反应不充分, 浪费物料和能源。

(3) 在称量斗往汇总斗下料过程中, 若称量斗实际重量大于工艺设定值, 操作工会强行关闭阀门, 此时称量斗仍然有料, 造成阀门堵料, 引起电机堵转, 影响设备使用寿命, 甚至烧毁电机。

二、改进措施

为加强转炉配料管理, 提升配料精度, 提高经济效益, 通过调研, 根据设备运行状况和下料特点, 2010年2月大修期间采用两种方式优化改进配料控制系统。

方式1对石灰石、萤石等价格低廉的非金属原料, 充分利用现有控制设备, 通过程序进行完善。程序控制核心是准确把握余振值, 作为判断给料机提前停机的依据, 控制流程见图2。为准确计算余振值, 减少一次偶然误差造成的影响, 程序不是将上次计算的余振值作为本次停机判断的依据, 而是取最近三次余振值, 并根据权重进行计算, 公式如下:

式中Yn———第n次下料时判断停振的理论计算余振值

ai———前三次余振的计算权重, 越接近本次下料权重越大, 且三次权重值之和为1

Yi———前三次下料每次余振的实际值

例如第四次下料余振值Y4=a1Y1+a2Y2+a3Y3, 补偿计算时为避免其中一次波动造成的误差过大, 实际应用时程序取a1≈20%、a2≈30%、a3≈50%。

方式2锰铁等价格较贵的金属原料的下料精度要求更加严格, 而且每次设定值均较小, 电机工频运行时, 余振值甚至大于设定值, 因此无法采用方式1, 即通过控制余振的方法满足精度要求。改用额定功率5kW的西门子MM440变频器拖动振动电机 (三相异步电机2×1.5kW) , PLC采样, 计算称量斗重量值, 输出4～20mA速度控制信号, 根据重量范围分段控制变频器输出频率, 控制流程见图3。

为提高下料精度, 可根据设备特点和原料属性调整速度界定范围和每段速度值。设备低速段运行时, 机械惯性较小, 因此余振也较小, 根据情况可忽略 (或估算为某固定值) , 如图3中余振接近3%, 因此当实际值达到97%时停止振动。

按上述两种方式改进后配料系统运行表明, 均能严格按照工艺要求下料, 配料精度明显提高, 最大控制误差<5%, 平均误差<2%, 为炼钢优质高产、节能降耗奠定了良好的基础。

摘要：针对炼钢配料系统存在的问题, 采用两种改进方式, 效果良好。

炼钢转炉倾动控制方案 篇8

本系统采用5台变频器，4(1号～4号)用1(5号)备。其中5号变频器没有连接编码器。5台变频器中的1号和2号既可以为主也可以为从，主变频器有速度环和电流环控制，从变频器只有电流环控制。1号和2号的主从切换通过画面上的选择开关实现;装置的切除与备用也由画面上的选择开关实现。此外，在紧急情况下，系统还能实现3台电机运行。

此方案的优点：由于1号和2号装置都连接有编码器，因此无论哪一台装置做主，系统总能实现双闭环控制，从而保证了控制系统的精度及可靠性。主从选择、切除/备用选择、电机选择都可以再画面上实现，传动柜上只需要操作一下双电源切换开关，操作非常简单。4台变频器中任何一台有故障，都可以由5号代替，同时不改变系统控制方式(双闭环，主从控制);4台电机中任何一台有故障，紧急情况下还可以3台电机运行，控制方式十分灵活。

2 传动控制

PLC系统采用Profibus—DP协议与5台变频器相连，5台变频器之间则通过SIMOLINK光纤电缆相连构成环网。SIMOLINK环网中每台变频器有主从功能，SIMOLINK环网中主站可以接收和发送报文，并且可读写其所含信息,从站只能接收电报，不可能去处理其中所含的信息。SIMOLINK通讯网卡24 V电源由PLC柜内不间断电源供电。这样，即使本柜变频器在备用状态不工作也不影响SIMOLINK环网通讯。

在传动装置上设定“主———从”方式，确定主传动装置，通过脉冲编码器引入速度反馈信号，设置公用的速度调节器，将主传动的电流调节器的输入信号同时输出到三台从装置的电流调节器中，由于电流调节器的输入信号是相同的，其输出也相同，故4台电动机可保证在等同的负荷下运行，从而保证了运转设备的平稳性和负荷的均衡性。

5台装置与PLC之间通过PROFIBUS—DP网连接，每台装置通过网络接受启停命令、主从指令和速度给定，并将设备的运行状态传送给PLC;5台装置通过SIMOLINK光纤网连接成一个环形结构，实现“一主三从”的控制思想，完成主/从设备之间的数据通讯。

1号和2号装置的主从切换由PLC发送过来的控制字2实现;电流环给定由参数P500接入，1号装置接收2号装置的给定，2号装置接收1号装置的给定。3#、4#和5#装置不再切换主从，只根据PLC发送过来的1#和2#装置的主从状态在SIMOLINK环网上选择给定的源。

3 抱闸控制

这里抱闸控制指的是抱闸的松闸时间控制,因为转炉倾动什么时候松闸很重要，松闸时间太早，而装置力矩还没有建立起来时就会出现转炉溜炉的可能，那将导致非常严重的事故。因此松闸的时间由装置和PLC共同参与控制，在装置内部进行力矩判断，只有在力矩建立起来的情况下才允许松闸;PLC程序中对装置的工作状态、电源合闸状态、主令控制器是否在零位等诸多条件进行判断。在系统停止后转速下降至一定的数值时抱紧。同时通过延时控制，避免了出钢过程中，从正向到反向的主令过零位时的抱闸误动作，大大提高了系统的快速响应性和可靠性。

图一是抱闸与电流、转速的关系。曲线1是电机转速，曲线2是电机电流，曲线3是抱闸状态，曲线4是转速给定。从曲线上我们可以看出，转速给定发出后，只有在电机电流达到一定值时，抱闸才打开。而转速给定降为零后，当电机实际转速降到一定值时，抱闸立刻夹紧。

4 PLC控制

PLC主要任务包括：操作台的选择;速度给定的处理;与装置的通讯处理;装置主从选择及备用装置的投入与切除;装置启停控制;抱闸控制;倾动相关电气联锁;故障状态报警及电流、力矩等数据采集。

为了增加系统的快速响应能力，倾动系统在就绪(选台)时，就由PLC向变频器发出运行指令，此时变频器将在电机中建立磁场。

5 常见故障处理

由于传动装置可以将现在发生的故障及故障信息通过DP网发给PLC，因此在故障发生的第一时间，操作工就能通过画面了解到这些信息，并做出相应的处理。

故障的处理分为轻故障和重故障两种方式。对于不影响安全生产的轻故障，可以选择在操作台上通过按钮进行复位或者在画面上进行复位，然后继续运行。对于有可能影响安全生产的重故障，则需要将该装置脱离生产，操作工可以在画面上选择切除故障设备。如有需要可将备用装置投入，同时将发生故障装置的输出侧双电源转换开关转到备用装置侧。发生故障装置会被PLC断开进线交流接触器，封锁启停，从而与运行设备完全脱离。

此种控制方式实现了多台装置控制同轴设备时的同步性和可靠性，操作简便，能及时应对突发故障，保证生产的连续性，便于设备维护。

摘要：主要介绍了某炼钢厂转炉倾动系统的控制方案,此方案在该炼钢厂已经运行多年且状态良好。

对炼钢建筑特种结构的研究 篇9

关键词：特种钢结构；大板梁；锅炉搭架烟囱；特种构筑

中图分类号：TU351 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）12-0016-02

特种结构并非有一个特定的统一的定义，在工程实际应用中对特种结构有多种多样的要求，在普通的工业和民用建筑工程的像道路交通建设、码头、水利电站的建筑都是普通的工程，除了这些以外的在土木工程中应用广泛的建筑会用到特种结构，某些工程对结构的要求功能比较多，它的结构形式也比较复杂，特种钢结构应用的就比较多。

1 特种结构介绍

高耸结构包括高烟囱、水塔、冷却水塔和电视塔等高建筑。高烟囱是钢筋混凝土结构，一般的烟囱是用滑模施工，但是特种的烟囱结构应用双滑工艺就是将内外筒同时施工，在滑升时同时将不同的混凝土浇灌，一次完成浇灌，大大减少了工艺程序，减少了劳动力，同时加快了施工速度。我国最初的水塔是倒锥壳水塔，后来随着发展又推出了实用、美观、施工方便的水塔。它主要的特点是滑模施工，具有较好的经济效益，节约了工程费用。冷却水塔过去用的人工倒模施工，传统的冷却水塔施工耗时耗力，应用效果不是很理想，有一种直式提升架滑升法，基本满足构筑物的施工要求，提升架可以变换角度完成成型过程。另外一种是电视塔的特种结构，我国从50年代就开始了电视事业，陆陆续续的建造了电视塔，但是混泥土建造的塔要比钢结构建造的塔无论是在高度上、技术上还是经济上好。

2 其他特种钢结构的研究

除了上面的特种钢结构的研究，还有两种典型的钢特种结构，风电塔的研究和火电厂钢烟道结构的研究。如今风力发电应用广泛，塔架是否能够承受压力也是考虑的重要问题，它的设计必须能够承受风力发电系统产生的振动，所以还要进行计算了解不同边界下结构的固有频率。钢烟道广泛用于大型的燃煤电厂，因为岩道防腐困难，所以外加强钢烟道应用的更广范。烟道里会产生涡流，自然会产生不同频率的振动，振动的时候会使保温层脱落，振的道体破裂等现象，为了防止这些就要在设计时考虑强度和刚度的要求。

3 特种结构的应用

特种结构在生活中的运用是特别广泛的。在生活中处处离不开特殊的钢结构。例如我国的奥运会主场鸟巢，就是钢架结构，还有中央演播大楼，外国设计师所设计的特殊钢架结构。在最普通的生活中，可以看到钢结构，有的商场便是钢架结构。

然而在工业生产当中，一般的钢架结构是不足以满足要求的。工业生产的场所是比较特殊的，一是特殊在使用方面，在一个是特殊在环境的方面，所以工业生产中使用的钢结构也该也要有特殊之处。

下面说说在我们炼钢厂所使用的钢架结构的一些特殊性。

炼钢厂，顾名思义就是冶炼钢铁的工厂。这样一来，我们所生产的产品就是相对质量较大的，材质较硬的钢铁。所以这样一来，对存放这些钢铁的场所和厂房有了一定的要求，再有就是对起吊这些的设备有了更高的要求。主要的要求有一下几点：

（1）要有较大的硬度，将钢铁起吊运输的过程中，因为要运动，所以钢铁会有更强的下坠作用。因此对设备的硬度有了更高的要求，但是一为的加厚设备的厚度来提高强度是不可取的。众所周知，在增加厚度的同时，设备本身的重量也会增加，导致自重变大，负荷也会变大。这样一来就会导致钢架会不牢固，导致设备的倒塌等危险事故。因此应该对设备进行特殊化处理，在不增加厚度的情况下增大设备的强度和硬度。如果科技能达到的话，减轻设备的重量是更好的选择。其中最重要的事不能过于的薄，过于的薄就会导致断裂。在保证强度和硬度的情况下，也要有一定的柔韧性，当所用的钢结构缺少柔韧性时，会导致断裂的情况发生，也会使钢架设备出现倒塌或者其他的因断裂产生的事故。

（2）存放刚才的库房和架台也要有特殊的结构。炼钢厂存放钢铁的库房应该满足设备在库房里的空间，因此库房的设计是比较高的，这样一来，也对建筑所用的钢架提出了新的要求。对建造较高的钢架来说，一定要有稳定性，和坚固性，再有就是耐久性和抗腐蚀性。稳定性和坚固性不用多说，是为了保证房屋的安全和稳定。那么耐久性和抗腐蚀性是为了什么？库房不能用一段时间就更换，所以耐久性是必须的，还得抗腐蚀，减少腐蚀才会更耐久。存放钢铁的平台自然不用多说，要的就是硬度，可以多层来存放钢材。

还有一点就是炼钢厂内的环境对建筑钢架的影响。对钢架结构有一下的要求：

（1）因为是炼钢厂，所以内部的环境比较高，有的地方或者设备的温度更高，达到几百甚至上千摄氏度。钢结构在达到一定的温度后，会突然失去原有的强度，硬度和柔韧度，并且会瞬间垮塌。因此在炼钢厂力的钢结构建筑来说，特别是在特殊位置的钢结构来说，应该更经得起温度的考验。所以在建筑中，钢架的结构和特性都需要有特殊的改变。结构上，减少钢架在温度较高的位置的设立，再有将钢架与耐高温耐火并且可以隔火隔热的材料结合在一起使用。

（2）炼钢厂在炼钢的时候会将钢水成型，然后进行冷却。当然，冷却用到的是水冷却法，因此在冷却的过程中会产生大量的水蒸气，所以在炼钢厂的一些车间，环境是高温高湿度的。正是因为这两点因素，所以对建筑的钢架结构的耐腐蚀性和耐久性提出了要求。钢架在高温大湿度的情况下腐蚀的速度会加快，因此钢架应该有一定的保护措施来抵抗这些腐蚀。

4 结语

特种钢结构一半适用于重要的工业，以上谈到的是我国特张结构的应用，特种结构施工也有难度，对操作重点、劳动组织统还不是很成熟，所以要不断的完善，不仅要研究特种结构还要在施工技术上有更大的提升。虽然我国在特种结构研究上已经有了很大的突破，但还是要不断的研究为特种结构的发展做出更大的贡献。

参考文献

[1] 王登峰，方滨，任刚，戴海金，王元清，石永久.电除尘器钢结构的承载性能分析及优化设计研究进展[J].钢结构，2010，（8）：162-174.

[2] 施刚，刘钊，班慧勇，张勇，石永久，王元清.高强度角钢轴心受压构件稳定设计方法研究[J].工业建筑，2009，39（6）：18-21.

炼钢电弧炉烟尘治理设计 篇10

1 工况及烟气特点分析

电弧炼钢是在电炉内利用电能作为热源进行冶炼的。它可以全部使用冷料, 也可以采用吹氧冶炼以缩短冶炼时间, 节约电能。电炉的主要优点是能炼合金钢、特种钢等优质钢, 虽然耗电量大、成本高, 但由于平炉和转炉生产的钢料往往不能满足现代工业的要求, 所以, 电炉钢的产量和品种都在不断地增长。

电炉在冶炼过程中由于炉料的加热、熔炼和化学反应使炉内产生一定的压力, 会使烟气和尘粒从电极周围的间隙、炉门和其它缝隙逸出。当炉子开盖装料和加熔剂时, 也会有烟尘逸出。特别是在电炉吹氧冶炼阶段, 烟尘排放量大大增加。对电炉烟尘如果不采取有效的控制措施, 将会严重污染车间和厂区环境, 影响工人和周围居民的健康。

电炉冶炼过程中排出的烟尘和种类取决于各种因素, 如, 炉料成分、氧化物料和浸油物质、熔炼速度、炉温、熔剂的物理状态和吹氧强度等, 并且在不同冶炼阶段所产生的烟尘也不相同。通常所用的氧化法炼钢在不同冶炼阶段产生的烟尘特征如下:

(1) 熔化期。约占全部冶炼时间的一半以上, 当炉料熔化时, 由于炉料中的油脂类可燃物质的燃烧, 金属元素在高温下的蒸发和氧化而产生黑褐色浓烟。

(2) 氧化期。 约占全部冶炼时间的1/4。当炉料熔化完毕后, 为强化脱碳除尘, 采用加矿石和吹氧等措施。由于氧气吹入钢水中进行脱碳、脱硫, 产生一氧化碳和其它氧化物, 以致产生大量赤褐色浓烟。

(3) 还原期。主要是去除钢液中的氧和硫, 最终调整化学成分到规定数值, 控制钢液温度, 创造良好的脱氧去除夹杂物和脱硫的条件, 保证钢的质量。还原期大约20min左右。 由于还原期投入炭粉等造渣材料, 在高温下进行化学反应, 因此, 还原期炉气主要呈现白色, 但也有少量黑烟。

(4) 在装料及出钢时, 炉子在瞬间产生大量烟尘。从以上情况可以看出, 电炉在整个冶炼过程中均产生烟尘。氧化期吹氧时烟气量最大, 其次是熔化期, 还原期烟气量最小。对其中小型电炉来说, 在冶炼碳钢时, 还原期产生的气量虽小于其它冶炼期, 但仍然是相当大的。

一般炼钢电炉所用原料主要有:碎铁、铁屑、废铁、铸铁和其它各种铁合金。作为造渣剂使用的物料有:石灰或石灰石、萤石、焦炭等。电炉产生的烟尘量、烟尘浓度、烟尘的粒径特性、烟尘和烟气的组成成分不仅和冶炼阶段有关, 而且因炉料的种类及其配比不同而有很大变化

2 设计原则

1) 1.5T、3T电炉烟尘治理工程共用一套反污染系统, 即风机、除尘器, 末端高空排放烟囱合用一套装置。

2) 1.5T、3T电炉的捕尘罩要求捕集率高, 烟尘捕集率大于90%, 捕尘罩的设置不能影响正常工作。据《技术政策规定》, 因此, 选用半密闭型捕尘罩。

3) 除尘器选用干式高效滤袋除尘器, 滤布要注意防高温。

4) 两台电炉烟尘治理共用一系统, 要充分考虑单台或同时工作时的阀门切换及风量风压的调节, 其主风机应设置能适应负荷变化的调速运行装置。

3 烟尘治理工艺流程

3.1 1.5t电弧炉除尘相关工艺条件

1.5T电炉烟气量确定:

炉内始发烟气量为: 600～800 m3/h;

半密闭罩捕烟量为: 12 000～17 000 m3/h;

半密闭罩工况捕烟量为:31 500 m3/h (135℃) ;

半密闭罩设计捕烟量为:40 000 m3/h;

1.5T电炉烟气量确定为:40 000m3/h。

3.2 3t电弧炉除尘相关工艺条件

3T电炉烟气量确定:

炉内始发烟气量为: 800～1 200 m3/h;

半密闭罩捕烟量为: 17 000 ～26 000N m3/h;

半密闭工况捕烟量为:48 200 m3/h (135℃) ;

半密闭设计捕烟量为:58 200 m3/h;

3T电炉烟气量确定为: 65 000m3/h 。

3.3 电炉烟尘治理工艺流程, 如图1所示

4 系统工艺说明

1.5T电炉壳设计的半封闭罩具有一定投影覆盖面积, 长×宽=5 000×4 800;3T电炉炉壳半密闭罩投影覆盖面积长×宽=6 000×6 000。为方便冶炼过程的操作, 制做成标高3m以下不封闭的罩体, 能够有效地捕集电炉各冶炼期形成的烟尘。

为配合电炉生产更换电极及对电极夹持器水冷密封圈的维护, 半密闭罩设计为炉前固定, 炉后可移动的小车, 可就近控制其开启或关闭。

半密闭罩的设计充分考虑电炉出钢时倾角38°～40°, 扒渣时的倾角5°, 电炉烟尘捕集率达90%以上。

烟气通过半密闭罩进入除尘管道的温度, 最低60℃, 最高138℃, 平均80℃。风机前的除尘管道上设有ф600mm野风电动蝶阀, 通过烟道温度实时监测, 并设定实现联动自动启闭, 以防滤袋过热烧损。

袋式除尘器的清灰可用定时或定压两种方式实现自动清灰, 并通过编程时间控制器控制滤袋清灰时间, 也可用手动控制。当滤袋阻力大于设定值时, 清灰控制电路开始启动, 按照滤袋清灰程序, 使三通切换阀分别控制反吹风机及各室清灰。

5 主要设施技术参数

5.1 1.5T电炉半密闭罩

规格 5 000×4 800×5 000 (mm) ;

材质 Q235;

炉前部分固定, 炉后部分可移动。

5.2 3T电炉半密闭罩

规格 6 000×6 000×6 000 (mm) ;

材质 Q235;

炉前部分固定, 炉后部分可移动。

5.3 电炉除尘主引风机

型号: Y4-68NO 12.5D;

流量: 60 611～110 772 m3/h;

全压: 5 300～3 619Pa;

电机: 160kW (Y315M2-4) 。

5.4 电炉除尘反吹风机

型号: 9-19N0 6.3A;

流量: 3 220～6 978 m3/h;

全压: 9 149～8 148Pa;

电机: 30kW (Y200L-2-30) 。

5.5 电炉除尘器

设计选用分室反吹袋式除尘器

(1) 除尘器主要特点:

①无需外设压缩空气制备、过滤、除油、除水、保温、输送、干燥等设备, 节约投资, 运行费用低, 节省人力;

②除布袋外无易损件, 运行稳定可靠、故障率低, 尤其适用于北方高寒地区;

③采用反吹风清灰方式, 清灰效果好, 运行阻力低, 降低能耗;

④含尘气体进风管可设在除尘器灰斗部上方、长度或宽度方向任意位置, 使得设计、布置更加灵活、方便, 减少现场管道安装工作量及安装造价;

⑤在灰斗部对含尘气体进行分流、均布等预处理措施, 看似简单的袋除尘, 实际上相当于组合式除尘器。

(2) 结构

该收尘器由含尘气体入口、集灰斗、过滤室、排气阀、排气总管、反吹风管、反吹风阀、滤袋、滤袋悬挂装置、螺旋输送机、卸料器以及自动控制清灰系统组成。

袋室花板采用冷冲压压延滚压成型工艺来增加内部结构的强度, 布袋吊架采用高强度弹簧使逆吹清灰时有较好的振动性, 使清灰效果达到最理想的状态, 布袋笼骨采用多个环形圈缝制在布袋中间, 使其在逆吹清灰过程中不会把布袋吸瘪而影响清灰效果。

(3) 工作原理

①过滤:

含尘气体经工艺管路进入收尘器气管, 由下部进入集灰斗上部, 部分大颗粒由惯性直接落下集灰斗, 其余含尘气体进入袋室, 由滤袋过滤后直接进入净气室, 然后通过排气管由风机排入大气, 该收尘器为下部进气、负压、内滤式布袋除尘器。

②清灰及自动控制:

收尘器运行一段时间后, 滤袋内表面捕集粉尘阻力达到一定值时, 控制系统自动定时打开反吹风, 同时关闭排气阀, 即停止内膨胀压力工作, 开启滤袋外表压力工作, 使滤袋收缩、振动把滤袋内表面的粉尘除掉, 清灰过程达到一定的时间后, 该室滤袋又投入正常工作。

整个清灰过程比较简单, 是靠关闭该室排气阀的同时开启该室的反吹风阀, 将原来膨胀的滤袋在反吹风的作用下吹瘪变形, 使其达到滤袋内表面粉尘被清除掉的目的。清除掉的粉尘落入集灰斗, 经过螺旋输送机和卸料器排出, 输送到指定地点。整个清灰动作是分室轮流进行的, 所以, 不影响收尘器的正常工作。

定时清灰是按时间程序, 根据各室实际情况通过可调时间参数自动轮流进行清灰的, 清灰周期可根据实际情况和工艺要求设定调整。

(4) 主要技术参数

型号: S88—4;

处理烟气量: 100 000m3/h ;

烟气温度: <150°;

入口烟气含尘浓度: <200g/NM3;

出口排放浓度: 100mg/NM3;

设备阻力: 1 500Pa;

滤袋:规格 φ200×6 500 (mm) ;

袋数/室 (条) 88;

总袋数 352;

材质: 针刺毡;

室数 (个) : 4;

过滤方式: 内滤式;

外形尺寸: 12 000×4 000×14 400 (mm) 。

6 运行管理

电炉除尘系统, 在1.5T、3T炉集尘罩后分别装有电动蝶阀, 单台或两台工作时可通过蝶阀启动而达到捕尘效果, 在主风管安装有热电偶和野风阀, 以防温度过高烧损滤袋;主引风机采用调速方法, 以达到调节风压、风量作用, 除尘器清灰采用PLC技术及时清理各室灰尘。

7 烟尘处理设施布置

电炉除尘系统管道由空中架设, 可移动罩由小车、钢轨组成, 要因地制宜, 合理布局不得影响正常操作, 除尘器置于室外原预留地。

8 结束语

针对中小型电弧炉的烟尘治理, 本设计采用半密闭移动集尘罩、大布袋反吹除尘器除尘, 烟尘排放浓度小于50mg/m3, 完全满足《工业窑炉排放标准》之要求, 这也为硅铁炉、电石炉、回转窑等其他窑炉烟尘治理方法的选择打下一定的基础。

参考文献

[1]胡名操.环境保护实用数据手册[M].北京:机械工业出版社, 1990.