高炉料车上料自动控制系统毕业设计
毕业论文：高炉炼铁系统设计-精品【范本模板】
莱芜职业技术学院毕业论文论文标题：高炉炼铁系统设计作者：凌宗峰学校名称：莱芜职业技术学院专业：冶金技术年级：07冶金技术指导教师：冯博楷日期：2010。
4。
1目录内容提要与关键词¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨3手抄在论文本上，最后再根据内容补填目录，要求手写！正文¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨4参考文献¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨58摘要本设计要求建年产量为200万吨生铁的高炉系统。
高炉车间的七大系统：即高炉本体系统、上料系统、渣铁处理系统、喷吹系统、送风系统、除尘系统和冷却系统都做了较为详细的叙述。
高炉炼铁是获得生铁的主要手段，是钢铁冶金过程中最重要的环节之一，在国民经济建设中起着举足轻重的作用。
高炉是炼铁的主要设备，本着优质、高产、低耗和对环境污染小的方针,在预设计建造一座年产生铁200万吨的高炉炼铁系统，本设计说明书详细的对其进行了高炉设计,其中包括绪论、工艺计算（包括配料计算、物料平衡和热平衡）、高炉炉型设计、高炉各部位炉衬的选择、炉体冷却设备的选择、风口及出铁场的设计、原料系统、送风系统、煤气处理系统、渣铁处理系统、高炉喷吹系统等。
设计的同时还结合国内外相同炉容高炉的一些先进的生产操作经验和相关的数据，力争使该设计的高炉做到高度机械化、自动化和大型化,以期达到最佳的生产效益. 关键词：高炉;炼铁;设计;煤气处理；渣鉄处理;1绪论1。
1概述钢铁是重要的金属材料之一，被广泛应用于各个领域,钢铁生产水平是一个国家发展程度的标志。
高炉上料自动控制系统中几个关键环节的设计
高炉上料自动控制系统中几个关键环节的设计摘要：高炉上料过程必须做到及时、准确，操作灵活，靠人工操作已不能满足生产需要，自控系统成为高炉生产中不可缺少的环节，因此，必须高度重视高炉自控系统的设计工作。
关键词：自控系统；布线；配料；环形布料；定点布料；扇形布料；料制参数abstract: the blast furnace process must be done timely, accurate, flexible operation, can no longer rely on manual operations to meet production needs, the automatic control system to become an indispensable component in the blast furnace production, therefore, we must attach great importance to the design of the blast furnace automation system.key words: automatic control system; wiring; ingredients; circular fabric; the sentinel fabric; fan-shaped cloth; material system parameters中图分类号：tb486+.3文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）高炉上料是炼铁生产中非常重要的环节，是衔接上、下游生产工序的纽带，且控制工艺复杂，实时性要求高，一旦出现问题，将给炼铁生产造成严重影响，甚至休风停产。
因此，必须设计好高炉上料系统的自动控制方案，并且结合生产工艺，优化控制细节。
下面针对中小型高炉常见的上料控制工艺进行分析，对一些细节问题进行阐述，以供设计人员参考。
高炉上料自动控制系统
高炉上料自动控制系统【摘要】本文主要论述了罗克韦尔控制系统在包钢万腾钢铁1#高炉中的应用。
对自动控制系统的组成、硬件配置、控制过程及控制功能的实现进行了详细阐述。
【关键词】罗克韦尔控制系统；装料控制；布料控制0 概述高炉上料装置是生产中的重要环节，提高其自动化水平，可以大大减轻工人劳动强度，提高生产效率，同时通过原料的精确配比，又可提升产品的品质和质量。
高炉上料自动控制系统采用PLC完成所有的顺序控制过程、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。
计算机负责监控和人机对话，PLC和计算机通过光纤进行通讯，进行动态数据交换，实现点对点通讯，控制与监控分开，可靠性高。
1 上料系统的控制方案万腾钢铁1#高炉上料控制系统分为槽下配料和小车上料及炉顶布料三部分构成，采用的是卷扬小车自动上料，炉顶是单罐式无料钟炉顶，槽下矿槽为单列左右对称布置，高炉料车卷扬采用的是两套变频传动，互为备用。
溜槽布料倾角和节流调节采用比例阀控制，炉顶探测料面采用2根变频调速垂直探尺。
炉顶其它设备采用的是液压传动。
溜槽、料溜调节阀的位置检测装置采用的是三个增量型编码器。
在上料过程中，炉料先投进受料斗里，随后放入料罐中，在这个过程中，由于高炉不能和大气相通，通过控制炉顶放散阀、均压阀、上密阀、料斗翻板、下密阀、料流阀的顺序开关来实现高炉的正常下料，通过控制α、β、γ来实现高炉布料。
根据高炉上料系统的工艺要求，综合考虑控制的可靠性及实用性，其设计方案如下。
高炉上料自动控制系统由一套冗余PLC及三个远程I/O站组成。
CPU机头及高炉炉顶I/O位于高炉主控楼PLC室，CPU、电源模块及通讯模块采用冗余方式。
炉顶远程I/O主要控制炉顶设备及布料器、探尺等炉顶设备。
槽下设备远程I/O站位于矿槽主控楼，主要控制槽下配料设备以及槽下液压站设备。
卷扬远程I/O站位于卷扬液压站，主要控制炉顶液压站及与卷扬西门子300PLC的硬连接控制。
矿槽除尘远程I/O站，主要控制矿槽除尘风机、仓壁振动器及刮板机等除尘系统设备。
自动化专业高炉上料自动控制学士毕业设计说明书
河北理工大学轻工学院毕业设计说明书第1页共54 页目录摘要 (3)Abstract (4)0 绪论 (6)1 系统总体工艺的介绍 (7)1.1 炼铁生产工艺 (7)1.1.1 高炉生产工艺简介 (7)1.1.4 高炉生产中的问题 (9)1.2 上料系统在高炉炼铁上的地位与作用 (9)1.3 高炉上料控制系统 (12)1.3.1 槽下称量装料及料仓储料系统 (12)1.3.2 高炉料钟装料系统 (13)1.3.3 探尺系统 (14)1.3.4 料车卷扬系统 (15)1.3.5 控制系统的实现 (16)1.4 高炉上料控制系统设计方案 (18)1.4.1 系统功能及性能指标 (18)1.4.2 系统结构 (18)1.4.3 系统配置 (20)2 PID 调节器参数整定及仪表选型 (21)2.1 PID 调节器参数的整定 (21)2.1.1 PID 控制算法 (21)2.1.2 PID 参数整定 (22)2.2 控制规律的选择 (23)2.2.1 控制器的选择 (23)2.3 控制方案的确定[3] (24)2.4 仪表的选型 (25)2.4.1 称重仪表的选型 (25)2.4.2 显示仪表选型 (28)2.4.3 测温元件的选型 (28)2.4.4 PLC 硬件选型 (28)3 PLC 控制系统设计 (29)3.1 PLC 部分设计 (29)3.1.1 PLC 控制技术的现状 (29)3.1.2 可编程控制器基本原理 (30)3.1.3 可编程控制器的主要特点 (31)3.2 西门子S7-200 PLC 的基本功能构成及特点 (32)3.2.1 系统功能概述 (32)3.2.2 S7-200 PLC 硬件系统配置 (34)3.2.3 PLC 内部资源分配 (34)3.3 可编程控制器控制系统设计 (35)3.3.1 PLC 控制系统设计的基本步骤（如图15 所示） (35)3.3.2 PLC 硬件系统设计 (38)3.3.3 PLC 软件系统设计 (39)河北理工大学轻工学院毕业设计说明书第2页共54 页4 软件编程 (40)4.1 可编程控制器的指令系统 (40)4.1.1 基本概念 (40)4.1.2 S7-200PLC 基本指令 (40)4.1.3 S7-200 PLC 高级指令 (41)4.2 应用顺序功能图法编制控制程序 (41)4.2.1 送料过程的顺序功能图控制 (42)4.6 系统通信 (45)4.6.1 数据通信基础 (45)4.6.2 串行通信 (46)4.7 监控计算机软件设计 (48)4.7.1 组态软件基本结构 (48)4.7.2 人机界面设计及功能 (49)4.8 高炉上料自动控制系统画面的设计 (51)5 系统调试 (54)5.1 系统调试 (54)5.1.1 程序调试 (54)5.1.2 模块分别调用 (55)5.1.3 系统调试 (55)结束语 (56)谢辞 (57)参考文献 (58)河北理工大学轻工学院毕业设计说明书第3页共54 页摘要可编程逻辑控制器及其网络在工业自动化控制领域越来越受到重视和普及，它的应用提高了高炉上料系统的自动化水平、可靠性，实现了上料系统的实时监控和灵活方便的工艺设计。
高炉料车上料自动控制原理毕业设计
图1-1料车上料系统简图
第
在高炉料车上料系统中，对料车运行速度的精确控制是关键。传统的调速方案采用在电动机电路中串接电阻的方法，这种老式做法的含有许多缺点，例如速度控制精度差、不容易重新设置电动机转速和电阻容易烧坏等。
因此本设计采用可编程控制器（
系统运行时，左右两个料车由同一根钢绳牵引，运动速度大小相同ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方向相反，以左料车为例进行说明：左料车斜桥上面依次装有四个行程开关，料车在斜桥桥底时首先触碰到
巴西沃尔塔雷东达
2
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1
皮带上料
澳大利亚纽卡斯尔
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1/2
料车上料
澳大利亚纽卡斯尔
4
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料车上料
1.1.3
采用皮带上料时，由于矿槽布置远离高炉，当球团矿用量高于10%，皮带机倾角不应超过12°，因此在无地形高差优势条件下，750～1500 级高炉炉顶皮带机头轮标高分别为50m和56m，则上料主皮带机水平长度分别为245m和275m。采用料车上料时，矿槽布置紧靠高炉，750 和1500 高炉矿槽中心距高炉中心分别为48m和55m，因此750 和1500 高炉皮带上料与料车上料相比，矿槽距高炉中心要远197m和220m，折合成占地，则要多占1180 和1400 。
PLC_自动上料系统
摘要在高炉冶炼中，各种原料如焦碳、烧结矿、球团矿和石灰石等以一定比例经过准确称量后，经皮带运输到上料小车，再由上料小车送至高炉内。
传统的钢厂配料控制系统设备陈旧、精度低，不仅造成原材料的浪费，更为严重的是导致许多工程质量不合格，因此需要一种高精度动态配料控制系统。
本设计是基于PLC控制、组态软件监控显示、变频器调速的高炉配料自动控制系统，而系统以PLC控制为核心。
本设计为4种原料的配料系统，PLC、变频器分别为西门子公司的S7-300、 M440。
投料系统的交流传动利用西门子公司的6SE70矢量型变频器和PLC结合来实现。
PLC程序的开发以西门子公司的Step7作为软件平台，采用了面向对象的程序设计技术，模块化的设计，从而使系统具有良好的可移植性和可维护性。
在系统中，通过上位机的控制界面设置配料的参数输出到PLC，然后通过PLC自动控制协调各阀门的开关和变频器的输出变化对配料过程进行控制，称量斗上的传感器通过变送器将重量信号送回到PLC，以达到闭环系统对给料的种类和速度的控制，并且对配料过程进行数据记录，使配料过程有数可依，便于管理。
关键词：自动配料，变频调速，自动补偿，可编程控制器S7-300引言研究背景随着课程的进度，我们开始了学业的最后部分——毕业设计。
经过了四年时间的学习，在老师的教导下，我们已经具备了一定基础，为了能够将所学联系起来，较好的应用到生产当中去,我们就需要在毕业设计中好好的锻炼自己。
在毕业设计中，我选择了这样一个题目就是为了能较好的锻炼自己的应用能力以及分析问题、解决问题的能力。
本设计的题目为高炉上料PLC控制系统，为工程类项目，是高炉冶炼中的一部分。
在高炉冶炼中，为了能高质量地进行冶炼，需要将各种原料按照一定的重量和比例准确地添加到高炉中。
传统的钢厂配料控制系统设备陈旧、精度低，不仅造成原材料的浪费，更为严重的是导致许多工程质量不合格，因此需要一种高精度动态配料控制系统。
高炉上车上料自动控制系统
高炉双车上料自动控制系统摘要：主卷扬控制系统是保证高炉正常连续生产的关键设备之一。
在炼铁高炉的生产中，主令控制器是卷扬最为关键的核心控制设备，一旦上料的主卷扬发生故障维护及调整非常麻烦，将直接导致整个炼铁高炉生产的停滞，造成高炉上料中断，给炼铁生产带来重大经济损失。
高炉炼铁生产过程的自动控制程度的高低，直接制约着铁水的产量和质量。
因此高炉主卷扬是高炉炼铁的重要环节之一。
高炉上料卷扬系统是炼铁生产中的关键设备，主要作用是将炼铁所需的各种原料源源不断地送到高炉内，保证高炉炼铁的正常需要，考虑到上料的速度、设备的备用要求等诸多因素，目前普遍选用单筒双电机双料车的卷扬系统。
本文将对此进行分析和讨论。
介绍了在采用PLC和变频器实现高炉主卷扬料车常规控制的基础上，利用旋转编码器发出的脉冲信号构成位置反馈，实现料车的精确位移控制的智能主令控制器的应用情况。
改变了原有用LK系列的机械式有触点主令故障率高的缺点。
通过PLC程序设计实现料车加减速换速信号、到位信号的数字控制，提高了系统的可靠性和位置精度控制。
本设计是基于PLC控制、组态软件监控显示、变频器调速的高炉配料自动控制系统，而系统以PLC控制为核心。
本设计为4种原料的配料系统，PLC、变频器分别为西门子公司的S7-300和施耐德A TV71变频器。
PLC程序的开发以西门子公司的Step7作为软件平台，采用了面向对象的程序设计技术，模块化的设计，从而使系统具有良好的可移植性和可维护性。
关键词：主卷扬，料车，上料，可编程控制器，位移智能主令控制器AbstractHoist the main blast furnace control system is the guarantee forthe normal production of one of the key equipment. Blast furnace inthe production of the main winch controller is the core of the mostcritical control equipment, once the main winch on the expectedfailure of maintenance and adjustment is very troublesome, willlead directly to the blast furnace production of stagnation,resulting in BF Feeding disruption to the production ofiron-smelting result in major economic loss. Iron making blastfurnace production process of high and low degree of automation，molten iron directly restrict the quantity and quality. So the mainblast furnace blast furnace iron making winch is one of theimportant links. BF expected winch system is the key to theproduction of iron-smelting equipment, primary role is toiron-smelting of raw materials required to continue to blastfurnace, the blast furnace iron making guarantee the normal needs，taking into account the expected rate, Equipment reserverequirements and other factors, generally selected Dandongdouble-double motor vehicle winch system. This article will conductanalysis and discussion.On the PLC in a blast furnace and converter to achieve the mainwinch control of conventional cars expected on the basis of arotating encoder pulse a position feedback, expected to achieve theprecise control of the displacement of the main controller of thesmart application. LK used to change the original series ofmechanical contact with the main shortcomings of the high failurerate. PLC program designed to achieve through the expected slowdownfor cars and speed signals, the digital control signals in placeand improve system reliability and location accuracy control. Thedesign is based on the PLC control, configuration softwaremonitoring display, Drives governor of BF ingredients automaticcontrol system, and PLC control system as the core. The four kindsof raw materials for the design of the batching system, PLC,Siemens converter for the S7-300, SchneiderA TV71.Feeding the ACdrive system using the Siemens 6 SE70 vector-type converter and PLCcombination to achieve. PLC program to the development of theSiemens Step7 as a software platform, using the object-orientedprogramming techniques, modular design, so that the system has goodportability and maintainability.Keywords：Master winch，Liu car，Feeding，PLC，The main displacementintelligent controller目录摘要 1 Abstract 20引言 41 主卷扬工艺简介 6 1.1 上料系统概况 6 1.2 上料系统在高炉的地位与作用7 1.3 基本工艺要求91.4 设计要求92 高炉卷扬控制系统13 2.1 卷扬系统简介及工艺描述13 2.2 控制方案16 2.3 料车定位202.4 高炉上料监视系统233 系统软/硬件说明28 3.1 变频器的简介及选型283.2 PLC程序设计334 设计图纸说明46 4.1 主回路说明46 4.2 控制回路及动作说明47 结束语49 谢辞50 参考文献51。
高炉工程自动控制系统设计
一
体化程度较高 的分布式控制系统进 行集 中控
【 稿 Ｅ期 ｊ０ １０ －９ 收 ｔ ２ ０ —７１
【 作者简介 】 吴长胜 （９ ４ ． ， １５ 一）男 山东商河 人 ， 工程 师， 事冶金 自 从 动化设计 工作
冶金 自动化 ２０ ０ ２卑第 ３期
统的设计进行了总结 和介绍 ， 对同行有一定 的借鉴作用 【 关键 词］ 高炉 ； 控制系统设计 ； 常规检测仪表 及电气传动系统 ；分布式控制 系统
【 中图分类 号］ ３ ５ ６ 【 ＴＦ ２ 文献标识码 ］ ［ Ｂ 文章编号 ］０ ０７ ５ （０ ２ ０ —０ ５０ １０ — ９ ２ ０ ）３０３ —３ ０
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系 统与 装 ■
高炉 工程 自动 控 制 系统 设 计
吴 长胜 ．徐 坚
（ 重庆钢铁设计研究院 自动化一室 ． 庆 ４ ０ １ ） 重 ０ ０ ３
【 摘
要］ 从高炉 自动控制 系统 的组成 、 应用功 能层次 、 设计 阶段及 主要内容等几个方面对高炉工程 自动控制系
口或 Ｉ０模件 接线 方 式进行 通信 。 文仅对 高 炉 ／ 本
１ 工艺 概 况 及 自动 控 制 系统
高炉生产主体工艺系统包括 ： 高炉矿 、 焦槽 ， 上料 （ 车上料 或皮 带机 上料 ） 炉 顶 （ 料钟 炉 料 ， 无 顶或钟式炉顶） 高炉本体 ， ， 出铁场 ， 粗煤气除尘， 煤气清洗 （ 文氏管或 比肖 夫法） 炉顶煤气余压发 ，
制 、监 视 和操作 ；主要 的辅 助工艺 系统 则视 工 艺
过程控制的难易程度 ， 选用独立的 Ｐ Ｃ Ｄ ｓ 或 Ｌ （ｃ）
继 电器 （ 拟仪表 ） 模 系统进 行控 制 、 视和操 作 。 监
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料车上料
武钢
2Байду номын сангаас
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料车上料
武钢
3
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料车上料
邯钢
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皮带上料
日本新日铁室兰
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皮带上料
日本新日铁釜石
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料车上料
德国蒂森公司
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1
料车上料
法国索拉克帕塔拉尔
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料车上料
英国雷文斯克雷格
1
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1
料车上料
巴西沃尔塔雷东达
1
1160
1
皮带上料
关键词料车上料；PLC；变频器；WinCC
Abstract
The blast furnace feeding at present basically has two kinds: one is lifting skip feeding，the other one is belt feeding，due to the skip feeding cover an area of an area small，widely used in the middle and small blast furnace.Alternating feeding way，this design uses double car by traction skip hoist，marching to the blast furnace top skip automatically after the raw material of discharging into the blast furnace.Currently most of the blast furnace of the hoist speed control mode is series resistance speed governing，but resistance to burn，tightness and hoist wire rope is differ，sometimes skip "hanging roof accident，seriously affected the production efficiency，so need to modify the system.This design through the PLC program design size，send a signal to frequency converter to change frequency to change the speed of the motor，to control the deceleration of the skip，and uses the configuration software WinCC real-time monitoring of the whole operation process，ensure the reliability and security of the system control.
厂名
炉号
炉容
出铁厂及铁口个数
上料方式
攀钢
1
1200
1
料车上料
攀钢
4
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皮带上料
重钢
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皮带上料
宣钢
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皮带上料
首钢
5
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料车上料
梅钢
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料车上料
梅钢
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料车上料
水钢
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皮带上料
水钢
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1200
1
皮带上料
本钢
5
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料车上料
酒钢
2
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1
料车上料
武钢
高炉上料方式应以满足总图布置要求和满足上料能力为前提来选择合理的上料方式，对750 至1500 级高炉来说，料车上料与皮带上料均能满足上料能力的要求，在这种情况下，若在总图布置与工艺布置上无优势，如无地形高差优势，无物料输送短捷优势，则宜采用料车上料方式。因此，在《高炉炼铁工艺设计技术规定》中也明确750 级高炉应采用料车上料，1200 级至2000 级高炉可采用料车上料方式，也可采用皮带上料方式。
KeywordsThe skip loading;PLC;Frequency converter;WinCC
第
1.1
1.1.1
高炉上料是整个高炉冶炼生产的关键环节，担负着为炼铁高炉提供原料的功能。高炉上料系统将来自料仓的各种原料按一定的配料比送到高炉内进行冶炼，整个上料过程大部分是顺序逻辑控制，涉及到一些模拟量控制，但没有反馈，不构成闭环过程控制，故而多采用可编程控制器（PLC）进行控制。目前高炉上料的形式主要有两种：一是卷扬料车上料，二是皮带上料。
学号：
HEBEI UNITED UNIVERSITY
毕业设计说明书
GRADUATEDESIGN
设计题目：高炉上料料车自动控制系统
摘
目前高炉上料的形式主要有两种：一是卷扬料车上料，二是皮带上料，由于料车上料占地面积小，在中小高炉中得到广泛的应用。本设计采用双料车交替上料方式，由卷扬机牵引料车在轨道上行进，到达高炉炉顶后料车自动将原料卸入高炉内。当前多数的高炉卷扬机的调速方式是串电阻调速，但电阻容易烧毁，加上卷扬机钢丝绳松紧程度不一，有时出现料车“挂顶”事故，严重影响了生产效率，因此需要此系统进行改造。本设计通过PLC程序给变频器发送信号，改变频率大小，从而改变电机的速度，实现料车的加减速控制，并采用组态软件WinCC对整个运行过程进行实时监控，保证了系统控制的可靠性和安全性。
巴西沃尔塔雷东达
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皮带上料
澳大利亚纽卡斯尔
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料车上料
澳大利亚纽卡斯尔
4
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料车上料
1.1.3
采用皮带上料时，由于矿槽布置远离高炉，当球团矿用量高于10%，皮带机倾角不应超过12°，因此在无地形高差优势条件下，750～1500 级高炉炉顶皮带机头轮标高分别为50m和56m，则上料主皮带机水平长度分别为245m和275m。采用料车上料时，矿槽布置紧靠高炉，750 和1500 高炉矿槽中心距高炉中心分别为48m和55m，因此750 和1500 高炉皮带上料与料车上料相比，矿槽距高炉中心要远197m和220m，折合成占地，则要多占1180 和1400 。
1.1.2
表1-1列出了国内外750～1500 级高炉上料方式的部分实例，从表中可看出，大部分为料车上料，其中攀钢4BF和重钢5BF，水钢1BF和2BF，均因利用了地形高差而采用皮带上料，其余高炉的皮带上料为无地形高差，矿槽地平面与高炉地平面处于同一水平。
表1-1国内外750～1500 高炉上料方式