高炉喷煤喷吹自动化控制系统毕业设计说明书[1]

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摘要

本次毕业设计主要阐述了高炉喷煤喷吹自动化控制系统，不包括制粉过程的控制，控制范围是从煤粉仓、中间罐、喷吹罐、喷吹总管、由炉前煤粉分配器到喷吹支管的自动控制过程。本次毕业设计只考虑了一个喷煤喷吹序列作为控制对象。

本次设计包含：课题本身的背景、由来、意义、主要工艺类型、国内外高炉喷煤喷吹技术的发展现状以及对未来发展的展望；阐述了所需传感器、阀、开关等硬件设备，主要进行了煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐控制，煤粉从中间罐到喷吹罐倒罐控制，煤粉从喷吹罐喷到高炉风口中的控制，停喷控制，中间罐和喷吹罐的压力控制，煤粉仓、中间罐及喷吹罐温度、压力的安全连锁控制，喷吹风压力的自动测量等控制项目；本设计主要选用的PLC控制系统的选型、硬件配置选择、I/O表编写、硬件接线图的绘制的工作。

关键词：PLC；高炉喷煤；传感器

Abstract

The graduation project focused on the automatic control of blast furnace coal injection system, does not include coal grinding process control. Cntrol the process of automation and control, includingo coal powder storage warehouse, the middle tank,the injection tank, injection Explorer,front-end from the blast furnace coal injection powder distribution device to the branch pipe. The graduation project, a PCI only consider as a controlled injection sequence.

The design includes: That the issue of background, origin, meaning, the main type of technology, at home and abroad PCI jet technology development prospects and the future development of.On the need for the sensors, valves, switches and other hardware equipment.Mainly carried out coal powder from the coal powder position to control the middle of the tank,pulverized coal injection in the middle tank to tank can back control from the pulverized coal injection into blast furnace tuyere spray cans of control, stop the injection control, the middle tank and the injection pressure control tank, coal stores, intermediate and spray cans blow tank temperature and pressure control of the security chain, hair spray, such as automatic measurement of the pressure control projects; the design of the main selection of the PLC control system selection, hardware configuration options, I / O table prepared mapping hardware wiring work.

KeyWords：PLC; blast furnace pulverized coal injection; sensor

详细摘要

高炉喷煤技术始于1840年S．M．Banks关于喷吹焦炭和无烟煤的设想；世界最早的工业应用即是根据这一设想于1840～1845年间在法国博洛涅附近的马恩省炼铁厂实现的。由此背景引出本次毕业设计的题目高炉喷煤喷吹技术的自动化控制。课题主要阐述了高炉喷煤系统的喷吹工艺控制，不包括制粉工艺。

在此项技术产生的一百多年间，发展却相对缓慢，基本无进展；直至20世纪60年代初，欧洲、中国、美国的一些工厂才陆续开始在高炉上试验喷煤。7O年代末，第二次石油危机的出现，加快了高炉喷煤技术的研究和发展，特别是欧洲和日本更是在实际应用上取得了重大突破。第一部分前言中阐述了高炉喷煤的定义，就是指从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的煤粉（无烟煤、烟煤或两者的混合煤粉以及褐煤），以代替焦炭向高炉提供热量和还原剂。然后由定义引出了采用此项技术的意义，它以低价的煤代替了日趋贫乏且价格昂贵的冶金焦，降低了焦化，使高炉炼铁的成本大幅下降。它是一种调剂炉况的手段，也改善炉缸工作状态，是高炉稳定顺行。然后，又介绍了此工艺的常用基本流程，根据制粉装置到高炉距离的远近、煤粉仓，喷吹罐安放位置的差异、喷吹管路的粗细、喷吹压力的高低、输送浓度的大小以及喷枪形式的不同，可以有直接喷吹、间接喷吹；串罐喷吹、并罐喷吹；总管喷吹、多支管喷吹；高压喷吹、常压喷吹；浓相喷吹、稀相喷吹和氧煤枪喷吹、常规枪喷吹等各种形式的喷吹。简介描述了几种较成熟的工业性生产流程：1、德国KvTTNER流程；2、美国阿姆科(ARMCO)流程；3、日本住友流程；4、日本川崎流程；

5、卢森堡Paul Wurth流程；

6、混合型流程；7 英钢联粒煤喷吹流程。再后简要介绍了几种新喷煤工艺，包括：1、富氧大喷煤量技术；2、利用等离子大量喷吹煤粉；3、复合喷吹技术；4、粒煤喷吹技术。在第一部分最后介绍了我国喷煤喷吹技术现状，进十几年这项技术在国内的进步和存在的问题，还包括对我国高炉发展前景的展望。

第二大部分主要阐述了高炉喷煤喷吹自动化控制整体方案。首先对喷吹工艺及检测点布置进行了讲解，其中包括了所选用的三罐串罐喷吹所需放散阀、流化阀、充压阀、均压阀、灭火氮气阀、下锥形阀、上锥形阀、给料器和下煤球阀的分配进行了比较细致的叙述并附图对安装位置进行说明，又对各种所需测量设备（如压力、温度、重量、气体含量等）、所需数量、安装位置进行了描述。然后在附图的基础上进行喷吹控制过程描述。先介绍了基本操作方式：全自动操作、手动操作和检修操作，然后是主要进行的操作过程总述（包括煤粉从煤粉仓到中间罐倒罐控