副枪工艺说明

一．概述在冶炼过程中，使用副枪可在不中断吹炼或不倒炉的状态下，去获得转炉熔池的各种所需要的信息，例如：温度、碳含量、氧含量、熔池高度及熔池内液体的各种化学成分。

这样便可以借助转炉计算机对吹炼所需要的氧量和冷却剂的添加量进行反复计算，调整系统的各种参数，以命中碳、温度的目标值，避免后吹。

副枪主要完成三个主要动作：副枪的升降、副枪的旋转、探头的自动装卸。

副枪系统主要由5大部分组成：配电控制盘，副枪驱动盘，副枪提升驱动盘，PLC控制盘，HIM系统。

1. 1 配电控制盘包括：●付枪系统供电●APC加热器●端子、电缆槽、配线●盘内低压电器采用施耐德产品1. 2 副枪驱动盘包括：●变频旋转驱动系统（与SIEMENS 马达匹配的变频器。

配套RF/EMC过滤，抱闸）●翻转臂驱动系统●端子、电缆槽、配线●盘内低压电器采用施耐德产品1. 3 副枪提升驱动盘提升驱动系统包括：●SIEMENS矢量控制变频器●事故提枪切换控制●端子、电缆槽、配线1. 4 PLC控制盘包括：●Siemens S7-400技术，带电源模块1块，CPU模块1块和主/扩展机架各1个，DC24V数字输入/输出模块各6块，模拟量输入/输出各1块，以太网模块1块。

PLC通过CPU的DP口与DIRC实现Profibus网络通讯，PLC与HMI通过以太网实现网络通讯。

（副枪高度、旋转角度计数用DC24V高速计数模块两块——各4通道，实现计数功能）●所需中间继电器、端子、电缆槽、配线●盘内低压电器采用施耐德产品1. 5 HMI系统包括：SIEMENS WinCC V6.0授权软件。

1. 6 现场操作箱，下列每个位置有一个现场操作箱：●A：安装在HMI附近的操作台面上●B：探头自动安装装置区域●C：旋转平台●D：安装在转炉操作平台炉前或炉后操作台上●E：冷却水阀旁这些操作箱内部接线，并接到端子排上作为外部电缆的连接口。

防护等级为IP541. 7 为了执行测量，一个可置换的探头被连接到副枪主体，为了这个目的，一个自动可装御探头（APC）被安装在20米平台。

当探头被适当连接时，副枪主体被旋转到副枪测量口时，按下来开始测量，副枪主体进入转炉通过副枪测量位，位于靠近氧枪口。

测量后，副枪将旋转回APC的位置并且探头装御装置将移开使用过的探头，副枪将为接下来的测量作为准备。

二．系统控制说明2.1 副枪设备主要由下面几个部分组成：2.1.1 副枪升降系统副枪的升降是由一台交流电动机驱动相应的机械设备来完成的，交流电动机是由SIEMENS 6SE70变频器调速装置实现传动控制。

位置控制是由PLC高速计数模块以及过程外围设备共同来完成的。

2.1.2 副枪旋转系统副枪的旋转是由一台SIEMENS 6ES70 变频装置供电的交流鼠笼式电动机驱动相应的机械设备来完成的。

位置控制同副枪升降一样，由PLC高速计数模块以及过程外围设备共同来完成。

副枪旋转的目的主要是在副枪完成测量后由测量位置旋转到副枪连接/脱卸探头位置或在修炉时可将副枪移开，有效的利用了空间。

2.1.3 探头自动装卸系统：探头自动装卸系统主要完成两个任务：第一是从探头储存箱内取出探头，并将其安装在副枪上。

第二是当副枪测量完毕后，脱卸掉副枪上测过后的探头。

该系统主要由下列五部分组成：a. 探头储存箱：五个弹仓，每个弹仓可装35支探头，共计可存35×5=175支不同类型的探头。

b. 探头供应装置：某选中了弹仓喂下一支探头掉到运输链上，由气缸控制。

c. 探头运输装置：将运输链条上的探头运送到探头摆动臂上，由气动马达控制相应的机械设备实现。

d. 探头摆动臂检测到探头信号，夹紧探头，合拢导向锥，垂直竖起，进行探头连接一系列动作。

摆动臂摆到垂直位置或摆动到水平位置由一台额定功率的为2.2KW的交流鼠笼式电动机驱动相应的机械设备来完成。

上述五部分动作全部由PLC及相应的软件实现了全自动。

2.1.4 操作台安装位置：副枪系统能通过设置在不同位置的操作台控制。

该系统共设四个操作台如下：A操作台：设在转炉主操作室内靠近副枪HMI操作站旁。

B操作盘：设在探头自动装卸系统机旁C操作盘：设在副枪卷扬旋转平台上D操作盘：设在转炉操作平台炉后操作台，使付枪枪头能降到转炉操作平台，以便检查和维护。

E操作盘：设在冷却水阀门仪表旁（阀站平台）。

上述操作台不允许两个盘同时操作。

若某一盘要求操作时，必须将本盘选择开关旋到请求操作位置，并经过转炉中央操作室HMI站同意后，方可以操作。

2.2 操作方式：2.2.1 副枪系统有四种操作方式：——事故（备用电源操作）方式；——就地方式；——手动方式；——自动方式；2.2.1.1 事故方式：事故状态下的操作是在A盘上完成的，这时利用事故变频器和备用电源用点动方式将副枪从转炉中提升到适当的位置。

2.2.1.2 就地操作方式：B、C两操作台均设有就地控制方式，这种操作不受设备联锁控制，可单独分部执行付枪的各动作。

该方式只在正常操作不能进行时或检查维修时使用。

2.2.1.3 手动方式：手动操作主要在B台上进行，但某些特定的操作在C、D台上也可进行。

手动操作受某些联锁的限制，以防止误操作。

2.2.1.4 自动方式：副枪操作划分成三个主自动工作周期和二个辅助工作周期。

它们在程序控制下，自动完成各自一系列的操作。

HMI操作站、A台、B台可启动五种自动周期，C台、D台可启动复位周期及2个辅助周期。

副枪操作的三个主工作周期：——联接周期：将探头与副枪连接好——测量周期：进行一次测量——复位周期：副枪复位一次，回到可以联接探头的起始位置副枪操作的二个辅助工作周期（主要用于维护）——转到测量位置——转动到维护/联接位置2.3 操作功能：2.3.1 A操作台：A操作台安装在转炉中央操作室，该盘由操作员对副枪进行全面控制。

在操作台上还安装有HMI操作站，HMI操作站上有关副枪的各种画面均可由操作员用鼠标或键盘进行选择和对设备进行画面操作。

主画面上显示各种测量数据，提供各种操作选择和输入各设定值。

HMI操作站除主画面外还提供有测量条件、报警、历史记录、仪表测试、冷却水氮气等子画面。

A台上可以实现两种操作：——副枪事故提升——正常状态下，启动5种工作周期HMI主画面提供如下操作和数据显示：——操作模式的选择——操作台的选择——探头类型选择——副枪插入深度的设定——各工作周期的启动与停止——测定结果显示（熔池温度、结晶温度、氧含量、插入深度计算值）——供给副枪系统的冷却水、氮气量的控制及显示在A台上设有事故提升按钮，当事故提枪时，其他的一切动作将被中止。

当供电电源发生停电事故时，操作员将A台副枪操作方式选择开关转为事故提升模式，此时，操作人员可操作A台上事故提升按钮以点动方式低速提升到上极限停止。

2.3.2 B操作台：该台安装在探头自动装卸装置的平台上，用于该装置的维护和检查以及更换副枪枪体内补偿电缆、把持器、联接件。

该台设置数码显示器通过按钮数据信息+或-来实现显示各种数据：——熔池温度——结晶温度——氧活度——插入深度——副枪设定高度——副枪实际高度——副枪升降速度——旋转角度编码器脉冲数（不同脉冲数对应不同的旋转角度）——副枪旋转角度2.3.2.1 自动装卸探头装置自动装卸探头装置的实质是从贮藏箱中选取探头将它安装于副枪上，副枪能够降低接近探头把持器纳入探头，APC位于离地el.＋28.730处开禁遮光罩。

探头贮存箱探头给料部分探头翻转部分探头翻转臂（连接部分）支撑架探头拆御除了三相动力马达，APC的所有功能由气压控制，为了这个目的，使用了电磁阀，位于探头支撑平台上的电磁阀箱中。

在APC旁安装了操作台B，安装此操作台的主要目的是：●维护和测试APC，探头拆御及其选择斜楣沟阀门。

●维护和测试挂渣剂及密封帽。

2.3.2.2 探头贮存箱有5个容器室（1.2.3.4和5，容器室5靠翻转臂最近）。

每个容器室有20个探头，共计100个探头。

探头需要从贮存器通过进入贮存箱的侧门一个接一个的手动将探头装入容器室，每个容器室都储存1种类型的探头。

例如：1.TSC－型探头2.TSO－型探头3.T－型探头注：容器室探头类型的定位取决于维护人员及操作人员并设立在HMI屏幕上，见相关章节。

填充容器室时要非常小心，避免对探头尖端的损伤及在探头的另一端，运用保护纸，因此灰尘不能渗入探头。

在运送部分的探头下面，安装了两台电动发热器以保持探头供给部分及贮存箱的干燥。

2.3.2.3 探头的供给及其运送这一部分，见图7，位于探头贮存箱，从容器室选择一个探头是通过由气缸驱动供料固定来进行旋转运动来实现的。

这个部分每个容器贮存了6个探头共计30个。

每个气缸提供振动开关，用来探测向上和向下的托架固定夹位置，一个和电容式接近开关安装在每个容器室上用于探测“空仓”。

被选择供给的探头被气压驱动的链式输送机送入翻转臂。

2.3.2.4 翻转臂（探头连接部分）翻转臂用于纳入从运送部分供给的探头并翻转它到垂直的位置。

翻转臂由电动启动机械装置，探头把持器及向导锥组成。

探头通过输送装置运输，并通过翻转臂的两个电容型接近开关检查它的位置，现在探头被其他把持器操纵探头紧握（弹簧开关探测把持器的开关或关闭）翻转臂包住探头实现水平到垂直的翻转是通货电动启动机械装置实现的。

两个电容接近开关探测翻转臂的水平及垂直位置，在垂直位置，通过气压作用子液压缸，导向锥压在副枪探头把持器周围关闭（每次用弹簧开关探测导向锥的开启和关闭位置）导向锥的目的是引导副枪头部降低纳入探头，当探头翻转臂处于垂直位置，导向锥和探头把持器能够上下左右移动50mm用于保持探头居中，副枪降低及探头把持器纳入探头后，导向锥开启，副枪降得更底完全和探头连接，副枪紧停是是电容接近开关（或超速辊杠杆或极限开关）位于内探头翻转臂，探测到副枪纳入探头大约用了1000N的力量，最终把持器打开并且翻转臂（除探头）翻转到它的水平位置。

在连接操作期间，仪表空气喷吹通过副枪及导向锥的间隙来防止侵入异物。

2.3.2.5 探头拆御探头拆御是APC的一部分。

转炉拆御拆御调用过的探头，被拆下的探头包含的一个样本是下降通过探头收集斜溜槽达到控制室水平＋11.000的。

这个样本由操作者从探头上取样送到实验室进行分析。

气缸操作探头拆御装置，包含一个开关探测它的开启位置。

2.3.3 C操作盘：该盘设在副枪的卷扬旋转平台上，用于副枪升降及旋转装置的维护和检查以及更换。

该盘被选中后，付枪执行执行手动方式下的各种动作。

若将此盘上“手动/就地”方式选择开关。

若将此盘上“手动/就地”方式选择开关置“就地”方式，可用最小提升速度提升副枪超过上极限，供更换副枪枪体使用。

2.3.4 D操作盘：设在转炉操作平台炉后操作台，可执行5种动作周期。