高壓輥磨機(jī)自動控制系統(tǒng)在球團(tuán)生產(chǎn)中的應(yīng)用

王為剛

（邯鄲鋼鐵集團(tuán)自動化部，河北 邯鄲 056000）

1 前言

根據(jù)邯鋼所提供的資料，供球團(tuán)生產(chǎn)用的鐵精礦中－200目約占50 %～70 %，粒度較粗，有必要細(xì)磨，因此球團(tuán)選用了一臺處理能力為350 t/h的進(jìn)口高壓輥磨機(jī)，將鐵精礦細(xì)磨，以改善原料的成球性。

輥磨工藝對增加物料表面積，改善物料表面活性和提高生球強(qiáng)度有顯著作用。根據(jù)印度Kudremukh鐵礦公司球團(tuán)廠使用高壓輥磨機(jī)的經(jīng)驗(yàn)介紹，精礦布萊恩指數(shù)增加 300，成品生球率增加5%，精礦水分降低0.5%，生球落下次數(shù)增加3次，生球抗壓強(qiáng)度增加0.15～0.2 kg，效果很可觀。

邯鋼球團(tuán)所用輥磨機(jī)就是來自POLYSIUS公司的產(chǎn)品。德國蒂森克虜伯（Thyssen Krupp）技術(shù)分公司Polysius（伯利休斯）公司是德國著名的國際工業(yè)設(shè)備制造商，是生產(chǎn)高壓輥磨機(jī)的專業(yè)廠家。

2 工藝及設(shè)備特點(diǎn)

2.1 輥磨機(jī)的構(gòu)造和工作原理

機(jī)器主體為框架結(jié)構(gòu)，裝有一個動輥和一個定輥，兩輥分別由電動機(jī)驅(qū)動作慢速的相對轉(zhuǎn)動。其中，動輥在一組液壓缸推動下做水平方向滑動，使兩輥之間保持一定的間隙。當(dāng)具有一定粒度的礦石物料從機(jī)器上部的料斗中依靠料重而豎直進(jìn)入輥?zhàn)娱g隙時，除了與輥面接觸的顆粒受到輥面直接壓力外，間隙內(nèi)的礦石物料還被兩個相對旋轉(zhuǎn)的輥?zhàn)訅簩?shí)，物料顆粒承受多點(diǎn)壓力作用而被粉碎，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)粉碎的過程。

2.2 自控系統(tǒng)的組成

高壓輥磨機(jī)自動化系統(tǒng)主要包括PLC和上位機(jī)監(jiān)控軟件，PLC選用SIEMENS的SIMATIC S7－300的CPU；上位機(jī)監(jiān)控軟件選用SIEMENS的WINCC組態(tài)軟件。輥磨機(jī)自動化系統(tǒng)與工廠自動化系統(tǒng)采用光纜通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。輥磨機(jī)自動化系統(tǒng)可對現(xiàn)場的溫度、壓力、輥縫、位移等進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)對輥磨機(jī)本體的保護(hù)、自動控制、顯示與報警。

高壓輥磨機(jī)檢測元件示意圖

2.3 下位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的主要控制功能

輥磨機(jī)自控系統(tǒng)主要控制功能包括以下幾部分：電機(jī)主驅(qū)動控制、液壓系統(tǒng)控制、油脂潤滑控制、減速器潤滑冷卻控制。

2.3.1 電機(jī)主驅(qū)動控制

動輥和定輥電機(jī)均采用西門子的變頻電機(jī) 1LA8 403－4pm8，額定容量545 kW，額定電壓690 V，額定電流540 A，驅(qū)動采用西門子的變頻器額定容量800 kW，一次額定電壓690 V，變頻器控制分手動和自動兩種方式，手動可從現(xiàn)場操作箱實(shí)現(xiàn)對變頻器的啟停、調(diào)速等操作，自動控制通過 PLC與變頻器的通訊來完成，可實(shí)現(xiàn)對變頻器的啟停、調(diào)速、各種運(yùn)行參數(shù)的顯示。

2.3.2 液壓系統(tǒng)控制功能

主要通過對各種液壓系統(tǒng)信號的檢測、對各個電磁閥和液壓電機(jī)的控制來實(shí)現(xiàn)動輥的移動或加壓等過程。液壓系統(tǒng)主要完成的動作包括開輥、閉輥、左側(cè)加壓、左側(cè)減壓、右側(cè)加壓、右側(cè)減壓、壓力自動調(diào)節(jié)、平行自動控制等動作。

2.3.3 油脂潤滑系統(tǒng)控制功能

主要完成對本體動輥、定輥的軸承潤滑以及對動輥移動軌道的潤滑。對軸承的潤滑位在主機(jī)啟動后每18 min潤滑一次，潤滑約2 min，分油器動作6次的時間。對軌道的潤滑主機(jī)啟動后為每48 h潤滑一次，潤滑時間與軸承潤滑時間相同。

2.3.4 減速器的潤滑和冷卻控制

減速器的潤滑和冷卻控制為系統(tǒng)啟動后潤滑泵運(yùn)行，根據(jù)條件對減速機(jī)進(jìn)行潤滑和冷卻，水冷卻閥的開關(guān)由溫度控制，高于55 ℃打開，低于45 ℃關(guān)閉。

2.4 上位機(jī)操作系統(tǒng)

上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用 WINXP操作系統(tǒng)，監(jiān)控軟件采用西門子WINCC6.0組態(tài)軟件，由總貌畫面、本體畫面、液壓系統(tǒng)畫面、潤滑系統(tǒng)畫面、趨勢畫面、報警畫面組成。實(shí)現(xiàn)過程與設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控與報警，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程工藝流程及各參數(shù)的采集顯示、報警、回路控制畫面、歷史數(shù)據(jù)存儲及趨勢圖、報表等監(jiān)控功能。

總貌畫面主要監(jiān)視系統(tǒng)總體狀態(tài)以及與工廠系統(tǒng)的閉鎖聯(lián)系信號。從總貌畫面可監(jiān)視圖上系統(tǒng)的各項(xiàng)模擬量參數(shù)，如液壓系統(tǒng)壓力、輥縫值、各點(diǎn)溫度、系統(tǒng)框架震動值等。

潤滑系統(tǒng)畫面主要完成對齒輪潤滑和油脂潤滑系統(tǒng)的手動操作以及各個狀態(tài)的監(jiān)視功能。

趨勢畫面用于監(jiān)視驅(qū)動電機(jī)電流、功率、轉(zhuǎn)矩的變化。報警畫面主要用于對報警的確認(rèn)消除。

在系統(tǒng)使用和維護(hù)過程中，通過計算機(jī)控制時，在低壓盤1AA和2AA相應(yīng)的手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)達(dá)到自動位置，變頻器的操作箱打到自動位置。在自動啟動時首先從上位機(jī)監(jiān)控畫面檢查系統(tǒng)啟動條件是否滿足，表示滿足條件，否則檢查相應(yīng)的條件。

3 結(jié)束語

邯鋼年產(chǎn)200萬噸鏈箅機(jī)—回轉(zhuǎn)窯氧化球團(tuán)生產(chǎn)線高壓輥磨機(jī)調(diào)試成功投產(chǎn)后，對改善鐵精礦表面特性，提高造球效率等指標(biāo)有顯著作用：使用輥磨機(jī)后，鐵精礦的－200目粒度含量平均增加5%，比表面積平均增加380 cm2/g；隨著高壓輥磨入磨鐵精礦的比表面積的增加，出口比表面積的改變量也變大；當(dāng)入磨－200目含量達(dá)到70%以上時，增大非常明顯；增加高壓輥磨后，成球率提高了15%。輥磨機(jī)自控系統(tǒng)功能強(qiáng)大，操作簡單可靠，實(shí)現(xiàn)了輥磨生產(chǎn)的精確控制，滿足了生產(chǎn)工藝要求。

1 劉紅軍等.高壓輥磨機(jī)在冶金行業(yè)的開發(fā)及應(yīng)用［J］.礦山機(jī)械，2006（10）

2 舒方華、匡忠祥.高壓輥磨機(jī)在球團(tuán)生產(chǎn)上的應(yīng)用.全國球團(tuán)技術(shù)研討會論文集，2003