海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及海綿鐵生產(chǎn)技術領域，具體地指一種海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法及其裝置。
【背景技術】
[0002]上世紀70年代國內(nèi)開始利用隧道窯生產(chǎn)海綿鐵。因技術條件、產(chǎn)能、市場需求等因素的制約，當時所設計和使用的隧道窯往往規(guī)模不大，以小型為主，能耗較高。進入2000年以后，隨著中國鐵粉市場規(guī)模的持續(xù)擴大，以及新興煉鋼海綿鐵市場的形成，大型隧道窯的數(shù)量不斷增多。
[0003]傳統(tǒng)海綿鐵隧道窯分三個功能段:預熱段、還原段和冷卻段。在還原段兩側布置兩排燒嘴，可燃氣體(一般為煤氣)通過燒嘴與助燃風混合后燃燒以加熱隧道窯。此過程主要依靠人工調(diào)溫技術控制，即看火工完全憑借經(jīng)驗，根據(jù)火焰的顏色來判斷溫度的高低調(diào)節(jié)煤氣流量控制閥門，以保證隧道窯的溫度達到生產(chǎn)工藝的要求。由于看火工技能水平的差異以及人工操作產(chǎn)生的誤差，不僅易出現(xiàn)產(chǎn)品欠燒、過燒等質(zhì)量問題，還會造成煤氣資源浪費。此外，隧道窯的燒嘴數(shù)量多、調(diào)溫工作量大，要保持連續(xù)性生產(chǎn)，必須配備較多的人員，故人工成本較高。隨著能源價格、人力成本的上升以及市場對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，隧道窯的成本及產(chǎn)品質(zhì)量問題日益凸顯，成為企業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級必須突破的瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是要提供一種溫度控制精度高、隧道窯煤氣消耗低、總生產(chǎn)成本低的海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法及其裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設計的海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法，包括如下步驟:1)在單片機上設置隧道窯溫度理想設定值；2)利用溫度傳感器將實時檢測到的隧道窯溫度信號傳給單片機；3)用單片機把檢測到的隧道窯溫度信號值與隧道窯溫度理想設定值進行比較，經(jīng)PID運算，通過輸出控制信號控制電動執(zhí)行器，所述電動執(zhí)行器控制燒嘴中的煤氣流量，實現(xiàn)隧道窯溫度自動控制。
[0006]作為優(yōu)選方案，它還包括如下步驟:4)用單片機將檢測到的隧道窯溫度信號傳給PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)，然后由PLC實施數(shù)據(jù)記錄、報表打印、動態(tài)模擬、實時報表、顯示歷史趨勢的功能。
[0007]進一步地，所述PLC和單片機通過RS485通訊方式進行通信。
[0008]再進一部地，它還包括如下步驟:5)所述電動執(zhí)行器失效或緊急情況下，通過手動控制閘閥控制燒嘴中的煤氣流量，實現(xiàn)隧道窯的溫度控制。
[0009]更進一步地，所述溫度傳感器為熱電偶，所述電動執(zhí)行器為電動比例調(diào)節(jié)閥。
[0010]本發(fā)明所設計的一種海綿鐵隧道窯溫度自動控制裝置，包括布置于隧道窯內(nèi)還原段兩側的燒嘴，還包括采集燒嘴溫度信號的溫度傳感器，所述溫度傳感器與單片機的信號輸入端相連，所述單片機的信號輸出端與電動執(zhí)行器的信號輸入端相連，所述電動執(zhí)行器的信號輸出端與燒嘴的電動控制閘閥相連，從而控制燒嘴的開度大小。
[0011]作為優(yōu)選方案，還包括PLC，所述PLC的信號輸入輸出端與單片機的信號輸入輸出端相連，所述燒嘴、溫度傳感器和與單片機一一對應設置有多套，所述PLC設置有一個。
[0012]進一步地，所述PLC和單片機通過RS485通訊方式進行通信。
[0013]再進一部地，還包括與燒嘴的電動控制閘閥串聯(lián)相連的手動控制閘閥。
[0014]更進一步地，所述溫度傳感器為熱電偶，所述電動執(zhí)行器為電動比例調(diào)節(jié)閥。
[0015]本發(fā)明的工作原理是這樣的:溫度傳感器采集到的溫度數(shù)據(jù)傳送給單片機，單片機通過PID運算后給電動執(zhí)行器一個控制信號從而控制隧道窯還原段兩側燒嘴的煤氣流量，進而控制隧道窯的溫度。PLC的主要功能為編寫PLC程序、數(shù)據(jù)記錄及報表打印。
[0016]綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0017]I)溫度控制的精度一般達到±3°C，且穩(wěn)定性和均勻性較好，減少二次氧化，提高海綿鐵質(zhì)量；
[0018]2)避免因人工誤差造成的產(chǎn)品欠燒和過燒問題，有效保障海綿鐵的質(zhì)量；
[0019]3)隧道窯所需煤氣流量由平均1550m3/h下降到平均1450m3/h，節(jié)省隧道窯煤氣消耗6% ；
[0020]4)每個調(diào)溫班職工由3名減少到2名，共減少4名調(diào)溫工，每年可節(jié)省人工成本20萬元。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明海綿鐵隧道窯溫度自動控制裝置的結構示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述:
[0024]參見圖2，本發(fā)明一種海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法，包括如下步驟:
[0025]I)在單片機3上設置隧道窯溫度理想設定值；
[0026]2)利用溫度傳感器2將實時檢測到的隧道窯溫度信號傳給單片機3 ;
[0027]3)用單片機3把檢測到的隧道窯溫度信號值與隧道窯溫度理想設定值進行比較，經(jīng) PID(比例(proport1n)、積分(integrat1n)、微分(differentiat1n))運算，通過輸出控制信號控制電動執(zhí)行器4，所述電動執(zhí)行器4控制燒嘴I中的煤氣流量，實現(xiàn)隧道窯溫度自動控制；
[0028]4)所述單片機3將檢測到的隧道窯溫度信號傳給PLC5，然后由PLC5實施數(shù)據(jù)記錄、報表打印、動態(tài)模擬、實時報表、顯示歷史趨勢的功能。
[0029]5)所述電動執(zhí)行器4失效或緊急情況下，通過手動控制閘閥6控制燒嘴I中的煤氣流量，實現(xiàn)隧道窯的溫度控制。
[0030]所述PLC5和單片機3通過RS485通訊方式進行通信。
[0031]所述溫度傳感器2為熱電偶，所述電動執(zhí)行器4為電動比例調(diào)節(jié)閥。
[0032]參見圖1，本發(fā)明海綿鐵隧道窯溫度自動控制裝置，包括布置于隧道窯內(nèi)還原段兩側的燒嘴1，，還包括采集燒嘴I溫度信號的溫度傳感器2，所述溫度傳感器2與單片機3的信號輸入端相連，所述單片機3的信號輸出端與電動執(zhí)行器4的信號輸入端相連，所述電動執(zhí)行器4的信號輸出端與燒嘴I的電動控制閘閥相連，從而控制燒嘴I的開度大小。
[0033]海綿鐵隧道窯溫度自動控制裝置，還包括PLC5，所述PLC5的信號輸入輸出端與單片機3信號輸入輸出端相連的，所述燒嘴1、溫度傳感器2和與單片機3為對應設置有多套，所述PLC5設置有一個。
[0034]本發(fā)明海綿鐵隧道窯溫度自動控制裝置，還包括與燒嘴I的電動控制閘閥串聯(lián)相連的手動控制閘閥6。
[0035]本發(fā)明的溫度的控制與檢測采用集散控制結構形式，即由PLC5和單片機3組成集散控制系統(tǒng)。窯內(nèi)溫度靠自動調(diào)節(jié)還原段兩側的燒嘴煤氣流量來控制。其特征如下:
[0036]1)PLC5和單片機3之間采用RS485方式進行通信，由PLC5把溫度燒成曲線下載到單片機3，由單片機3進行溫度自動控制；
[0037]2)現(xiàn)場熱電偶檢測到溫度信號傳給單片機3，再由單片機3傳給PLC5，然后由PLC5實施數(shù)據(jù)記錄及報表打印功能，同時還可進行動態(tài)模擬圖、實時報表、歷史趨勢的顯示;
[0038]3)單片機3把檢測到的溫度與設定值進行比較，經(jīng)PID運算，通過輸出控制信號控制每組煤氣總支管電動比例調(diào)節(jié)閥，實現(xiàn)溫度自動控制；
[0039]4)集散控制結構，具有集中管理與分散控制的功能，克服單純儀表控制時人機界面不直觀及單純計算機控制時“一點故障則全部癱瘓”的缺點；
[0040]5)該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn):某一溫度回路發(fā)生故障，不影響其他回路的正常運行；單片機3發(fā)生故障，不影響各控制回路在智能儀表的控制下運行；
[0041]6)隧道窯溫度波動可以控制在±5°C以內(nèi)，提高工藝穩(wěn)定性；
[0042]7)操作人員僅在操作控制室即可完成生產(chǎn)工藝調(diào)整，無需再到現(xiàn)場調(diào)節(jié)燒嘴I煤氣流量控制閥門。
【主權項】
1.一種海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)在單片機(3)上設置隧道窯溫度理想設定值； 2)利用溫度傳感器(2)將實時檢測到的隧道窯溫度信號傳給單片機(3); 3)用單片機(3)把檢測到的隧道窯溫度信號值與隧道窯溫度理想設定值進行比較，經(jīng)PID運算，通過輸出控制信號控制電動執(zhí)行器(4)，所述電動執(zhí)行器(4)控制燒嘴(I)中的煤氣流量，實現(xiàn)隧道窯溫度自動控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法，其特征在于:它還包括如下步驟: 4)用單片機(3)將檢測到的隧道窯溫度信號傳給PLC(5)，然后由PLC(5)實施數(shù)據(jù)記錄、報表打印、動態(tài)模擬、實時報表、顯示歷史趨勢的功能。
3.根據(jù)權利要求2所述的海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法，其特征在于:所述PLC(5)和單片機(3)通過RS485通訊方式進行通信。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法，其特征在于:它還包括如下步驟: 5)所述電動執(zhí)行器(4)失效或緊急情況下，通過手動控制閘閥(6)控制燒嘴(I)中的煤氣流量，實現(xiàn)隧道窯的溫度控制。
5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法，其特征在于:所述溫度傳感器(2)為熱電偶，所述電動執(zhí)行器(4)為電動比例調(diào)節(jié)閥。
6.一種為實現(xiàn)權利要求1所述方法而設計的海綿鐵隧道窯溫度自動控制裝置，包括布置于隧道窯內(nèi)還原段兩側的燒嘴(I)，其特征在于:還包括采集燒嘴(I)溫度信號的溫度傳感器(2)，所述溫度傳感器(2)與單片機(3)的信號輸入端相連，所述單片機(3)的信號輸出端與電動執(zhí)行器(4)的信號輸入端相連，所述電動執(zhí)行器(4)的信號輸出端與燒嘴(I)的電動控制閘閥相連，從而控制燒嘴⑴的開度大小。
7.根據(jù)權利要求6所述的海綿鐵隧道窯溫度自動控制裝置，其特征在于:還包括PLC(5)，所述PLC(5)的信號輸入輸出端與單片機(3)的信號輸入輸出端相連，所述燒嘴(I)、溫度傳感器(2)和單片機(3) —一對應設置有多套，所述PLC (5)設置有一個。
8.根據(jù)權利要求7所述的海綿鐵隧道窯溫度自動控制裝置，其特征在于:所述PLC(5)和單片機(3)通過RS485通訊方式進行通信。
9.根據(jù)權利要求8所述的海綿鐵隧道窯溫度自動控制裝置，其特征在于:還包括與燒嘴(I)的電動控制閘閥串聯(lián)相連的手動控制閘閥(6)。
10.根據(jù)權利要求6至9中任一項所述的海綿鐵隧道窯溫度自動控制裝置，其特征在于:所述溫度傳感器(2)為熱電偶，所述電動執(zhí)行器(4)為電動比例調(diào)節(jié)閥。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種海綿鐵隧道窯溫度自動控制方法，步驟如下：1)單片機上設置隧道窯溫度理想設定值；2)溫度傳感器將隧道窯溫度信號傳給單片機；3)單片機把隧道窯溫度信號值與隧道窯溫度理想設定值進行比較，經(jīng)PID運算，通過控制電動執(zhí)行器，電動執(zhí)行器控制燒嘴的煤氣流量，實現(xiàn)隧道窯溫度自動控制。本發(fā)明還公開了一種海綿鐵隧道窯溫度自動控制裝置，包括燒嘴，還包括采集燒嘴信號溫度信號的溫度傳感器，溫度傳感器與單片機的信號輸入端相連，單片機的信號輸出端與電動執(zhí)行器的信號輸入端相連，電動執(zhí)行器的信號輸出端與燒嘴的電動控制閘閥相連。本發(fā)明溫度控制精度高、隧道窯煤氣消耗低、總生產(chǎn)成本低，可廣泛應用于海綿鐵生產(chǎn)技術領域。
【IPC分類】G05D23-20
【公開號】CN104714573
【申請?zhí)枴緾N201510111380
【發(fā)明人】楊培, 張剛, 汪暉
【申請人】武漢鋼鐵(集團)公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月13日