探料尺

探料裝置

探料裝置的作用是準(zhǔn)確探測(cè)料面下降情況，以便及時(shí)上料。既可防止料滿時(shí)開大鐘頂彎鐘桿，又可防止低料線操作時(shí)爐頂溫度過高，燒壞爐頂設(shè)備，特別是高爐大型化、自動(dòng)化、爐頂設(shè)備也不斷發(fā)展的，料面情況是上部布料作業(yè)的重要依據(jù)。使用最廣泛的是機(jī)械傳動(dòng)的探料尺、微波式料面計(jì)和激光式料面計(jì)。

探料尺結(jié)構(gòu)

高爐探料尺主要由可編程控制器、變頻器、三相異步電動(dòng)機(jī)、增量編碼器、絕對(duì)值編碼器、重錘和凸輪機(jī)構(gòu)等設(shè)備組成。

高爐在生產(chǎn)過程中，料面是隨著時(shí)間推移而下降的。為了探測(cè)料面形狀、下降速度及發(fā)出啟動(dòng)裝料程序的指令，而設(shè)置探料尺裝置。一般小型高爐常使用長(zhǎng)3~4m、直徑25mm的圓鋼，自大料斗法蘭處專設(shè)的探尺孔插入爐內(nèi)，每個(gè)探尺用鋼繩與手動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的卷筒相連，在卷?yè)P(yáng)機(jī)附近還裝有料線的指針和標(biāo)尺，為避免探尺陷入料中，在圓鋼的端部安裝一根橫棒。

中型和高壓操作的高爐多采用自動(dòng)化的鏈條式探尺，這是鏈條下端掛重錘的撓性探尺，如圖1所示。探料尺的零點(diǎn)是大鐘開啟位置的下緣，探尺從大料斗外側(cè)爐頭內(nèi)側(cè)伸入爐內(nèi)，重錘中心距爐墻不應(yīng)小于300mm，重錘的升降借助于密封箱內(nèi)的卷筒傳動(dòng)。在箱外的鏈軸上，安設(shè)一鋼繩卷筒，鋼繩與探尺卷?yè)P(yáng)機(jī)卷筒相連。探尺卷?yè)P(yáng)機(jī)放在料車卷?yè)P(yáng)機(jī)室內(nèi)，料線高低自動(dòng)顯示與記錄。 1

探測(cè)范圍

一般大、中高爐均設(shè)有2~3臺(tái)緊湊式探尺。探測(cè)范圍一般為0~6m，可分為0~2m，2~4m，4~6m三個(gè)區(qū)域，其中0~2m為常用區(qū)，連續(xù)探測(cè)制度。一臺(tái)探尺可在低料線時(shí)進(jìn)行點(diǎn)探測(cè)至20~24m。正常情況下幾臺(tái)探尺同時(shí)工作，特殊情況下，可任意停止1臺(tái)或2臺(tái)探尺工作。當(dāng)探尺均到達(dá)料線時(shí)，檢查料罐中的Batch號(hào)是否與設(shè)定相符，然后解除裝入等待，發(fā)出中間礦槽閘門可開啟的指令，全部提升探尺，啟動(dòng)溜槽準(zhǔn)備布料。一般探尺下降速度為0.30m/s，提升速度為0.60m/s。探尺提升應(yīng)快速，下降則應(yīng)慢速。布料完畢后，探尺即可下降到料面。

所謂緊湊式探尺是探尺卷筒和驅(qū)動(dòng)裝置在一起形成一個(gè)很緊湊的整體，卷筒用密封箱密封在中央以防煤氣外逸。齒輪箱的另一側(cè)固定著電器驅(qū)動(dòng)裝置（包括帶制動(dòng)盤的電機(jī)，電器控制齒輪箱，連接有主令控制器、編碼器）。

這種探尺只能點(diǎn)探測(cè)，不能全面反映整個(gè)爐喉料面的下料情況。同時(shí)，由于探尺端部與爐料直接接觸，故容易滑尺和陷尺而產(chǎn)生誤差。1

工作過程

高爐探料尺工作過程 高爐探料尺的結(jié)構(gòu)要由可編程控制器、變頻器、三相異步電動(dòng)機(jī)、增量編碼器、絕對(duì)值編碼器、重錘和凸輪機(jī)構(gòu)等設(shè)備組成 高爐探料尺工作過程可分為重錘下放、探料過程和重錘提升三個(gè)階段。當(dāng)檢 測(cè)到料面距離爐頂為1.5 m 時(shí)，就應(yīng)該向高爐加料。在實(shí)際應(yīng)用中，正常情況下，重錘下放位移<1. 5 m 就能碰到料面，高爐探料尺應(yīng)完成重錘下放、探料過程和重錘提升三個(gè)階段；若出現(xiàn)虧料，重錘就有可能下放1.5m后仍未能碰到料面，即料面到爐頂距離 >1.5 m，這時(shí)，高爐探料尺只完成重錘下放和重錘提升兩個(gè)階段。

高爐探料尺的三個(gè)工作過程如下：

1、重錘下放

設(shè)爐頂位置為零位.當(dāng)重錘在零位時(shí)，由凸輪機(jī)構(gòu)發(fā)出信號(hào)給可編程控制器，可編程控制器檢測(cè)到重錘零位信號(hào)，并發(fā)送指令給變頻器，使變頻器的輸出頻率設(shè)為零，即三相異步電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)狀態(tài)。電磁抱閘，可編程控制器同時(shí)發(fā)出加爐料信號(hào)，開始下倒?fàn)t料。當(dāng)可編程控制器檢測(cè)到爐料下倒完畢以及其他工藝都準(zhǔn)備就緒的信號(hào)時(shí)，就發(fā)出重錘下放指令，變頻器輸出頻率為3Hz，電磁抱閘打開，增量編碼器作為速度檢測(cè)和轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，將檢測(cè)到的三相異步電動(dòng)機(jī)的速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為速度反饋信號(hào)并輸送到變頻器，構(gòu)成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，三相異步電動(dòng)機(jī)是以較低的恒定速度下放重錘。

2、探料

當(dāng)重錘碰到爐料表面時(shí),變頻器就會(huì)檢測(cè)到三 相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然減少,然后發(fā)出一個(gè) 信號(hào)給可編程控制器,可編程控制器接收到該信號(hào)后，又會(huì)重新發(fā)送一個(gè)指令給變頻器，對(duì)變頻器的工作狀態(tài)重新設(shè)定，將變頻器由原轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán) 調(diào)速切換成恒轉(zhuǎn)矩控制，轉(zhuǎn)矩設(shè)定為0.6倍左右的重錘重量。由于重錘是圓柱體的，柱高約為70cm，拉力約為0.6倍左右的重錘重量，根據(jù)重錘的受力分析，重錘一開始是立在料面上，然后就開始傾斜，若傾斜后的負(fù)載轉(zhuǎn)矩小于變頻器輸出轉(zhuǎn)矩，三相異步電動(dòng)機(jī)就提升重錘。重錘在下放過程中，絕對(duì)值編碼器將重錘的位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳輸給可編程控制器，當(dāng)可編程控制器檢測(cè)到重錘的向下位移為1.5m 時(shí)，就給變 頻器發(fā)出提升重錘信號(hào)。

3、重錘提升

當(dāng)可編程控制器檢測(cè)到重錘的位移為1.5 m（按工藝要求所設(shè)定的值）時(shí)，就給變頻器發(fā)出一個(gè)提升重錘信號(hào)，即設(shè)定輸出頻率值為15Hz，同時(shí)將變頻器由原來的恒轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)切換成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速，三相異步電動(dòng)機(jī)以相對(duì)較高的恒定速度提升重錘。以恒定的速度提升重錘，當(dāng)重錘接近爐頂零位時(shí)，重錘會(huì)碰到凸輪機(jī)構(gòu)，由凸輪機(jī)構(gòu)發(fā)出信息給可編程控制器，可編程控制器接收到信息之后將變 頻器的輸出頻率設(shè)為零，三相異步電動(dòng)機(jī)就進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，然后停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并電磁抱閘。重錘提升在零位，等待可編程控制器發(fā)出下料信號(hào)。2