转底炉控制系统的设计及应用

发布时间：2017-06-21 22:14

  本文关键词：转底炉控制系统的设计及应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：全球钢铁企业每年产生数量庞大的含铁粉尘,难以回收利用,不仅造成资源浪费,还对环境造成严重污染。近些年来,国内外学者对含铁粉尘的有效利用展开了大量的研究,在众多处理含铁粉尘的技术中,转底炉技术凭借其能耗低、金属化率高等优点得到了广泛应用。转底炉技术主要要求对炉温和炉压进行控制。由于转底炉工作过程中的随机干扰因素较多,且整个系统具备强耦合、大惯性及非线性等特性,因此系统的精确数学模型较难建立,传统的控制策略已很难满足控制需求。本文以重庆中冶赛迪集团的某转底炉项目为背景,对转底炉控制系统方面进行了相应研究。在此过程中,做了以下工作:(1)分别介绍了转底炉工艺及控制技术的国内外研究现状,针对工艺要求,阐述了转底炉燃烧系统和传动系统的设备及控制需求。(2)分别从转底炉控制系统的两个子系统(燃烧系统和传动系统)进行控制策略的研究。针对燃烧系统,分别采用了基于改进型双交叉限幅控制的炉温及炉氛控制策略和基于PID控制的炉压控制策略,此外,给出了转底炉实际运行中的空气、煤气流量补正关系式。针对传动系统,采用了基于时序(逆序启动、顺序停止)的控制策略。(3)分析研究了S7-400型PLC平台,在此基础上设计了转底炉自动化系统的L1级(基础自动化)硬件配置及网络架构,最后分别给出了燃烧系统和传动系统的各功能模块及程序实现。(4)完成了基于InTouch软件的监控画面设计,在此基础上给出了历史/实时趋势、报警管理、安全管理等功能模块。(5)最后分析了转底炉的实际运行结果。实际运行结果表明,转底炉的控制系统设计合理,主要运行参数满足技术指标。
【关键词】：转底炉 双交叉限幅 PLC InTouch
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X757;TF325
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题研究背景及意义8
• 1.2 转底炉工艺的发展概况8-9
• 1.3 转底炉控制技术的研究现状9-10
• 1.4 本文研究工作10-12
• 2 转底炉工艺设备及控制需求12-19
• 2.1 转底炉工艺流程12-13
• 2.2 转底炉的炉型结构13-14
• 2.3 转底炉系统设备及控制需求14-17
• 2.3.1 转底炉的燃烧系统设备及控制需求14-16
• 2.3.2 转底炉的传动系统设备及控制需求16-17
• 2.4 转底炉控制系统设计的总体要求17-18
• 2.5 本章小结18-19
• 3 转底炉燃烧系统和传动系统的控制策略19-26
• 3.1 燃烧系统的控制策略19-25
• 3.1.1 炉温及气氛控制19-23
• 3.1.2 空燃比23
• 3.1.3 炉压控制23-24
• 3.1.4 空气、煤气流量补正24-25
• 3.2 传动系统的控制策略25
• 3.3 本章小结25-26
• 4 基于PLC的转底炉控制系统的设计26-46
• 4.1 STEP 7 编程软件概述26-28
• 4.2 转底炉自动化系统网络架构及硬件配置28-30
• 4.2.1 系统网络架构28-30
• 4.2.2 系统硬件配置30
• 4.3 转底炉燃烧控制系统的设计与程序实现30-40
• 4.3.1 检测、控制项目30-32
• 4.3.2 转底炉燃烧控制系统功能32-36
• 4.3.3 转底炉燃烧控制的程序实现36-40
• 4.4 转底炉传动控制系统的设计与程序实现40-45
• 4.4.1 转底炉传动控制系统功能40
• 4.4.2 转底炉传动控制的程序实现40-45
• 4.5 本章小结45-46
• 5 转底炉控制系统的上位机监控系统设计46-57
• 5.1 In Touch组态软件概述46
• 5.2 画面系统46-53
• 5.2.1 画面布局46-47
• 5.2.2 转底炉系统画面47-53
• 5.3 历史/实时趋势53-54
• 5.4 报警管理54-55
• 5.5 安全管理55-56
• 5.6 本章小结56-57
• 6 转底炉控制系统主要参数的控制效果及分析57-60
• 6.1 炉温控制效果及分析57-59
• 6.2 炉压控制效果及分析59
• 6.3 本章小结59-60
• 7 总结与展望60-61
• 7.1 总结60
• 7.2 展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-64
• 附录64
• A．作者在攻读硕士学位期间发表的论文64
• B．作者在攻读硕士学位期间参与科研项目64

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周渝生;郭玉华;许海川;谢国海;;我国转底炉工艺技术发展现状与前景浅析[J];攀枝花科技与信息;2010年04期

2 朱荣;任江涛;刘纲;万天骥;徐萌;;转底炉工艺的发展与实践[J];北京科技大学学报;2007年S1期

3 殷惠民;;用转底炉法处理钢铁厂尘泥[J];江苏冶金;2008年06期

4 何鹏;许海川;;日钢2×20万吨转底炉生产实践[J];环境工程;2011年S1期

5 张鲁芳;;我国转底炉处理钢铁厂含锌粉尘技术研究[J];烧结球团;2012年03期

6 王敏;薛逊;曹志成;王静静;古明远;;转底炉直接还原工艺的应用及发展趋势[J];天津冶金;2013年01期

7 胡俊鸽;杜续恩;周文涛;;工业化转底炉炼铁技术的现状及评述[J];烧结球团;2013年01期

8 赵金生;;引进转底炉及其应用[J];铸锻热;1993年02期

9 佘雪峰;王静松;韩毅华;张欣欣;薛庆国;;转底炉直接还原工艺综合数学模型[J];北京科技大学学报;2013年12期

10 王广;薛庆国;孔令坛;;转底炉珠铁工艺及其在中国的应用前景[J];中国冶金;2013年12期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 唐恩;李先旺;范小刚;李菊艳;王小伟;;转底炉关键技术解析[A];2013年全国冶金能源环保生产技术会论文集[C];2013年

2 孔令坛;;试论转底炉的功能[A];2006年中国非高炉炼铁会议论文集[C];2006年

3 段东平;韩宏亮;周娥;李婷;;转底炉工艺珠铁形成机理的研究[A];第十七届（2013年）全国冶金反应工程学学术会议论文集（上册）[C];2013年

4 孔令坛;任大宁;;转底炉冶炼珠铁新工艺[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集（报告与分会场特邀报告）[C];2009年

5 翁荣平;;马钢转底炉系统试生产过程的实践摸索[A];2011年全国冶金节能减排与低碳技术发展研讨会文集[C];2011年

6 吴道洪;曹志成;贾岩;;低品位、难选冶、复合矿和冶金固废蓄热式转底炉直接还原及综合利用技术[A];2012年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集（上）[C];2012年

7 曹志成;王欣;薛逊;吴道洪;;含锌粉尘转底炉直接还原及工程化[A];2014年全国炼铁生产技术会暨炼铁学术年会文集(上)[C];2014年

8 孔令坛;郭明威;;我国第一台金属化球团转底炉[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

9 周渝生;张友平;;转底炉直接还原炼铁工艺的发展[A];2006年中国非高炉炼铁会议论文集[C];2006年

10 韩宏亮;段东平;陈思明;李婷;;转底炉珠铁工艺处理高磷鲕状赤铁矿的研究[A];2012年全国冶金物理化学学术会议专辑（下册）[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 尹刚;莱钢与北科大就转底炉项目开展合作[N];中国冶金报;2007年

2 郭玉华 齐渊洪 王海风 周继程;着力突破技术“瓶颈” 高效发挥转底炉功效[N];中国冶金报;2010年

3 唐恩 李先旺 范小刚 李菊艳 王小伟;转底炉关键技术解析[N];世界金属导报;2013年

4 尹刚;山钢集团莱钢转底炉点火烘炉[N];中国冶金报;2010年

5 刘文权;转底炉技术发展和市场前景分析[N];世界金属导报;2013年

6 孔令坛 朱荣 郭明威 万天骥;我国第一台金属化球团转底炉成功投产[N];世界金属导报;2007年

7 广文;山西瑞拓转底炉金属化球团生产线试产成功[N];中国冶金报;2006年

8 盖鑫磊 摘译;如何有效回收利用尘泥？[N];中国冶金报;2006年

9 张伟　王再义 张宁 王相力;透视ITmk3炼铁新工艺发展历程与技术特点[N];中国冶金报;2011年

10 王迅;攀钢三条中间试验生产线同时开建[N];中国有色金属报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 徐萌;转底炉煤基热风熔融炼铁工艺的基础性研究[D];北京科技大学;2006年

2 刘松利;钒钛铁精矿转底炉直接还原—电炉熔分工艺与理论研究[D];重庆大学;2010年

3 胡途;钒钛磁铁精矿转底炉多层球还原基础研究[D];重庆大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 许帅;转底炉熔池出铁模型的传热计算与热工设计[D];东北大学;2014年

2 张琼丹;转底炉控制系统的设计及应用[D];重庆大学;2016年

3 甘宇栋;转底炉工艺形成珠铁的机理研究[D];河北联合大学;2013年

4 李国亮;转底炉均匀布料的离散元模拟及实验研究[D];湘潭大学;2011年

5 王乙生;转底炉布料试验系统结构及运动参数控制的研究[D];中南大学;2012年

6 付国伟;异步电机矢量控制在转底炉炉床转动中的研究[D];西华大学;2014年

7 苑鹏;生物质用于转底炉直接还原工艺的研究[D];华北理工大学;2015年

8 华朋;基于InTouch的某钢固废处理监控系统设计与实现[D];重庆大学;2015年

9 赵春龙;莱钢股份转底炉工程施工项目管理[D];长安大学;2015年

10 王贤君;转底炉处理冶金含锌尘泥的理论分析及实验研究[D];重庆大学;2012年

  本文关键词：转底炉控制系统的设计及应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：470080