脱硫施工技术总结.docx

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脱硫施工技术总结

施工技术总结

业主名称：

工程名称：

工程地点:

铁水脱硫预处理是实现现代化炼钢厂优化生产工艺流程即：

铁水脱硫预处理——顶底复吹转炉——炉外精炼——全连铸和热送热轧的工艺路线的重要环节，作为新建的大型现代化钢厂，铁水预处理已经成为不可缺少的一部分，对于钢种的开发、钢材质量的提高起到重要的作用。

所以本工程的铁水预处理主要为铁水脱硫。

在本工程中铁水预处理设备由钢结构平台、扒渣站设备和KR脱硫设备组成。

一、技术规格说明

脱硫铁水直接进转炉，即一炉一罐；铁水实现全量处理，铁水脱硫系统铁水的处理能力和节奏应与转炉生产铁水需求量和生产节奏相互匹配。

系统设有二个脱硫处理工位，两个扒渣（吊罐）位。

处理、扒渣、吊渣横向布置于加料跨，出渣线与铁水线垂直布置。

1.1铁水条件

CSI

S

T

4.1~4.3％0.030~0.70％

0.080~0.150％

12800C~13100C

1.2脱硫规模

根据转炉炼钢要求，脱硫规模为120万吨/年。

1.3脱硫剂与脱硫方法

根据生产品种质量要求，已经取得的生产实践经验和掌握的生产技术，为尽快达到很好的脱硫效果和先进的技术经济指标，决定采用机械搅拌法脱硫，先用氧化钙作脱硫剂。

二、机械设备规格及说明

2.1铁水倾翻车

2.1.1主要功能

●用于承载脱硫铁水罐，实现脱硫铁水在扒渣位（吊罐位）、脱硫位这间的转移；

●具有倾翻功能，实现扒渣机对铁水包进行扒渣；

●定位控制采取地面接近式行程开关定位，并带有机械极限限位装置；

2.1.2传动形式

电动自行式，在5~25m/min速度范围内变频调速驱动；

在车上带铁水罐液压倾转装置，液压系统工作介质为：

脂肪酸脂。

2.1.3结构型式

重型钢结构，由车架，倾翻座架、行走轮、驱动装置、液压倾翻装置、供电控制装置组成。

●车架：

由厚钢板加工连续焊接而成，用于承载钢包及铁水重量，承载重量为140t,并考虑了铁水罐按1.5位的冲击载荷，具有足够的强度和刚度，保证长时间高温条件下使用永不变开形

●倾翻座架：

由固定齿条，倾翻齿条组成，采用高强度合金钢锻造、加工、热处理而成。

固定齿条每边一片，牢固焊接在车架上，二片倾翻齿条能过横梁连为一体，与固定齿条牢固啮合，通与与液压缸连接实现铁水罐倾翻。

固定齿条与倾翻齿条的齿面和结构形式经计算机严格计算，保证钢包座落在倾翻齿条上，在0-40度倾翻过程中，铁水罐重心始终落在齿条作用点后面，从而保证铁水罐倾翻安全可靠。

●供电控制装置：

由变频器、动力电缆、屏蔽控制电缆、配重式电缆卷筒、操作台、就地操作箱组成。

1台变频器分别控制车上的电机，电机设置底座，要求便于检修维护，实现铁水罐车在5~25m/min范围内无级高速行走；动力电缆、屏蔽控制电缆各一道包裹在一起，一端与电缆卷筒端子箱连接，另一端通过铁水罐上的端子箱接到各控制点上，电缆卷筒设置在7.000平台下。

2.1.4技术参数

●数量：

2台

●载重量：

140t

●冲击载荷：

210t

●运行速度:

5~25m/min

●轨道中心距：

3200mm

●最大倾转角度：

400

●铁水罐倾翻角速度：

0.7rpm（可调）

●行走电机功率：

45kwx1，AC380V

●液压电机功率：

22kwx1,AC380V

●电磁阀回路：

DC24V

●声光报警：

DWJ-10，AC220V

●油箱容积：

1000L

●轨道:

QU120

2.2电动渣盘车

2.2.1主要功能

●用于承载脱硫渣：

●实现脱硫渣在炉渣跨和扒渣位之间的转移。

2.2.2基本型式：

电动自行式，单速运行，带制动装置。

2.2.3结构型式：

重型钢结构，由车架，行走轮、驱动装置、供电装置组成。

●车架：

由厚钢板加工连续焊接而成，用于承载渣盘及脱硫渣重重，最大承载重量为50t,并考虑了渣盘的冲击载荷，具有足够的强度和刚度，保证长时间高温条件下使用永不变形。

●行走轮：

铸钢件表面热处理。

●驱动装置：

采用1台电机驱动，电机布置在车架后端下部，驱动形式；后轮驱动，电机通过减速机作用在一根长轴上，保证行走主动轮受力均匀，渣盘车运行平稳。

●供电控制装置：

由动力电缆、控制电缆、力矩马达电缆卷筒、操作台、就地操作箱组成。

动力电缆和控制电缆一道包裹在一起。

2.2.4技术参数：

型式：

电动自行式

数量：

2台

载重理：

50t

运行速度：

~12m/min

轨道中心距：

3000mm

2.3扒渣机

扒渣机是用于铁水包扒渣的机械设备，扒渣机安装在平台的支撑框架基础上，正对着倾翻的铁水包。

2.3.1设备组成

扒渣机是通过扒渣小车行走和回转、扒渣臂倾动三个动作合成实现扒渣。

扒渣机由扒渣机小车、回转机架、底座、扒渣臂、扒渣小车行走装置、扒渣臂回转及倾动机构、拖链及接近开关等组成。

底座：

由用Ｈ型钢焊接而成，与基础接触面较大，约3000mm,比较坚固和稳定。

底座上部设有回转支承，回转支承为单排球式外齿传动，采用国标先进的四点接触式结构，既能承受轴向力、径向力，又能承受倾覆力矩，底座还设有回转极限挡座。

回转机架：

由机架、导轨架、扒渣小车进、退传动装置及回转传动装置等部分组成。

机架：

焊接结构件，中下部与底座上的回转支承内圈相连接，可随回转支承回转。

机架与导轨架焊接成一体，导轨架中设有导轨，导轨架与导架为螺栓连接，导轨磨损后更换比较方便。

行走装置：

由液压马达通过链轮、链条传动，尾轮固定在旋转框架的前端，链条两端固定在扒渣小车上，并设有张紧装置，可调节链条松紧。

在旋转框架中部一侧设有回转传动装置，由液压马达驱动，通过齿轮，两侧设有四个导向轮，可有效地保证运动平稳，避免小车左右摆支。

扒渣臂：

由扒渣头、扒渣杆、扇形架和双向液夺压缸组成，扒渣头与扒渣杆用螺栓连接，更换方便。

双向液压缸由升降液压缸和打渣液。

2.3.2技术参数

数量:

2台

扒渣机行程:

4500mm

小车运行速度：

0.8~1.2m/s

小平扒渣力：

>1.5t

垂直破渣力：

>1t

扒渣臂回转角底：

-100~450

扒渣臂上扬角度：

20

2.4搅拌及升降系统

搅拌及升降系统主要由搅拌器、升降小车、搅拌器驱动装置、升降导轨及框架、小车定位夹紧装置等组成。

该设备的特征说明如下：

●通过双卷筒电动卷扬机和两条钢丝绳实现车架的升降。

●车架的升降滑轨采用机加工轨道。

●作为耐热保护措施，对主轴承和搅拌头苡部进行氮气冷却。

●用双电机变频摆线针轮减速机装置驱动主轴，主轴带动搅拌头

●用双电机变频摆线针轮减速机装置驱动主轴，主轴带动搅拌头旋转。

●利用编码器测量搅拌头浸入深度。

通过输入液位测量值，自动控制搅拌头工作位置。

控制精度误差：

上升＜=10mm;下升＜=30mm

●通过压头实现钢丝钢丝绳张力检测。

●设计时考虑悬挂电缆的方式。

●在等待位设置一个清零点；

2.4.1升降小车及旋转驱动装置

升降小车携带搅拌器上下运动，由钢结构组成，本体为圆柱形。

小车框架起主要支承作用，框架上下四角安装有导轨轮及夹紧装置。

四个导轨轮安装在对角线平面内，导轨轮支承座与安装臂之间设有弹性橡胶垫，以便导轮在任何位置都可以与导轨紧密接触。

小车框架内部装有如下装置：

电机、减速机、旋转接头、轴承、施转主轴。

变频调速电机通过减速机带动旋转主轴，旋转主轴与搅拌器相联。

采用双电机驱动。

采用双电机驱动（单台电机具备搅拌能力）。

减速机采用双输入轴的摆线针轮减速机。

该类型减速机特别适合低速重载，可以实现5年以上免维护。

自带润滑系统。

输出轴密封采用进口密封件。

小车框架上部装有滑轮（或钢丝绳固定轮）。

与升降小车相连的钢丝绳通过定滑轮与卷扬机相连。

主要参数：

●小车升降速度：

3~12m/min

●小车升降行程：

~7m

●搅拌电机参数：

双电机：

110KWX2，四极变频电机

●减速机输出转速：

10~120r/min

●主轴最大旋转扭矩：

24KNm

●辅件：

电机带风扇强制冷却

●减速主轴承润滑装置：

手动加油

2.4.2升降导轨及框架

该部分由型钢（厚壁方管300x300x10及槽钢30#）组成框架结构，框架由下向上穿越各层平台，为保持框架的结构稳定性，其与顶部和底部的两层平台相连。

两套导向的导轨安放在框架内部的两个对角，支承升降小车上下运行。

另外两个对角安装有防止小车在搅拌时发生旋转的扭力导轨。

扭力导轨旁设置有安全锁抚挂块。

安全锁挂块间距200mm，框架上部装有滑轮，与升降小车相连的钢绳由此与卷扬机相连，在框架内不同高度上还装有四个行程开关，以控制搅拌器升降位置。

上下位置用旋转编码器检测。

2.4.3定位夹紧装置

定位夹紧装置由四个油缸及伸缩装置组成，二个一组分别安装在升降小车框架的上下部。

液压缸轴头前部装有定位块。

当小车停止后，液压缸推动定位块与导轨接触并压紧，以防止搅拌器旋转时，因小车导轨与升降小车之间的间隙而晃动。

同时，夹紧装置也是安全锁。

当定位块升出时位导轨的安全锁挂块上方，使小车不能下滑。

液压缸动力由液压站提供。

主要参数：

●液压缸工作压力：

12MPa

●液压缸缸径：

Φ63

●液压缸行程:

70mm

2.4.4升降小车紧急提升装置

用于停电时紧急提升搅拌头，以便铁水罐车能够开走。

采用气动提升装置，由气动马达，减速机、离合器等组成。

由于很少使用，离合器采用手动方式。

主要参数：

●气动马达功率：

11KW,转速：

2000rmp

●提升速度：

0.5~1m/min

2.4.5搅拌头

主要参数：

●型式：

钢结构十字形搅拌头，外部浇注耐火材料

●长度：

2800mm

●搅拌头长边1100mm.

搅拌头叶片有一定倾斜度，以便旋转时产生翻滚流动，增加搅拌的有效强度。

2.4.6活动翻板平台

主要由活动平台、液压缸组成。

用于更换搅拌头时，操作人员在此平台上拆装搅拌头连接螺丝。

液压缸径：

Φ60

工作压力：

120Mpa

2.4.7搅拌头更换小车及轨道

用于搅拌头更换时，运输搅拌头进出工作位。

由平板车、轮轴、减速机、电机等组成搅拌头更换小车。

由固定轨道和移动轨道组成整体轨道。

其中，移动轨道安装在移动盖板上。

移动盖板通过气缸可以打开和盖住平台上搅拌头通行的圆孔。

此盖板另一作用是减少除尘风量，同时防止灰尘飞扬，避免升降小车受到高温铁水的热辐射。

主要参数：

●电机：

3KW,1500r/min

●轨距：

1400mm

●气缸：

Φ125/Φ80-700

●数量：

1套

2.4.8搅拌头烘烤器一台

用于新制搅拌头的烘烤，电加热。

外罩由对开式，上小下大的圆柱形保温结构构成，方便搅拌头的进出。

烘烤器自带控制箱，自动控制烘烤温度。

主要参数：

●加热功率：

9KW

●加热温度：

3500C

2.5脱硫剂输送装置

2.5.1活性石灰料仓

主要参数：

●数量：

1套

●容积：

60m3

●材料：

碳钢Q235-A

●活性石灰的供给速度：

大约400kg/min

●保护气体：

氮气

●氮气工作压力：

10pa

●整个装置通过四个传感器装在支座上，并称得重。

2.5.2布袋式除尘器

●数量：

1套

●材料：

碳钢Q235-A、过滤布（过滤面积约25m2）

●组成：

由碳钢外壳、过滤布袋、脉冲反吹、机械振打系统组成。

、

2.5.3气动（N2）插板阀

由阀壳、阀板、气缸等组成，具有动作灵敏、安全、易于控制，数量1套。

2.5.4料仓旋转给料器

该装置由电机，减速机，旋转给料器组成。

主要参数：

●数量：

1套

●给料能力：

2.2~10t/h,变频调速，马达功率；3KW

2.5.6锥形阀

锥形阀由阀体，气缸，阀板，气动系统组成。

气动系统包含气动三大件和电控换向阀。

气源由车间氮气管道提供。

数量：

1套

2.5.7给料装置

给料泵由泵体，流态化床装置，氮气管，送料管等组成。

整个装置通过三个传感器吊挂于支座上，并称重。

主要参数：

●数量：

1套

●有效容积：

1.5m3

●压力：

0.5~0.6Mpa

●给料速度：

400~600kg/min

●称重范围：

0~1000kg,称重精度:

0.5％

2.6液压系统

主要给升降小车上的定位装置，维修翻板的液压缸、活动烟罩升降、下料溜槽、扒渣机提供动力源。

该液压系统通过恒压变量液压泵、蓄能器、三个液压阀台分别向夹紧装置液压缸，翻板轨道液压缸、翻板平台液压缸、扒渣机提供液压动和。

液压泵为两用一备，自动投切。

液压阀台有比例阀电磁换向阀，双液控单向阀，双单向节流阀等组成。

该系统设置有一个油箱及其附件，一套循环冷却带双过滤装置，电控制阀采用力士乐产品，液压泵采用力士乐或派克产品，油箱、液压管线全部采用不锈钢管，液压缸采用优瑞纳斯产品，为防止事故发生，系统还设置了压力继电器。

主要技术参数：

●恒压变量泵：

3台（两用一备）

●装机功率：

37KWX3

●额定压力：

16Mpa

●工作压力:

12Mpa

●流量：

260L/Min

循环系统：

●功率：

4.5kw

●工作压力:

1.0Mpa

●流量：

120L/min

●液压介质：

脂肪酸脂

2.7脱硫除尘罩及管道

脱硫站的除尘点三个，分别为两个扒渣位，二个搅拌位。

除尘收集系统由搅拌、扒渣位烟罩、除尘管道部分组成，为全钢结构，烟罩内喷打结料。

在搅拌和扒渣位正上方设有各自的除尘烟罩及管道，最后汇聚厂房主管道。

三条管道上有稳中有各自的开闭电动阀门，与搅拌和扒渣操作联锁，当搅拌或扒渣操作时，其对应的阀门打开，反之则关闭。

2.7.1扒渣位提升烟罩

采用卷扬机提升。

扒渣时，卷扬机放下烟罩；扒渣结束，吊包时，烟罩被拉起。

通过回转支座何证活动烟罩旋转自动，在上下极限位处有限位装置保证设备安全可靠。

卷扬机功率：

11KW

卷扬机提升力：

5t

2.7.2脱硫搅拌位活动烟罩

采用两个油缸通过滑轮组对活动烟罩进行升降，活动烟罩升降通过导向轨道滑动，避免摆动。

油缸型号：

HSGF型液压缸缸径125d=63s=400

三、脱硫电气设备规格及说明

3.1概述

技术文件所述的设备和功能是根据在类似应用的工厂中所获得经验的基础上编制的，我们的目标是提供最适合本项目技术要求的设备，满足各工艺设备的控制功能，保证控制系统的完整性、先进性、可靠性、开放性、合理性和可扩展性。

3.2低压供配电

3.2.1概述

脱硫站低压供配电系统采用三相四线制，380v/50HZ,由转炉低压供配电系统供电，脱硫站设两路进线电源互备，保证脱硫设备的连续供电。

其设计原则有如下几点：

（1）配电电压等级

AC220V/50HZ：

PLC电源、工控机电源、仪表电源、照明电源、控制电源等

DC24V：

PLCI/O信号模块电源、电磁阀电源等

（2）停电措施

重要用电设备：

采用不间断电源UPS供电，电池持续供电输出时间不小于30min。

UPS主要供电负荷为电气仪表等重要设备（如PLC、操作站计算机、重要仪表等）。

事故照明：

采用带有内部蓄电池的应急照明灯具照明，持续供电时间不于30min，平台设置检修配电箱，照明系统选用新光源节能型灯具。

（3）进线柜:

宽x高x厚=800mmx2200mmx600mm

3.2电气设备

3.3.1针对设备不同的特点和工艺要求，具体原则如下：

1）电机采用佳要斯电机。

2）所有用电设备采用MCC配电控制。

3.2.2马达控制中心

MCC用于完成对恒速电机的投切、保护、隔离和配电功能，MCC柜内主要无器件包括空气开关，电机保护器，接触器和继电器。

所有出线连接到带有标志的端子上。

柜上的水平母线布置在柜上部的母线室内，母线室与安装元件部分有绝缘板隔开。

柜内元器件：

施耐德产品：

柜体防护等级：

IP30

柜体外形尺地：

MCC柜：

宽x高x厚=800mmx2200mmx600mm

3.2.3操作台

（1）脱硫站中央控制室操作由2台监控主机和1台打印机组成。

每台监控主机分别包括21英寸彩色液晶显示器、标准键盘、鼠标、UPS电源等；其中监控主机一台为工程师站，另一台为操作员站。

在中央控制室能够显示整个系统的工艺流程、各类工艺参数的实时数据和机泵的运行状态；对于重要的工艺参数采用定值控制系统，进行自动控制；能够定时或及时打印多种规格的生产报表；可以及时显示参数越限，生产事故或系统故障信息；具有自诊断功能，并提供丰富的操作指导信息；能够显示历史趋势，易于操作和维护；可靠性

操作台面上设置急停按钮、铁水车行走和停止、搅拌头升降、液压站启动停止、搅拌头旋转、夹紧松开、给料、烟罩上升、下降等按钮。

操作台的指示灯、按钮、选择开关等元器件选用施耐德产品，不锈钢台面。

操作台外形尺地：

长x宽x高=2200mmx800mmx750mm

（2）扒渣机操作台上实现铁水罐行走操作（含急停）、铁水罐倾翻和回位操作（含急停）、渣盘车的行走操作、扒渣操作、扒渣机除尘阀的开关操作等。

脱硫操作室内操作台上设铁水罐车的渣盘车三车操作转换开关，扒渣机两地操作转换开关。

3.2.4机旁操作箱

现场各主要单体设备旁设置机旁操作箱。

机旁操作箱上的指示灯、按钮等元器件选用施耐德产品。

机旁操作箱主要用于各单体设备的检修和调试。

脱硫站设置的操作箱主要有：

铁水罐翻车操作箱（两）个；渣盘车操作箱（两）个；搅拌头升降、锁紧操作箱；搅拌头更换操作箱；测温取样操作箱；扒渣机操作箱（两个）。

3.2.5电气传动控制

电气传动采用交流传动，脱硫站中搅拌头升降、搅拌头旋转、铁水罐车行走、旋转给料器采用交流变频调速装置控制，变频器采用DP总线方式与PLC进行通讯。

（1）搅拌并没有升降、搅拌头旋转变频器采用西门子6SE70系列变频，要求转速电流双闭环控制，实现电机速度和转矩的精确控制。

（2）车辆控制、旋转给料器变频器采用西门子6SE70系列，现场加装接触器应急控制（正、反转有延时启动），作为事故状态下车辆的运行控制。

脱硫铁水倾翻车行走采有一台45KW变频电机驱动，一台55KW交流变频装置调速控制行走速度5~25m/min,实现铁水倾翻车的变速行走、启停控制和精准定位。

（3）扒渣机系统（含扒渣机液压站）为国内可靠厂家成套供货，扒渣机在扒渣机操作台上操作。

铁水罐倾翻系统成套供货，卷扬升降控制采用编码器反馈电机速度做闭环控制。

搅拌头旋转采用2x110KW变频电机驱动，通过电机尾部的编码器实现搅拌头旋转的速度精确控制。

脱硫剂旋转给料器采用1x3KW变频电机驱动，通过配料时先快速后慢速再停止的变速控制算法实现脱硫剂精准配料。

（4）其它恒速电机采用马达控制中心方式控制。

3.3电气操作方法

（1）机旁手动方式：

设备保留必要的连锁关系，在机旁操作箱上操作设备。

（2）集中手动方式：

设备加上所有必要的连锁关系，在操作站计算机或操作台上操作设备（必要时可画面上解除连锁条件）。

（3）集中自动方式：

相互关联的设备都处于自动状态时，各设备之间互相连锁自动动作，在无故障的情况下无需人的干预（必要时必可人工干预）完成所有相关的操作动作。

3.4电气室、操作室各设置一个

3.5防雷与接地

防雷接各系统均按所属建、构筑物防雷类别及其规程规范设置防雷接地装置，对于必要的设备和管道考虑防静电接地。

电气系统设总接地网，与现有接地电气系统连通。

在电气室的进线柜、配电柜、MCC柜，根据系统的要求设有专的接地小母排（如总接地网上；电气设备所有不带电的金属部分如：

托架、导管、支架等都接入总接地网上；电气系统接地电阻不大于4欧姆。

为了提高PLC系统的抗干扰能力，PLC系统采用单独接地，其接地电阻不大于1欧姆。

3.6照明、电缆敷设和防火措施

3.6.1照明

脱硫站电气室，操作室照明采用三相四线制，电气室和操作室一般照度为200lx,休息室、液压站和局部加强照明照度为150lx,脱硫平台照度为100lx。

脱硫平台照明采用节能型金属卤化物灯。

3.6.2电缆敷设

根据规范，电缆敷设采用部分阻燃电缆桥架、部分普通桥架、穿管明敷和穿管暗敷相结合的方法，电缆配线敷设路径应尽量避免通过有爆炸、火灾危险及高温高热区域。

高温区采用耐高温电缆；其它区域采用阻燃电缆，其余电缆选型按相关国家标准执行。

3.6.3电气防火措施

对用电负荷、电缆自身发生的过电流及短路故障，采用线路保护装置进行过负荷和短路保护。

电气室、操作室等电缆出入口处采用防火隔板、防火堵料加以封堵。

电气室、操作室按国家标准设置火灾报警装置，并根据负荷情况设置手动灭火装置。

对于易燃易爆场所，电气设计要按照防爆规范进行设计。

3.7过程检测和控制系统设备规格及说明

3.7.1设计原则

本设计充分考虑与炼钢厂现有控制系统的关系。

体现在以下几点：

（1）脱硫设施控制系统实现一级控制功能，其基础自动化控制系统是炼钢厂自动化控制系统的一部分，控制系统的仪控的电控完全一体化。

（2）脱硫设施基础自动化控制系统具有与转炉炼钢过程计算机系统通讯的接口，完成铁水预处理过程控制所需的数据交换，并预留与二级控制系统的通讯接口。

（3）检测仪表装备与转炉炼钢厂现有装备水平一致，仪表选型以先进、可靠、适用为原则。

仪表一切信息均在工作站上显示，变送器输出选用4~20MA信号，且PLC柜提供一次仪表电源；搅拌头升降钢丝绳张力具有报警功能，并在主控室设声光报警。

3.7.2基础自动化控制系统的配备和选型

为脱硫设施配备以PLC为核心的基础自动化控制系统。

PLC包括控制器和所需的I/O模块、操作站及其软件和外围设备、PLC和操作站的编程软件、通讯模块和通讯电缆。

（1）PLC的配电方案：

根据工艺特点，整个一套脱硫设施配备一套PLC。

（2）在主操作室配备两套操作站。

（3）I/O机架和I/O模块PLC柜内集中安装（根据具体情况设置张要的远程站）。

PLC系统和监控系统在设计时充分考虑容错、开放性、安全性、扩充性、维护方便等；HMI具有报警、报表、历史数据查询、操作记录查询等功能；

（4）PLC和上位机都采用UPS备用电源，UPS选用山特产品，上位机采用台湾研华产品；上位机通讯由工业以太网实现；交换机采用摩莎产品。

主要过程工艺参数进入计算机系统，实现过程自动控制。