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1、辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文）毕业设计论文 链篦机-回转窑球团烧结过程控制系统研究摘 要随着我国球团生产技术的不断发展，特别是在生产中链篦机-回转窑设备的比例不断的加大，设备大型化是目前国内外球团生产的一个重要标志，是未来球团发展的总趋势。结合实际本论文对链篦机-回转窑自动控制系统作了深入的研究，通过详细分析球团烧结的现场工艺、控制要求和过程特点，采用先进的自动控制技术完成球团烧结链篦机-回转窑自动化控制系统的设计。通过设计使现场工作人员可以及时了解生产状况,从而有针对性的调整生产工艺参数提高生产质量。结合鞍钢氧化球团生产工艺技术要求，应用西门子PROFIBUS-DP现场总线和以太网
2、技术实现链篦机-回转窑球团烧结过程自动化的硬件组态、网络配置、集中管理和自动化控制功能。此自动控制系统的软件设计采用模块化的设计思想，PLC控制系统采用STEP7来完成硬件的组态。在控制系统中组态软件采用WinCC 6.0进行系统的集成，以满足在实际生产中的需要。链篦机-回转窑球团烧结生产过程自动化系统的实施，提高了产品的产量和成品球团矿的质量，对提高球团企业的整体经济效益具有推动作用，同时为复杂工业过程控制提供了实用的方法。关键词： 球团烧结，PLC，WinCC 6.0，链篦机-回转窑Design of Grate-kiln Pellets Sintering Process Control
3、 SystemAbstractAlong with the development of domestic pellets production technique and unceasing proportion enlarge of grate-rotary kiln equipment, the large scale equipment is an important symbol presenting domestic and foreign pellet sintering plants, which is the general developing of pellets pla
4、nts. The paper carries through research on the grate-rotary kiln automatic control system based on the analysis the pellets sintering technology, the control request and process characteristic. The advanced automatic control technology is adopted to complete the pellets sintering control system desi
5、gn. The production condition is promptly understood by talk with the operators. The paper unifies the production technology request of the oxide pellets sintering process in Anshan iron and steel company to design systematic hardware configuration, network configuration, the centralized management a
6、nd the automation control function based on the Simens PORFIBUS field bus and the Ethernet technology. The design of systematic software adopts modularization concept. The system uses STEP7 to design PLC control system to complete hardware configuration. The configuration software uses WinCC 6.0 in
7、the control system to carry on the system integration in order to meet the actual production need. The implementation of the automated system of grate-rotary kiln sintering production process enhances the product output and pellet quality, raises the economic efficiency, and provides the practical m
8、ethod for the complex industry process control.Keywords：pellets sintering integrated，PLC，WinCC 6.0，grate-rotary kiln目 录摘 要IABSTRACTII1 绪 论11.1 球团烧结过程概述21.1.1 链篦机-回转窑氧化球团烧结工艺流程21.1.2 链篦机-回转窑-环冷机的检测和自动控制31.2 球团烧结主要设备及结构特点31.2.1 链篦机结构特点31.2.2 回转窑结构特点41.2.3 环冷机结构特点51.3 工业过程控制的发展与现状51.4 论文的主要研究内容与结构安排62.
9、1 PROFIBUS-DP现场总线过程控制系统72.1.1 PROFIBUS-DP概述72.1.2 PROFIBUS-DP网络结构与网络接口72.2 工业以太网技术82.2.1 工业以太网概述82.2.2 现场总线与以太网结合82.3 PLC在链篦机-回转窑自动控制系统中的应用82.3.1 STEP7编程软件概述82.3.2 链篦机-回转窑-环冷机控制系统的机架组态112.3.3 PLC控制系统实现的功能112.4 小结133.1 WinCC组态软件的体系结构143.1.1 用户接口和操作143.1.2 图形系统143.1.3 报警系统153.1.4 归档系统153.2 利用WinCC实现球团
10、烧结过程的实时监测153.3 小结20结 论21致 谢22参考文献23IV辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文）1 绪 论铁矿球团是20世纪早期开发出的一种细粒精矿的造块方法。它是富矿资源日益枯竭、贫矿资源大量开发利用的结果。随着现代高炉炼铁对精料的苛刻要求，以及钢铁冶炼短流程的兴起，球团矿在钢铁工业中的作用愈加重要。随着国际、国内市场的不断发展，对产品质量的要求越来越高。因此追求高质量的产品、低成本的消耗成为企业能否在激烈的市场竞争中立于不败之地的最首要的保证。我国钢铁企业的劣势之一是铁矿资源品质差，铁精矿质量低，成本高。企业在面对入世后钢材市场激烈竞争的局面，要求生存，求发展，在市场竞争
11、中立于不败之地，必须提高产品质量，降低生产成本，才能与国际市场接轨。我国球团生产发展在相当长时期内一直处于企业数量少、规模小、水平低，“小而散”的生产状态，所生产的球团矿品位低、冶金性能差、质量不稳定，无法满足高炉生产需要。随着我国炼铁工业逐渐形成的以高碱度烧结矿合理配用酸性球团矿为主要形式的高炉炉料结构的确立，促使球团矿成为高炉炉料的重要组成部分。近十多年来，我国球团矿生产得到较快发展，年产量达到3000万t，但仍仅占高炉炉料的10%左右，与国外高达50%甚至更高比例相比，相差甚远，我国球团生产具有良好发展前景。目前在我国链篦机-回转窑氧化球团装置的建成投产和多年的连续生产实践，为我国链篦机
12、-回转窑氧化球团的发展，提供了成熟的经验和可靠的技术依据1。生产中链篦机-回转窑设备的比例在不断加大,设备的大型化是目前国内外球团生产的一个重要标志，是未来球团工业发展的总趋势。针对链篦机-回转窑工艺球团烧结这样的复杂生产过程，自动控制的主要目标是稳定生产工艺状况，避免人为因素造成产品质量和产量的剧烈波动，确保生产能够获得最大的效益，这就对生产过程自动化控制提出了如下的要求：必须通过先进的计算机控制手段实现关键工艺参数的稳定化控制，保证生产产量和质量目标的实现，以获得最大的生产效益，这就是基于生产工艺目标要求的计算机控制问题。实现这一控制目标存在两方面的问题需要解决：复杂工业过程的关键参数稳定
13、化控制和这些参数的优化配置。解决第一个问题，可以降低生产过程的波动，确保生产的安全、稳定和持续运行；解决第二个问题，可以将系统维持在较优的状态，提高产品的产量和质量，提高生产效益。1.1 球团烧结过程概述1.1.1 链篦机-回转窑氧化球团烧结工艺流程链篦机-回转窑球团法是一种联合机组生产球团矿的方法2。它的主要特点是生球的干燥预热、预热球的焙烧固结、焙烧球的冷却分别在3个不同的设备中进行。而作为生球脱水干燥和预热氧化的热工设备-链篦机，它将生球布在慢速的篦板上，利用环冷机的余热及回转窑排出的热气流对生球进行鼓风干燥及抽风干燥、预热氧化，脱除吸附水和结晶水，并达到足够的抗压强度（300-500N
14、/个）后 直接送入回转窑进行焙烧，由于回转窑焙烧温度高，且回转，所以加热均匀，不受矿石种类限制，而且可以得到质量稳定的球团。1. 氧化焙烧系统经过链篦机预热后的球团通过铲料板和给料溜槽给人回转窑中，并在随回转窑沿周边翻滚的同时，沿轴向朝窑头方向移动。在窑头装有专门设计的双调节伸缩式喷煤管，通过煤管伸缩和一次风量变化控制煤粉燃烧的火焰形状和火焰长度。同时将环冷却机一冷段1100 热废气引入窑头罩，作为补充二次风。以保证窑内所需焙烧温度。球团在窑内主要受热辐射作用，边翻滚边焙烧，从而得到均匀焙烧。回转窑内球团焙烧温度1 2501300 ，球团在回转窑中停留时间约为30 min。焙烧好的球团通过回转
15、窑窑头罩内溜槽和固定筛卸到环冷却机受料斗内。2. 成品球团矿冷却系统环冷却机承担回转窑排出的温度近12501300 的热球团矿，其粒度为816 mm，FeO含量低于8，经过窑头罩固定将大块筛出后，通过环冷却机受料斗均匀布在环冷机台车上。球团矿在环冷却机上被冷却，正常冷却时间48 min，同时球团矿中剩余的FeO得到进一步氧化，最终使球团矿中FeO含量降低1以下，温度降到150 以下。环冷却机烟罩分四个区域，一冷段1100 热气通过受料斗上部窑头罩和平行管道直接回回转窑用于提高窑内气氛温度；二冷段760 热气流直接通过热风管道和沉降室返回链篦机预热1段烟罩，用于球团的干燥和预热；三冷段360 热
16、风由风机引至链篦机鼔风干燥段兑入冷风，对链篦机链床上的生球进行鼔风干燥；四冷段90105 废气通过环冷机上的烟筒直接排放。环冷机鼓风机通过风门自动调节冷却风量，控制回热风温度。1.1.2 链篦机-回转窑-环冷机的检测和自动控制1. 链篦机干燥预热系统链篦机干燥预热系统的检测和控制的项目有链篦机速度、料层厚度的检测和控制；链篦机-回转窑-环冷机速度联动比例控制；链篦机鼔风干燥段、抽风干燥段和预热段烟罩温度及其压力的检测与调节；鼔风干燥段、抽风干燥段和预热段风箱温度及其压力的检测；链篦机回水流量和进水压力的检测与显示。将检测信号送计算机和电气连锁。2. 回转窑氧化焙烧系统回转窑氧化焙烧系统的检测和控制项目有回转窑点火用
