[科普中国]-高炉探尺

简介

探尺柜主器件为全数字交流变频器或直流调速装置。变频器必须为含力矩控制全矢量型，选用四相限工作制或加装制动单元制动电阻形式；直流调速装置一般选用四相限工作制。一般小型高炉两套探尺，大型高炉三套到四套探尺。高炉探尺分为高炉直流探尺和高炉交流探尺。

工作原理高炉内的料位随着炼铁生产的进行而不断变化，本产品对炼铁生产过程中高炉内部的料位进行监测，监测的原理是通过对卷扬机的控制，通过测控部分实现的。具体可分为放尺操作、扶尺操作及提尺操作三种工作方式。

(1) 放尺：高炉加料后,需要放尺以对料位进行测量.这一过程称为放尺操作.放尺时是重锤处于自由下落状态,同时抱闸保持松闸状态.此时电机产生的提尺力矩小于重锤的重力力矩,使重锤匀速下落，从而保证重锤到达料面时,不仅无倒尺现象发生,而且钢丝绳一直保持有一定的张力而张紧.

(2) 扶尺：当探尺到料面后，由于料面的支撑和电机弱矩收取的共同作用，使重锤只能随着料面的下行而下移，这即为扶尺操作。当发生塌料时，重锤也能很快的跟随上去。此时由编码器和测控仪表所测的数据即为料面的高度。当重锤随料面下行到设定料线时测控仪表将发出”到料线”信号,若此时装料过程已准备好,控制柜将转入提尺操作,否则仍然跟随料面进行检测,当重锤随料面下降至”下限”位时,控制柜将提尺操作以保护重锤不被烧毁.

(3)提尺：高炉加料时必须先将探尺重锤提起至”零位”,这一过程为提尺操作.提尺时,是对卷扬电机加给正向的直流电压,使电机以正常驱动功率驱动减速器,带动卷扬绳轮收取钢丝绳,使重锤上行,同时光电编码器随着绳轮作同步旋转,并将重锤的实际位置检测出来. 当重锤上行至零点时,测控仪表将发出”到零点”信号, 卷扬控制柜将要据此信号切断电机电源和抱闸电源,使重锤停在”零位”。

控制方式每个探尺在控制柜柜门都设有操作方式选择开关，包括：手动自动，提尺放尺,及相应指示等，可实现连续测量和点测料面。两个探尺可同时工作，也可以任选一个。手动方式可在柜门上操作，自动方式则由程序控制。

每放入高炉中一批料，探尺自动下放进行探料。料线到达设定值后允许放料，这时系统自动停止上料过程。放料之前，探尺必须提升到零位，以免料线探尺重锤被埋入料层内烧坏。探尺设最大探料深度保护，即当探尺探到深料面时，为保护探尺不被烧坏，要自动提尺，不论是否放料。探尺可随时手动提尺、放尺。

新型高炉探尺新型高炉探尺采用交流变频电机传动，高性能电流矢量型变压变频调速器驱动控制。 高炉探尺作为监视和控制高炉内料位的重要设备，其控制的关键点在于准确地进行料面跟踪。

1)保证探尺的重锤在下放过程中能均匀、顺畅、可控的下放。

2)重锤在下放到料面后，“浮”在料面上，重锤不倒不歪，随着料面的下降自动平稳地下降，即一直“浮”在料面上，保持力矩的动平衡。

3)探尺重锤可控稳定地快速提升。

4)探尺重锤可控、准确、平稳地停车。

故障判断探尺下放缓慢或不能下放

高炉结束放料，关闭下密封阀后，探尺开始下放，相应探尺在整个料线探测过程中一直未能下放到料面，大约只下放到料线的零点。根据趋势图反映出的情况再次试车，观察变频器检测的速度、转矩等参数，发现在这种状态下，变频器接收的速度编码器反馈的速度接近零，并且方向显示与提尺时相同。从控制原理分析，造成这种现象的原因只可能是电机抱闸和编码器反馈两方面问题。从提尺时的状况看，基本可排除电机抱闸问题。编码器反馈通道包括编码器本身、联轴器、线路及与变频器的反馈接口。造成此现象的原因不可能是编码器的联轴器连接问题，但可能是编码器及其线路的问题。更换新的编码器并检查线路后，此现象仍存在；更换变频器与编码器接口板后此现象消失，运转正常。

2台甚至3台探尺曲线突然上升

2台甚至3台探尺曲线突然上升，而实际上料线下滑并不明显，只有0.2m左右，这在实际生产中较常见。但是，如果几条料线出现幅度较大的同时下滑，那么高炉内必然出现了滑料或塌料现象，应该引起注意。

方波开始一段上端曲线成水平直线

每个近似方波的开始一段上端曲线成水平直线，不再有明显的斜率，该现象一般出现在探尺设备安装调试或更换坠砣后，方波顶部曲线成一水平直线，说明探尺坠砣在下放过程中速度过快导致倒砣甚至埋入炉料内。这时需增大放尺时变频器的力矩，根据曲线情况和变频器反映出的速度和力矩细调，直到料线趋势表现正常为止1。