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尤克强
(鞍钢设计研究院 114021) ［摘 要］ 文章全面介绍钢水真空处理的控制系统构成，重点论述蒸汽泵抽真空、真空室加热、 顶枪控制、合金料投入等控制子系统的控制策略。
［关键词］ 真空处理 配比控制 串级控制 真空曲线 升温曲线
一 前言
真空冶金技术的开发主要源于钢水脱气的需要。在钢水凝固过程中，氢在钢中的溶解度明显 降低，氢气沉积并以分子形式存在。这种氢气的沉积,明显降低钢材的质量。为了适应市场 对高质量钢材的需求，1998年初鞍钢决定引进德国梅索公司的RH-TB钢水真空处理技术。梅 索公司的RH-TB脱气工艺，主要有五项功能： 钢水脱氢
钢水脱碳
钢水中合金元素调整
真空室顶吹氧气强制脱碳
真空室顶吹氧气加铝升温
RH-TB钢水真空处理采用二级计算机控制系统。基础自动化包含电控和仪控，是电仪合一的P LC控制系统；二级自动化采用奔腾PC机，编制数学模型实现过程控制。
二 基础自动化控制系统
基础自动化的电控和仪控采用两台西门子公司的可编程序控制器S7-400和作为操作站的两台 工业PC组成。控制系统配置图从略。系统通讯采用工业以太网TCP/IP,操作台和现场控制单 元通过工业以太网联络，并以此实现与二级计算机通讯。
PLC系统收集现场仪表设备传输来的各种原始信号，经CPU处理后输出信号控制现场执行机构 ；同时将现场设备运行状态信号和数据送操作站监视。操作站在显示现场设备运行状态和数 据的同时，可以通过键盘和鼠标对现场设备和执行机构进行操作和控制。
操作站是人机联系接口设备，其彩色显示器可以进行7种画面（工艺流程画面、分组画面、 回路调整画面、报警画面、故障事故画面、趋势画面、显示画面菜单）的显示和控制。操作 者可以按键盘和鼠标调动各种画面进行监视，也可以通过键盘和鼠标下达操作命令，调节过 程参数，选择手动和自动控制方式等。
三 钢水真空处理的检测控制项目
RH-TB钢水真空处理的检测点为246点，控制回路为12个。另外的配套项目：水处理站和蒸汽 蓄热站，检测点80点，控制回路4个。现场仪表（包括控制阀）总共有400台。主要的检 测和控制项目分8个子系统叙述如下：
3．1 蒸汽泵抽真空系统
抽气真空主阀前后设有真空度检测，根据不同的真空度分段采用量程不同的4台绝对压力变 送器测量真空度。测量范围0～1200kPa，最小值可测得0.65kPa。同时还配一台水银真空计 用以校验真空度。系统设真空度调节阀1台，用以控制真空度。
蒸汽供应主管设有温度和压力检测，分汽缸各输出支管均有压力显示仪表。6台蒸汽真空泵 组成四级，配用3个喷水冷凝器，冷凝器各设置1支热电阻检测回水温度，冷凝器设置1台 浮球式水位计，用作水位高限报警。
回水贮罐的水位检测采用电容式水位计，监控贮水罐水位，并实现越限报警。3台回水泵出 口各设置1台压力开关。回水贮罐周围设有4台一氧化碳检测仪，当一氧化碳浓度越限时报警 ，保障人身安全。
废气排放管设置有温度、压力、流量检测；流量检测采用阿牛巴流量计。另外还设有氧气、 氧化碳和二氧化碳分析仪。浊环水设有温度和压力检测。
3．2 钢水罐旋转和举升系统
钢水罐处理位设有：钢水测温定氧仪（采用消耗式热电偶和氧化锆测头），测温范围400～1 760 ℃，定氧范围0～1000PPm；钢水定氢仪，测氢范围0～12PPm；钢水罐称重装置，检测范围0 ～300t，精确度为±0.5%。
3．3 真空处理供气系统
供气系统设有：蒸汽温度和压力检测；氩气、氮气、氧气、压缩空气压力检测；高压煤气、 低压煤气压力检测。
3．4 机器冷却水系统
冷却水系统设有：冷却水总管温度和压力检测；顶枪冷却进出口水温度检测和报警；顶枪冷 却进出口水流量及其差值检测和报警；烟道及冷却器9路冷却水的温度及流量开关；1号和2 号待机位真空室各5路冷却水的温度及流量开关；真空室干燥站4路冷却水温度及流量开关； 液压站冷却水温度及流量开关；事故水箱水位和温度检测。
