VD技术协议.doc

项目名称：黑龙江建龙钢铁有限公司　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　西安重型机械研究所
双工位钢包VD真空脱气精炼炉成套设备

攀长特灾后重建项目炼钢连铸工程

双工位钢包VD真空脱气精炼炉

技　术　协　议

二○一二年五月

项目：攀长特灾后重建项目炼钢连铸工程
双工位钢包VD真空脱气精炼炉成套设备
黑龙江建龙钢铁有限公司（简称甲方、需方）和西安重型机械研究所（简称乙方、供方）就甲方新建双工位钢包VD真空脱气精炼炉设备的设计制造达成下述技术协议。

一、设备设计参数（甲方提供）
1.1、厂区地址及天气条件：
1.1.1　厂区自然条件：
厂区所处地貌单元为双鸭山坳陷盆地，场地地貌单元分属马蹄河河床、河漫滩、一级阶地和构造剥蚀丘陵，地形呈西高东低分布，最大高差为4.56m。根据中冶集团秦皇岛冶金设计研究院2003年8月提供的《双鸭山建龙钢铁有限公司（炼钢部分）岩土工程勘察报告》有关资料，地层自上而下可分为5层：
1) 耕土，灰褐~灰黑色，层厚0.20-1.70m
2) 粉质粘土，灰褐~灰黑色，层厚0.20-2.60m
3) 圆砾，褐黄~浅灰色，层厚0.6-4.10m
4) 含角质粘性土，灰黑色，层厚0.30-7.80m
5) 强风化泥岩（砂岩）：浅灰色~灰黑色，层厚0.5-4.70m
1.1.2　气象条件：
全年平均温度：4.6°C
最热月平均温度：22.2°C
最冷月平均温度：-17.2°C
极端最高温度：36°C
极端最低温度：-34.3°C
最热月平均相对湿度：78%
最冷月平均相对湿度：71%
平均风速：4—5m/s
最大风速：20—29m/s
基本风压：450Pa
基本雪压：700Pa
主导风向:夏季东南风，冬季西北风
年平均最大降雨量：554mm
最大冻土深度： 2200mm
1.1.3 　地震烈度
地震基本烈度为6度，按6度近震设防
1.1.4 　厂房条件：
钢水接受跨：跨度：24m，轨面标高：22m；
转炉跨： 跨度：14m，轨面标高：26m；
1.2、现有冶炼及连铸工艺参数、VD炉布置
1.2.1　转炉：
冶炼型式： 转炉—LF炉
炉容量： 2×60t
平均出钢量： 75 t
最大出钢量： 80 t
冶炼周期： 32min

1.2.2　80tLF钢包精炼炉
冶炼周期：～30min
1.2.3　连铸
一台6机6流R8米小方坯连铸机
一台6机6流R10.5方/圆坯连铸机
主要钢种
序号
品　　种
代表钢号
1
结构用无缝钢管
20、45、Q345、20Cr、40Cr、20CrMo、30-35CrMo、42 CrMo
2
流体用无缝管
20、Q345
3
高压锅炉管
20G、12 Cr1MoVG、15 CrMoG
4
石油裂化用管
20、12CrMo、1Cr5Mo
5
液压支柱用管
20、45、27SiMn
6
高压化肥设备用管
20、16Mn、12CrMo、12Cr2Mo
7
气瓶用无缝管
37Mn、34Mn2V、35CrMo
8
石油套管和油管
J55-T95（API5CT钢种）
9
管线钢管
X42-X70（API5L钢种）

1.2.4　VD炉布置按甲方要求
1.3、VD炉工艺设计要求
1.3.1　80t-VD炉的主要技术要求：
1.3.1.1　80t-VD炉设备的主要技术参数及要求：
1) 钢包：
钢包上口内径　　　　Φ3030 mm（未加高300mm的尺寸）
钢包额定容量　　　　80 t
钢包最大容量　　　　90 t
钢包最小容量　　　　70 t
钢包高度　　　　　　4300 mm（未加高300mm的尺寸）
钢包自由空间　　　　75 t钢水时 ≥ 800 mm
2) 真空泵
抽气能力　　　　　　≥　350 kg/h (67Pa，20℃)
工作真空度　　　　　≤ 67 Pa
泵口极限真空度　　　20 Pa
VD预抽真空时间　　 ≤ 5min (67 Pa)
1.3.1.2　对VD炉的工艺技术要求
1) 经VD处理后钢水要求钢水质量：
[O] ≤ 15 ppm
[N] ≤ 45 ppm　（平均脱氮率 ≥ 25%）
[H] ≤ 1.5 ppm
夹杂级别　A＋B＋C＋D ≤ 1.5
2) 精炼周期：
25 ~ 32 min (双工位)　低氮钢处理周期小于35 min
1.3.2　设备布置要求：
80t VD炉总体方案采用双罐单盖，罐体半高架固定不动，罐盖移动方案。
1.4、能源介质条件
1.4.1　氩气：
纯度 99.9 %
压力 0.5~1.2MPa
温度 常温
1.4.2　蒸汽：
蒸汽压力 0.8~1.0MPa
蒸汽温度 190~210℃ （过热蒸汽）
1.4.3　冷却水：
1.4.1.1　净环水：
水质标准：工业净环水
PH值：7～8.5 ；
硬度：＜10（德国度）；
压力：4～5kg；
进水温度：≤35℃；
1.4.1.2　浊环水：
压力： 4～5kg；
进水温度：≤35℃；
1.4.4 电源条件和电压等级：
供电电压：380V（主备两路）
电压波动范围：+10%～-7％
电源频率：50Hz
频率波动范围：50±1Hz
1.4.5　压缩空气：
压力：5～8kg

二、设备技术规格
2.1机械设备技术规格
2.1.1 真空罐
2.1.1.1设备技术描述
真空罐是钢制焊接结构件,主要由筒体、接渣盘、密封法兰、钢包座等组成。设备筒体采用20g制造。
真空罐与真空罐盖一起构成真空容器，钢液包就放置在罐里进行脱气处理。罐与罐盖间的密封靠O型密封圈，密封圈镶嵌在法兰的密封槽中；此处有特殊的设计，使得当罐盖升起移动时，密封圈处于水浸状态；以避免钢渣溅上烧损密封圈。当罐盖合上时，密封槽中的水自动排出。
真空罐内部设有二个具有导向功能的钢结构钢包座，用来在作业时支撑钢包，和方便钢包顺利进入并定位。
在罐底部设有三个接渣盘，用于承接在冶炼过程中外溢的钢渣；罐体内表面砌有耐火砖以保护罐体并减少热损。
钢包底吹氩气供应管路穿过罐壁与软管连结。钢包吊到处理位上方后，人工通过快速接头接通钢包。
真空罐侧壁还开有与真空系统连接的孔口。
事故漏钢坑设置在真空罐外部，万一发生漏钢事故时，钢液会烧穿设置在真空罐底部特制的铝质泄钢孔进入事故漏钢坑，避免烧毁其他设备。
2.1.1.2 设备清单：
2套 罐体（包括接渣盘）
2套 钢包座架
2套 真空密封冷却用的供水系统
2套 耐材（甲方提供 乙方提供设计选型）
2套 密封（O型密封圈）
2.1.1.3 技术参数：
真空罐直径： Ф5000mm
真空罐总高： ~5350mm
罐壁钢板厚度： ~20mm
罐底钢板厚度： ~30mm
总重（不包括耐材）： 58 t
耐材重： 40 t　(甲方提供)
主密封圈技术参数：
橡胶材料 ： 氟橡胶或丁腈橡胶
密封圈直径： 40 mm
2.1.2 真空罐盖
2.1.2.1 设备技术描述
真空罐盖是真空罐的密闭设备，工作时像锅盖一样盖在真空罐上。真空罐盖吊挂在罐盖台车的框架上。可由升降机构的油缸带动上下升降。罐盖上有各种与周围设备相关的孔口法兰、盖板及支架等（如人工观察孔、TV电视观测窗等）。罐盖下口是与真空罐密封的大法兰。罐盖上部属封头型。在封头内表面浇注耐火材料，在其下部吊挂防溅罩。罐盖上设有人工观察孔,，观察孔旁边设有手动破空阀,人工可以调节罐内真空度。
真空罐盖内部设有一台防溅盖，防溅盖的作用是在真空处理时隔阻钢水的喷溅，起到保护真空罐盖的作用，特殊的设计使得在真空罐盖和真空罐扣合时防溅盖正好扣在钢包上，这样可以防止精炼时钢渣的溢出。防溅盖用链条吊在真空罐盖上。其内部也砌有砌筑耐火砖。
在真空罐盖上设计有一套专用耐高温针孔摄像设备，可以在真空精炼时在电视画面上监视真空罐内部工作情况。
真空罐盖上还设有一套由人工控制的气动调整真空度的阀门，在真空处理时，操作人员可以根据从监控设备上看到的炉内钢水翻腾情况开启此阀，以达到避免溢渣的情况。
2.1.2.2 设备清单：
一套罐盖包括：
1套钢盖本体(材料为20g)
1套防溅罩
1套升降机构的吊挂装置
1套人工观察孔
1套电视摄像孔
3个吊挂钢包防溅罩的孔罩
1套密封
1套本体上的管子、软管接头和支架
1套耐材（耐材材料及施工由甲方负责， 乙方提供耐材打结工艺）
2.1.2.3 技术参数：
罐盖
罐盖密封法兰外径： Ф5350 mm
盖 高： ~1620 mm
重量（不包括耐材）： 16.8t
耐材重： 10 t
防热罩：
防热罩耐材重： 6 t
防热罩重量（不包括耐材）： 1.5 t
设备总重（不包括耐材） 18.3 t
2.1.3 真空罐盖台车
2.1.3.1设备技术描述：
真空罐盖台车的作用是带动真空罐盖在两个工位之间相互切换。台车主要由一个吊升罐盖装置的钢结构车架和4个车轮机构组成。其中二个主动轮，二个被动轮，分别由带制动器的电机减速器驱动。电机采用VVVF控制，以便定位精确。
真空罐盖升降机构安装在台车顶部，采用二个液压缸通过连杆链条来实现罐盖的升降。该液压缸的动力来自LF的液压站,由专用的液压阀台来保证2个液压缸的同步，以保证盖的平行升降。在台车顶部有一个工作平台，便于人工维护。
断电时可通过滑轮、吊车将车盘走。
真空罐盖台车的能源介质是通过拖链及软管来输送的。
2.1.3.2设备清单：
1套真空罐盖台车包括：
1个钢结构车架
1套带扶手和梯子的工作平台
2台带连杆的罐盖升降油缸
1套盖升降用的链条和轮子
4个车轮组
1套拖链及软管
1套轨道 （QU100）（甲方自备）
2套传动装置
1套本体上的管线，管接头和支架
3套行程开关
2.1.3.3技术参数：
轨道中心距： 6200 mm
轮距： 5330mm
车轮直径： Ф630mm
升降油缸行程： 800mm
升降油缸直径： Ф200
升降行程： ~350mm
罐盖提升速度： ~50mm/s（可调）
罐盖车走行距离： ~18 m
电缆拖链长度： 10m
宽度： 0.5m
弯曲半径： 0.5m
定位精度： ±5mm
台车速度： 2~20m/min（VVVF）
台车电机功率： 4.0×2 kw
重量： 　　　　 ~20t
2.1.4 罐盖升降液压系统
2.1.4.1设备技术描述：
该液压系统主要用于炉盖升降液压缸的驱动与控制。由液压泵站、液压阀装置及中间配管等组成。系统采用水乙二醇作为工作介质。电液换向阀电磁铁的电压为：DC 24V。液压泵站用于液压缸动力的供应，蓄能器保证在事故状态下将罐盖提升，使盖车能够开出。液压阀台用于炉盖升降液压缸的控制，实现VD炉盖的抬起、落下和停止，具有换向、调速、同步控制、液压缸锁定等功能。中间配管用于液压源与液压设备之间、液压设备与炉盖升降液压缸之间油路的连接，由不锈钢管、管路附件、高压软管等组成。
2.1.4.2设备清单：
1套液压系统包括：
恒压变量泵 2台（一用一备）
循环泵 1台
油箱装置（不锈钢） 1套（包括液位计、温度继电器等）
加热器 3个
蓄能器装置 4个
过滤器 2个
冷却器 1个
高压软管及接头 1套
电气箱 1个
底座及支撑 1套
阀门、仪表及附件等 1套
阀架 1套
阀装置 1套
各种配管、接头及附件 1套
2.1.4.3技术参数：
液压介质 　　　　　　　　　　水乙二醇
介质工作压力 　　　　　　　　12 MPa
恒压变量泵功率 　　　　 　~22 KW（一台恒压变量泵）
循环泵功率 ~2.2 KW
油箱体积 ~1.2 m3
蓄能器 63L（每个蓄能器）
加热器功率 ~2 KW（一个加热器）
2.1.5 抽气管道系统
抽气管道是用来连接真空泵和真空罐的辅助系统，它包括主抽气管道，气体冷却除尘器、移动弯管、真空主阀、支撑等组成。
2.1.5.1气体冷却除尘器
气体冷却除尘器的作用有两条：一是将真空罐内排出的高温废气（约400℃）冷却到真空泵的设计吸入温度，以保证真空泵的性能。二是除掉炼钢废气中的颗粒粉尘，以减少对管道的冲刷磨损。
气体冷却器由安装在垂直容器内的冷却水管组件、壳体组件、除尘器组件、接灰斗等组成，气体在垂直布置的气体冷却器中被冷却，并经第一级旋风式分离灰尘，然后经第二级迷宫离心除尘。
气体冷却除尘器下部设有接灰斗，储存粉尘，需人工定期更换清理。
2.1.5.2 移动弯管
移动弯管是真空系统和两个真空罐连接的切换装置。由弯管和移动小车组成，移动弯管通过液压升降，并通过台车进行移动。
2.1.5.3 真空主切断阀
在主抽气管道上串接1台气动主切断真空阀。用来隔离真空泵和真空罐，隔离后能够分别测试真空泵和真空罐的密封性；还可以为了节省精练时间，在钢包还未到达时就关闭真空主阀开启真空系统，这样可以节约时间2min左右。
2.1.5.3技术参数：
1）气体冷却除尘器
气体冷却除尘器总高度： 9 m
直径 ： 　　　　　 　 Ф1700mm
支架宽度 ： 　　　　2000mm
出气管直径 ： 　 　　 Ф1000×10
除尘器出口气温 ： 　 ≤200℃
重量 ： 　　　　　　　 6.2 t
2）移动弯管系统
直径：　　　　　　　　　Ф900mm
移动距离：　　　　　　　2500mm
中心距：　　　　　　　　2500mm
3）真空主切断阀
阀通径： Ф600mm
切断阀重量： 1.6 t
3）抽气管道
抽气管直径： 　　　　　 Ф800×8
2.1.5.4设备清单：
1）气体冷却除尘器 1套
每套包括：
气体冷却除尘器本体 1套
气体冷却水排管 1套
旋风叶片 　　　　　　　　1套
密封件 　　　 　　　　　1套
接尘斗 　　　 　　　　　1套
2）移动弯管 1套
3）真空主阀 1套
4）抽气管道 1套
2.1.6 真空泵系统
2.1.6.1技术说明
真空系统是VD精炼炉的核心设备，本套设计的真空系统主要由3级增压泵、两列并联的4级和5级喷射泵、3级冷凝器、中间连接管路、汽水系统、阀门仪表系统、隔音系统、热井系统等组成。处理过程中，炼钢废气从VD真空罐抽至气体冷却除尘器，气体经冷却后进入真空系统。经真空泵的逐级压缩，最后排大气。
冷凝器的作用是将前级泵排出的蒸汽冷凝成水以提高后级喷射泵的效率。
浊循环水由水包分配到各个冷凝器,冷凝掉蒸汽喷射泵排除的蒸汽后,经冷凝器落水管进入热井。
热井系统的作用是水封冷凝器,稳定热井泵回水。
第一级增压泵的外壳四周焊有加热隔套，以防止结冰。外套上设置有特殊的压力释放装置，以防止压力过高损坏真空泵，
为提高低真空段的抽气能力和缩短抽气时间，采用主、辅喷射泵并联。 从末级泵排出的废气（蒸汽混合物）通过末级冷凝器、排气管排到厂房外。
增压泵与喷射泵都是由泵体、蒸汽喷嘴所组成。泵体由钢板(20g)卷制焊接而成。蒸汽喷嘴采用不锈钢(1Cr18Ni9Ti)精加工。泵体与蒸汽喷嘴的同轴度有严格要求。
冷凝器采用喷头倒塔型-伞幕喷淋式冷凝器，这是现在的最新技术。其主要优点：提高喷头寿命、方便维护。
由于炼钢废气中会含有粉尘颗粒，在高速流动中会对系统拐弯处产生严重磨损，所以为了增大系统寿命，减少维修，我们在3级主泵连接泵弯头处采用特殊设计，以增加其耐磨性。
2.1.6.2主要设备的组成
真空泵系统为五级泵系统（三级增压+二级喷射）。其组成如下：
第一、二、三级增压泵（B1、B2、B3） 各1套
第四、五级主喷射泵（E4a、E5a） 各1套
第四、五级辅喷射泵（E4b、E5b） 各1套
冷凝器(C1、C2、C3) 1套
各级喷射泵和冷凝器间的连接管线　　　　　 1套
热井泵(2用1备) 3台
汽、水系统内阀门 　　　　 　 1套
2.1.6.3 技术参数
1) 真空泵系统主要参数及操作模式:
参 数 名 称
数 值
抽气量
350kg/h（在67Pa下）
泵口极限真空度
20Pa
真空系统从大气压降至67Pa的时间
≤5min (不带钢水)
真空系统从大气压降至67Pa的时间
≤6min (带钢水)
工作蒸汽压力
0.8～1.0 MPa
蒸汽温度
~190℃
蒸汽耗量
≤ 13.8 t/h
冷却水温度
≤ 35℃
冷却水耗量
≤ 650m3/h
冷却水压力
0.3 MPa（表压，在水分配器处）
系统漏气量
≤ 20 kg /h
2) 冷凝器技术参数:
C1 冷凝器 Φ2020×10 mm
C2 冷凝器 Φ1216×8 mm
C3 冷凝器 Φ1216×8 mm
真空泵主要操作模式：
真空区间
102-33.5 kPa
33.5-8.6 kPa
8.6-2.7 kPa
2.7-0.5 kPa
0.5-0.067 kPa
主要冶金目的
预 抽

预 抽
浅脱气
加速进入
高真空深脱气
快速进入
高真空深脱气
进入＜1mbar真空区域深脱气
B1

△
B2

△
△
B3

△
△
△
E4a

△
△
△
△
E4b

△

E5a
△
△
△
△
△
E5b
△
△

阶段汽耗
kg / h
9000
13000
10000
12000
13800
注：1mbar=100Pa, 注△符号表示开，未注△符号表示关。
2.1.7 噪音隔离设施
由于真空泵以高压蒸汽射流为动力,因而产生较大噪音。通常噪音可达90—130分贝（距声源1m处）。为使噪音降到85分贝以下，达到工厂环保要求。必须采取噪音隔离措施。本方案拟采用矿质棉粘包扎真空泵及冷凝器。厚度约200mm，外面再以镀锌铁皮包扎。
噪音隔离设施在真空泵系统调试合格后进行。
2.1.8 真空泵热井装置
2.1.8.1 功能描述
热井为真空泵冷凝器提供水封和接收真空泵冷凝器排出的冷却水的装置，采用地下水泥浇注池。设热井风机，将热井中的废气抽到废气管道中。
热井回水泵用来把从各冷凝器排到热井池的水抽回到水处理设备的冷却塔的装置。热井回水泵出口总管上设有回水压力、流量检测仪表，并可将回水压力、流量检测仪表及热井液位信号提供接口到水处理站，参与供水泵控制。
2.1.8.2 设备组成：
一套热井回水泵及热井池系统包括：
热井回水泵 3台（两台工作，一台备用）
阀门、仪表 1套
抽、排水管道 1套
排风机 1个
排风管 1套
热井盖及人孔 1套
2.1.8.3 技术数据：
能 力 ~450 m3/h（每台水泵）
电机功率 ~130 KW（每台水泵）
全扬程 45 m
热井池体积 ~80 m3
排风机功率 ~1.5 KW（每台风机）
2.1.9 废气管线
因VD装置废气中含有一定量CO，会给环境和安全造成影响，真空泵排出的废气和热井排出的废气必须通过废气管线引向厂房外面。
2.1.10 高压水清洗机
由于真空泵工作动力为高压蒸汽，被抽气体为含有粉尘的炼钢废气，二者在真空泵内部混合，会生成一种象泥巴一样的物质附着在B1、B2、B3三级增压泵内表面，随着使用时间的延长，这种附着物会越来越厚和越来越变硬，会改变真空泵内部流道形状，严重影响真空泵工作性能，必须及时清除。清除方法有两种，一是人工清除，二是用高压水清洗机清除，本方案推荐使用高压水清洗机清除。
2.1.10.1 设备组成
一套高压水清洗机包括：
高压水清洗机机组 1套
缓冲式高压水枪（专利产品） 3把
高压软管（长度10米） 3根
2.1.10.2技术参数：
高压水清洗机压力 32 MPa
缓冲式高压水枪有效清洗距离 ≥3 米
电机功率 75 KW
使用介质 清洁工业水
耗水量 102 L/min
2.1.11 喂丝机装置
喂丝机用于对精炼完成的钢水喂丝处理，进一步对钢水进行脱氧和净化。喂丝机控制方式为PLC控制。
主要设备组成和技术说明
主要设备包括：
喂丝机 两台（内抽放线式）
丝盘架与附件 两套
技术数据
喂丝机：
喂线规格 　 Φ6-18mm，双线（常用Φ13）
喂线速度 　 1-6 m/s（连续可调）
喂线精度 　 0.5 m/次
2.1.12　冷却水系统
冷却水系统由二大部分组成：VD工位净环冷却水；浊环冷却水。
VD工位净环冷却水主要包括：真空除尘器、罐盖上各开孔处法兰等。
浊环冷却水主要用于真空罐密封法兰、真空泵系统的冷凝器的用水。冷凝器用水目的是将喷射器排出的废蒸汽冷凝成凝结水，然后排入热井中。这两部分冷却水均设总进水流量、压力、温度测量。在冷凝器各排水管、冷却器等支路上设有回水温度、压力、流量检测装置。
净环冷却水压力为0.4Mpa，流量为：80m3/h
浊环冷却水压力为0.3Mpa，流量为：650m3/h
2.1.13 氩气系统
氩气系统是钢包底吹氩供气控制、调节系统。由氩气控制站和气体输送管线组成。
来自气源的氩气先经总管减压阀减压，之后分流至二个独立的支路，每个支路上又都各设一路并联的旁通破壳回路。正常吹氩时，流经支路的氩气通过流量计、流量调节阀控制回路、透气砖实现钢包底吹氩，对钢水进行搅拌，以提高钢水冶金动力学功能，促进夹渣上浮。当结壳或使用新透气砖时，可采用旁通事故高压回路开吹破壳，而后再转入正常支路吹氩。
氩气流量采用PID调节。
该装置包括：氩气阀站（减压阀组、流量测量仪表、流量调节阀、气动及手动阀门、压力表、压力变送器、支架及柜壳）、一套管线、支撑件等。
西重所的钢包吹氩系统已申请国家专利，申请专利号为：2005200793160
一套组成：
减压阀组： 　　 1套
流量调节阀： 　　 2套
流量测量仪表： 　　 2套（支路）
压力变送器： 　　 3套
压力表： 　　 1套
气动阀： 　　 4套
手动阀： 　　 1套
支架及柜壳： 　　 1套
管线、支撑件： 　　 1套
手动调节装置： 　　 1套
技术参数：
供气压力： 1.0~1.8 MPa
工作压力： 0.2~0.8 MPa
氩气流量： 30 Nm3/h (max.)×2
2.2 电气设备技术规格书
2.2.1 VD电气控制方案
根据设备工艺要求，对电气系统整体采用计算机综合PLC总线网络控制的交流变频调速及仪表系统三电一体化的控制方案。
控制系统采用西门子产品技术，自动化和通讯采用西门子S7—300可编程序控制器（PLC）构成系统的基础级，作为现场模拟量和开关量数据的采集、处理与执行机构。配置一台工业计算机（IPC）作为现场操作员站（OS），通过人机界面实现工业现场的实时监控。操作员站（OS）采用研华IPC610工业计算机和19”液晶显示器组成。通过西门子工业通讯网卡CP5611将IPC连接到Profibus（L2）网和SIMATIC S7的MPI端口，完成IPC与PLC的通讯服务，实现对真空系统的实时控制监视、数据采集、现场运行参数显示及故障报警等多种功能。系统采用浮地技术，由独立专用接地线作系统接地处理。独立的UPS作为上述系统的后备电源支持，确保系统稳定可靠的运行。
VD真空处理系统控制方式采用自动、半自动控制和手动控制两种控制模式，在主操作台上设置运行模式切换主令开关，根据需求实施“自动、半自动控制”和“手动控制”两种操作模式的切换。两种控制模式均通过PLC及工控机进行控制并显示。可在LCD显示屏用鼠标操作和在控制台上用开关和按钮操作。
“自动、半自动控制”模式由PLC根据罐内真空度，按预先设置的操作模型自动完成真空泵的分级启动和停止以及氩气的调节控制过程。
在半自动方式下手动操作时，如果发现钢液急剧上升，可人工干预真空度及氩气流量，防止钢水喷溅事故。
对于蒸汽、冷却水、冷凝用水、真空罐车、真空盖位置、吹氩、移动弯头小车均应有故障报警、保护联锁措施。
“手动控制”模式则根据生产现场需要, 可在画面显示屏用鼠标操作和在控制台上用开关和按钮操作。完成对真空泵的操作和氩气调节等操作。
手动控制模式下现场真空度等信号不参与控制，通过手动操作设置在主操作台上的主令开关对系统实现手动控制，主令开关采用旋转开关，设有开、关两档位置，使系统在IPC在退出运行时通过人工操作能正常实现对设备的安全可靠的控制和操作。
2.2.2 自动控制系统的软件及硬件构成：
2.2.2.1 低压动力及控制电源
VD装置动力系统由一面动力电源柜、一面变频柜、一面热井柜组成。
动力柜接受进线电压为380V/220V三相四线制，二路供电电源（一用一备）经开关进行隔断，自动开关进行开断及保护。各支路低压动力电源采用分路自动开关供给。
控制系统电源引自动力柜，通过电源柜的总开关、隔离变压器，由各分路的自动开关送给仪表、PLC、计算机等控制电源，PLC、计算机电源通过各自隔离变压器及UPS电源（延时30分钟）供给主机。控制电源采用隔离变压器与系统电网隔离，以减少控制回路的干扰。
VD变频柜中装有变频器及附件，主要用于真空罐盖车和移动弯头小车行走的控制。
热井柜安装有软启动器、接触器、继电器等，是用于控制3台热井泵起停的设备，本控制采用降压启动器控制热井泵的起停，其中2台热井泵工作，1台热井泵备用，热井泵控制柜接受来自车间电压为380V的三相四线电源。
2.2.2.2 控制台柜
控制台控制方式有手动和自动，安装操作按钮、指示灯、计算机、显示仪表等。
VD操作台主操作台一台及现场操作台一台。
VD操作台控制主要功能有：自动、手动转换、真空系统、吹氩系统、TV控制、水系统、事故破空、氮气系统；
现场操作台主要功能有：移动弯头小车行走、移动弯头升降、罐盖车行走、罐盖升降、事故破空、人工观察孔吹扫控制。
2.2.2.3 PLC柜
安装有一套西门子S7—300(CPU型号:S7-315-2DP)可编程序控制器（PLC）、隔离继电器及二次仪表等，共一面柜。
2.2.3 仪表测量系统
2.2.3.1 VD设备主要检测的控制项目
1) 冷却水压力显示
2) 冷却水温度显示
3) 冷却水流量显示
4) 氩气调压阀前氩气工作压力显示
5) 氩气调压阀后、氩气总阀后压力显示与调节
6) 氩气流量显示
7) 蒸汽喷射泵蒸汽进气压力显示
8) 蒸汽喷射泵蒸汽温度显示
9) 蒸汽喷射泵蒸汽流量显示
10) 机器冷却水进水压力显示
11) 机器冷却水进水流量显示
12) 各冷凝器排水温度显示
13) 真空测量管上真空度显示（二台真空计）
14) 钢水温度显示（数字通讯）
2.2.3.2 仪表设备
VD系统的测量显示采用具有数据采集、处理和通讯功能的仪表设备，信息在在工控机LED上显示，控制系统为电气、仪表合一，由MMI、PLC、网络等设备构成，主控台上提供二路真空度显示。
1) 弹簧压力表（就地显示）
2) 真空压力计（就地显示）
3) 热电阻温度计
4) 压力变送器
5) 绝压变送器
6) 差压变送器
7) 自力式调节阀
8) 电磁流量计
9) 孔板流量计
10) 气动调节阀
11) 低真空计
12) 麦式真空计
2.2.4 基础级自动化控制系统
基础级自动化控制系统包括计算机操作站和PLC可编程控制器。
控制系统配置两台工业计算机（IPC）（一用一备）作为现场操作员站（OS），通过人机界面实现工业现场的实时监控。操作员站（OS）采用研华IPC610工业计算机和19” 三星显示器组成。计算机采用双网卡配置，西门子CP5611是短PCI网卡，用以配置Profibus-DP网与PLC实现数据交换。开放的Profibus-DP网络为用户实现和LF炉、化验室、组成局域网成为可能。以太网卡配置则预留了和管理系统的局域网讯的端口，使车间乃至工厂管理系统的局域网联网成为可能。
工控机一套包含：
研华IPC610工控机箱 1台
主板带USB口 1块
CPU P4 2.8G 1块
内存512M 1块
硬盘 80G 1块
光驱 40X 1块
TP-LINK网卡 1块
CP5611网卡 1块
三星19寸LCD显示器 1台
HP激光打印机（A4） 1台
WINCCV6.0监控软件 1套
STEP7 V5.4编程软件 1套
通讯软件包及组态工具 1套
S7-300PLC（15%空余量） 1套
2.2.5 现场控制级
VD现场控制级由一套S7-300系列PLC组成。
PLC的功能主要分电气控制系统与自动化仪表控制系统；
电气控制系统其功能主要是采集各现场操作、检测元件发来的设备运行状态信息，并根据工艺要求对信息进行记录处理。
自动化仪表控制系统主要是对设备生产过程中的工艺参数进行自动检测及自动调节，并能在线监控工艺参数，进行调节状态的显示和报警显示，以保证生产处于工艺要求的最佳状态。
PLC主要功能：
1) 现场信号采集
2) 向现场传输控制信号
3) 与MMI通讯
4) 逻辑程序，用于不同部件操作和联锁
5) 钢水温度信号的采集、 钢水氧含量信号采集
6) VD操作电气参数的信号采集
7) 罐盖车位置信号采集
8) 搅拌气体的压力和流量信号采集
9) 主要能源介质（交接点后）总管流量信号采集
10) 测温、定氧、定氢信号采集
11) 真空系统的信号采集
2.2.6 监控系统
监控系统运行在操作系统平台为Microsoft WINDOWS XP Professional + Service Pack 2，配有（SIMATIC WINCC V6.0和 SQL sever 2000+SP4）组态监控软件，该系统具有强大的图形组态，是为工业应用而设计的集数据采集、处理、监视控制、信息管理及通讯为一体的综合软件系统。它完成过程控制功能，建立和提供VD炉运行参数设定，显示运行数据、曲线及故障报警信息，报表打印记录；基础级自动化实现PLC与PLC之间、PLC与工控机之间、工控机与工控机之间进行数据传递和交换，满足了数据传输的实时性、准确性和可靠性，确保系统可靠运行。该系统预留15%冗余点，用于调用其它工艺画面，其数据报文格式由甲方待定。
2.2.6.1 VD炉监控站显示的主要状态画面及参数
VD炉监控站显示的主要状态画面及参数有：
1) 机械设备状态
2) 机械设备位置
3) 气动系统
4) VD冷却水系统
5) 热井泵运行状态
6) 罐盖位置
7) 真空系统
8) 氩气搅拌
9) 报警及事件记录（数据归档格式由甲方待定）
10) 实时、历史趋势图
11) 吹氩量的积算与控制
12) 自动修正功能及相应的显示控制
13) 选择打印报表
14) 数据通讯
2.2.6.2 电视摄像
真空盖上设有电视摄像监控装置，采用针孔摄像头，在操作室内可以观察VD装置内的冶炼状态，并对发现的问题及时处理。摄像监视头采用水冷。
设备清单：
电视摄像头（松下）： 1台
21″工业监视器： 1台
水冷防护罩 1台
2.2.7 控制柜、台、箱
PLC控制柜 1台
动力电源柜 1台
操作台 1台
现场操作台