邯鋼120噸轉(zhuǎn)爐副槍自動化煉鋼技術(shù)的實(shí)施優(yōu)化

摘要：文章針對邯鋼一煉鋼廠副槍技術(shù)的具體應(yīng)用過程，詳細(xì)介紹了邯鋼在引進(jìn)的副槍技術(shù)上不斷完善優(yōu)化，對存在的問題逐一拿方案，逐一解決、消化和吸收，并在后續(xù)生產(chǎn)中正常運(yùn)行，取得了滿意的效果。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐副槍；自動化煉鋼；副槍平臺

中圖分類號：TF713 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）14-0039-02

1 項(xiàng)目概況

煉鋼廠在規(guī)劃之初確定了部分關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備國外引進(jìn)的整體思路，其中轉(zhuǎn)爐副槍為引進(jìn)項(xiàng)目之一。副槍系統(tǒng)在轉(zhuǎn)爐煉鋼中的主要功能是：測量鋼水溫度、測量鋼水碳含量、測量鋼水含氧量、取鋼樣、測量熔池內(nèi)金屬液面

位置。

2008年，邯鋼公司與達(dá)涅利康麗斯荷蘭公司簽定引進(jìn)轉(zhuǎn)爐副槍、動靜態(tài)控制和底吹系統(tǒng)技術(shù)附件，副槍項(xiàng)目全面啟動。為了確保這套系統(tǒng)在一煉鋼廠建成后快速的達(dá)產(chǎn)達(dá)效，項(xiàng)目組從項(xiàng)目啟動到后期生產(chǎn)過程，做了大量細(xì)致的工作。2010年11月開始副槍機(jī)械設(shè)備安裝，于2011年3月24日在1#轉(zhuǎn)爐第一爐順利使用，2011年4月28日在2#轉(zhuǎn)爐副槍也順利投入使用，2011年7月17日在3#轉(zhuǎn)爐副槍也順利投入使用，并在后續(xù)生產(chǎn)中正常運(yùn)行，我們很順利地由以前的人工倒?fàn)t測溫取樣變成了現(xiàn)在的副槍自動取樣，既節(jié)省了冶煉時間，又減少了工人的體力勞動。但隨之而來也帶來了一系列問題，當(dāng)副槍正常工作時，一切都沒有問題，需要工人操作的按鈕也十分簡便；但是，一旦副槍出現(xiàn)問題，操作工不能及時知曉其中的原委，與此同時，設(shè)備人員也不是特別了解，將副槍HMI畫面進(jìn)行漢化處理。只有所有顯示的語言變成了漢語，操作工才能更好地理解其中的含義，才能更好地操作、維修副槍。為一煉鋼投產(chǎn)初期的穩(wěn)定運(yùn)行以及眾多新產(chǎn)品的快速開發(fā)，提供了堅實(shí)的保障，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 轉(zhuǎn)爐副槍技術(shù)概況

轉(zhuǎn)爐副槍技術(shù)是通過副槍檢測轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水溫度、碳含量、氧活度、液面高度以及取樣分析鋼水成分，在轉(zhuǎn)爐計算機(jī)過程控制系統(tǒng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計算后給出所有操作參數(shù)，由轉(zhuǎn)爐一級系統(tǒng)自動執(zhí)行這些參數(shù)，最終達(dá)到轉(zhuǎn)爐冶煉目標(biāo)的煉鋼操作的工藝，其關(guān)鍵點(diǎn)在于副槍測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定性。

3 副槍項(xiàng)目實(shí)施過程

副槍模型依據(jù)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的初始條件（如鐵水溫度、重量、成分、廢鋼質(zhì)量、分類）、要求的終點(diǎn)目標(biāo)（鋼水的終點(diǎn)溫度、成分）以及以往爐次的參考數(shù)據(jù)，計算出本爐次的耗氧量，確定各種熔劑的加入量。當(dāng)轉(zhuǎn)爐吹氧達(dá)到氧耗量的85%時，副槍開始測溫、定碳，并把測到的結(jié)果送入計算機(jī)，動態(tài)模型根據(jù)副槍測到的實(shí)際值作為初值，計算出達(dá)到轉(zhuǎn)爐吹煉目標(biāo)溫度和碳含量所需補(bǔ)吹的氧量和冷卻劑量。

3.1 模型軟件架構(gòu)

在軟件方面，副槍模型分為靜態(tài)模型和動態(tài)模型兩部分，分別在轉(zhuǎn)爐冶煉工藝的不同階段起作用。在硬件方面，它包括兩臺雙機(jī)冷備的模型服務(wù)器、一臺維護(hù)工程師站、一臺冶金工藝工程師站和5臺OWS站操作員站。模型服務(wù)器和工程師站設(shè)置在計算機(jī)室，操作員站分別位于轉(zhuǎn)爐主控室、鐵水倒罐站、廢鋼間、鐵水脫硫站、鋼包熱修間和生產(chǎn)調(diào)度室，冶煉數(shù)學(xué)模型煉鋼計算機(jī)系統(tǒng)配置如圖1所示。

3.2 實(shí)施步驟

2010年10月副槍設(shè)備到達(dá)現(xiàn)場、2010年12月12日1號副槍開始安裝、2011年7月3個轉(zhuǎn)爐副槍熱試成功、2011年8月完成三座轉(zhuǎn)爐副槍HMI人機(jī)接口畫面處理，提高操作工的使用水平和處理故障的能力。

2011年10月增加脫磷預(yù)測功能，對煉鋼起到了很好的作用，以使用副槍、動靜態(tài)模型為主要內(nèi)容的轉(zhuǎn)爐計算機(jī)自動煉鋼工作的開展，使一煉鋼廠120噸轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)在投產(chǎn)之初就很快步入穩(wěn)定狀態(tài)，副槍、底吹系統(tǒng)和SDM模型日趨完善，模型運(yùn)算結(jié)果符合生產(chǎn)實(shí)際，現(xiàn)場操作工人對副槍及計算機(jī)模型的指導(dǎo)更加信賴，副槍系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)控制精度高，轉(zhuǎn)爐操作技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)改善明顯。

圖1 模型系統(tǒng)架構(gòu)圖

4 副槍的優(yōu)化

4.1 主要優(yōu)化工作

（1）投料系統(tǒng)更換了一部分電液推桿和電液推桿限位擋塊，并對電振漏料處進(jìn)行改造，定期對電液推桿進(jìn)行了加油，保證了排料閘門開關(guān)速度，排料閘門故障率大幅度降低，投料系統(tǒng)自動故障率降低。

（2）針對密封閥門故障影響比例較大問題，對部分問題閥門采取提前預(yù)防的措施，提前進(jìn)行了更換。

（3）鐵水、廢鋼和渣料配比合理，吹煉過程穩(wěn)定，生產(chǎn)事故少?；诟睒寽y量的煉鋼模型根據(jù)鐵水成分、溫度條件和轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)要求計算廢鋼和熔劑的加入量，計算過程嚴(yán)格依據(jù)物料平衡和熱平衡，在準(zhǔn)確命中終點(diǎn)碳、溫目標(biāo)的前提下，各種物料的加入量得到科學(xué)合理的優(yōu)化，克服了根據(jù)經(jīng)驗(yàn)人工確定加料量的盲目性，使原材料和能源得到了最經(jīng)濟(jì)的使用。同時，副槍及煉鋼模型的使用將轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的人為干擾因素降到最小，只要原材料條件穩(wěn)定，轉(zhuǎn)爐吹煉就穩(wěn)定，使轉(zhuǎn)爐吹煉過程趨于模式化。煉鋼廠投產(chǎn)以來，隨著副槍和動靜態(tài)控制系統(tǒng)作用的日益發(fā)揮，轉(zhuǎn)爐吹煉過程更加穩(wěn)定。

4.2 副槍卷揚(yáng)平臺動態(tài)性能優(yōu)化

副槍在實(shí)際運(yùn)行過程中，在運(yùn)行至測量位時往往出現(xiàn)較大幅度的晃動，從而使副槍定位不準(zhǔn)，不能及時下槍進(jìn)行測溫定氧，并且在這種強(qiáng)烈的慣性沖擊下常常使機(jī)械連接處松動磨損，形成比較大的設(shè)備隱患，同時也加重了設(shè)備維護(hù)的強(qiáng)度，屬于副槍設(shè)計中的一個較大缺陷，針對現(xiàn)狀，將副槍旋轉(zhuǎn)電機(jī)的速度控制曲線進(jìn)行修改，并且編寫程序，將副槍在高低速切換點(diǎn)之后的停止速度降低，從而使副槍能平滑緩慢地停止，在這個速度下降的過程中，也消耗了大部分的慣性使能，使得卷揚(yáng)平臺能很好地停止，不至于出現(xiàn)大幅度的晃動。主要優(yōu)化旋轉(zhuǎn)電機(jī)速度控制曲線。優(yōu)化后的旋轉(zhuǎn)電機(jī)速度曲線如圖2所示：

圖2 優(yōu)化后的旋轉(zhuǎn)電機(jī)速度曲線

5 結(jié)語

一煉鋼廠實(shí)施轉(zhuǎn)爐副槍自動煉鋼工作剛剛開始幾個月，在改善吹煉穩(wěn)定性、減少補(bǔ)吹爐數(shù)、縮短轉(zhuǎn)爐冶煉周期、提高勞動生產(chǎn)率、改善煉鋼工作環(huán)境等方面取得了令人滿意的初步成果。然而，這項(xiàng)工作畢竟還處于起步階段，盡管我們在原料條件、操作模式、計算機(jī)模型系統(tǒng)環(huán)境等方面順應(yīng)副槍自動化煉鋼工藝的客觀要求，對于基礎(chǔ)工作進(jìn)行了規(guī)范和完善，但是在副槍穩(wěn)定應(yīng)用、保證現(xiàn)場副槍機(jī)械限位穩(wěn)定、排料閘門正常運(yùn)行、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的來源和可靠性方面還需要繼續(xù)做工作，才能形成完整的、符合新一煉鋼廠實(shí)際的數(shù)據(jù)體系和操作管理經(jīng)驗(yàn)，使副槍自動煉鋼系統(tǒng)的運(yùn)行更加精確，在科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)、提高轉(zhuǎn)爐操作指標(biāo)、降低生產(chǎn)成本、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益等方面發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅揚(yáng).攀鋼煉鋼全流程鋼鐵料消耗國內(nèi)先進(jìn)[J].上海金屬，2011，（3）.

[2] 王曉靜.安鋼降低鋼鐵料消耗生產(chǎn)實(shí)踐[J].金屬材料與冶金工程，2011，（3）：24-27.

[3] 季德靜，田廣和，畢俊召，邢禹，白潔.30t轉(zhuǎn)爐留渣操作工藝的研究與實(shí)踐[J].甘肅冶金，2011，（4）：21-23.

[4] 石中雪，楊俊鋒，徐新琰，倪冰.降低100t轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗的工藝研究[J].鋼鐵，2011，（5）：28-32.

[5] 劉川俊.轉(zhuǎn)爐副槍技術(shù)[J].柳鋼科技，2011，（2）：59.

[6] 吳健鵬，劉先同，何金平，劉小鷗.150t轉(zhuǎn)爐副槍及自動煉鋼系統(tǒng)的應(yīng)用[J].武鋼技術(shù)，2011，（3）：13-18.

作者簡介：張?zhí)?972—），男，河北邯鄲人，河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼一煉鋼廠工程師，研究方向：電氣管理。

（責(zé)任編輯：周 瓊）