轉爐副槍的電氣自動化控制

許劉曉

摘 要：隨著我國煉鋼技術的不斷發(fā)展與進步，轉爐副槍煉鋼已經(jīng)全面實現(xiàn)電氣自動化控制，目前采用轉爐副槍自動化煉鋼已經(jīng)成為現(xiàn)代煉鋼技術的主要發(fā)展趨勢。所謂的轉爐副槍是指一個特殊的三層鋼管，主要冷卻方式是水冷，在這個三層鋼管的下端有一個探頭電極夾，而用于探測的觸頭就安裝在這個電極夾上。在國內的大量大型轉爐中都已經(jīng)安裝了副槍系統(tǒng)，在這種先進技術的趨勢下，我國的煉鋼技術也在朝著電氣自動化方向發(fā)展。

關鍵詞：轉爐副槍；電氣；自動化控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.140

0 前言

轉爐副槍裝置的主要組成部分主要包括副槍槍體、小車升降驅動裝置、插裝裝置、槍體矯直裝置以及探頭供給裝置等幾大部分。而由于作用功能以及作用場合的不同，副槍探頭又有測溫探頭、定碳探頭、定氧探頭以及測鋼水液面探頭四種類型。在引進電氣自動化裝置后，在工作過程中減少了核正、補吹等工序，大大減少了工作程序，提高了轉爐的產(chǎn)量。本文將就電氣自動化控制對轉爐副槍工作的要點做出探討。

1 轉爐副槍系統(tǒng)簡介

1.1 何為轉爐副槍

隨著我國大型轉爐設備的不斷發(fā)展與成熟演變，人們對其工作效率及生產(chǎn)產(chǎn)品質量的要求越來越高。而采用先進的計算機技術實施動態(tài)控制，使生產(chǎn)效率得到了巨大的提升，盡管整個過程都有計算機直接控制，但是在實際生產(chǎn)中依然存在誤差，為了達到產(chǎn)品的最終合格性，需要對爐內的溫度等參數(shù)進行實時控制，而對爐內進行采樣的設備就是轉爐副槍，轉爐副槍對于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質量以及產(chǎn)品性能做出很大的貢獻。這種轉爐副槍主要采用的冷卻方式是水冷，其外觀與氧槍類似。

1.2 轉爐副槍的功用及效果

在實際生產(chǎn)中，副槍的功用有很多，通過實現(xiàn)驗證與實踐分析可以知道副槍的主要功用有：及時測量鋼水的溫度、C質量分數(shù)、氧的體積分數(shù)、熔池液面高度以及取樣分析等。副槍在取樣過程中可以在不間斷吹煉的工況下進行取樣，極大地降低了工作復雜程度。在取樣過程中，副槍上的探頭可以通過煙道上的一個專用入口進入，在插入鋼水的同時探頭上的熱電偶產(chǎn)生感應信號，當任務完成后探頭縮回并將所采取的鋼水式樣送至工作室進行分析實驗。根據(jù)不同的工作目的，可以進行更換所需的探頭（TSC、TSO、T探頭）。在這種多功能副槍裝置的利用下，使得副槍裝置具備功能齊全、使用壽命長、維護維修方便、運行安全可靠等眾多優(yōu)點。使用T類探頭可以單獨測量鋼水的溫度，而不必受其他因數(shù)的影響。

1.3 轉爐冶煉的特點

在煉鋼的過程中，轉爐副槍煉鋼得到了極大地應用于推廣。轉爐冶煉很大程度的降低了生產(chǎn)周期，對于提高生產(chǎn)效率有重要的作用于意義。由于生產(chǎn)過程中轉爐冶煉自身的特殊方法，使得鐵、錳鐵等原料的用量大大降低。在目前倡導綠色生產(chǎn)的號召下，轉爐副槍生產(chǎn)也達到了節(jié)約能源，節(jié)能環(huán)保的效果，耐火材料的應用也大大減少，由于生產(chǎn)過程的自動化程度高，降低了勞動強度，節(jié)約了生產(chǎn)成本，使生產(chǎn)企業(yè)的利益大大增加。

2 轉爐副槍的自動化控制系統(tǒng)

轉爐自動控制系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中有著重要的功用與用途。以某鋼鐵公司為例，120t轉爐煉鋼自動化控制系統(tǒng)由十幾套操作站以及六套plc組成。兩級通訊網(wǎng)絡組成了自動化系統(tǒng)，視線里數(shù)據(jù)通訊了交換與轉接。在各個操作室內，分別設置有操作站來操控計算機系統(tǒng)，在這樣一個聯(lián)系緊密且技術高端的系統(tǒng)中，轉爐自動化控制系統(tǒng)得到了極大地能力發(fā)揮與應用。

3 轉爐副槍電氣控制系統(tǒng)組成及其功能

轉爐副槍電氣控制系統(tǒng)的組成也有非常復雜的子系統(tǒng)構成，副槍的整個系統(tǒng)是由一個由CPU模塊、CPS模塊、EHC模塊等九大模塊所構成的一個叫PLC系統(tǒng)的整體集中控制。這些子系統(tǒng)模塊共同配合完成，支撐轉爐副槍系統(tǒng)完成自動化控制過程。在副槍電氣控制系統(tǒng)的構成中，其又由探頭自動裝卸裝置、特殊儀表系統(tǒng)以及副槍提升驅動系統(tǒng)組成。副槍電氣控制系統(tǒng)的特殊公用離不開這三大系統(tǒng)之間的密切配合，其每一部分都有著重要、不可替代的作用。由三相異步電動機、減速機等部件組成的副槍驅動系統(tǒng)，副槍驅動系統(tǒng)具有工作可靠，穩(wěn)定性好以及工作效率高的特點，在轉爐自動化控制過程中有重要的意義與作用。同時，副槍旋轉驅動控制系統(tǒng)也有重要的作用，為了滿足其工作場合及工作特性，副槍旋轉控制系統(tǒng)主要安裝了用于減速的減速機、產(chǎn)生特殊脈沖的脈沖發(fā)生器以及檢測速度的測速發(fā)生器，無論是那一部分都有著非常重要的地位。APC系統(tǒng)的探頭儲存器功能強大，用途廣泛，容納探頭的數(shù)目也比較多。為了配合探頭裝置工作，在APC裝置內部安裝有探頭拆卸裝置，在進行完探頭探測工作后，探頭拆卸裝置將探頭夾住，并將副槍提升，使探頭與副槍分離，以完成副槍的拆卸工作。

4 副槍系統(tǒng)在我國煉鋼工業(yè)中的意義

隨著副槍系統(tǒng)自動化控制的實現(xiàn)，我國在煉鋼工業(yè)中對其的利用越來越廣泛。副槍系統(tǒng)的自動化將大部分勞動力解放出來，節(jié)省了大量的勞動力。在節(jié)省大量時間的基礎上，也降低了對工人的技術要求，大大降低了生產(chǎn)成本，省時省力。由于轉爐裝置的成本較高，在生產(chǎn)中，人們都希望轉爐具備盡可能長的壽命，節(jié)省成本。目前，副槍的使用解決了這個問題，由于副槍裝置的配備，使得冶煉過程工藝進行了優(yōu)化，傳統(tǒng)的倒爐作業(yè)被簡化甚至取消，在進行大量冶煉過程中，可以明顯發(fā)現(xiàn)轉爐的使用壽命以及轉爐維護護齡得到極大的延長。轉爐副槍的使用不僅從使用壽命及工作強度方面表現(xiàn)出優(yōu)越性，在轉爐的工作效率以及模型使用方面也展現(xiàn)出其獨特的使用價值。副槍的使用大大提高了吹煉終點的命中率，在所有設備以及用料配備合理并且完善的情況下，命中率的失誤不超過百分之十。副槍的利用從性能、成本以及效率方面充分展示了其優(yōu)越性，在冶煉工業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。

5 轉爐副槍煉鋼技術的未來發(fā)展趨勢

5.1 市場需求量持續(xù)增加

隨著我國經(jīng)濟建設的不斷完善與發(fā)展，工廠企業(yè)對于鋼的需求量

（下轉第174頁）（上接第162頁）

將處于持續(xù)攀升的狀態(tài)，隨之將使煉鋼行業(yè)也處于蒸蒸日上的不斷發(fā)展與壯大的趨勢，由此，我國建材市場的需求也將處于強勁勢頭。盡管我國未來對于固定資產(chǎn)的投入將處于平穩(wěn)狀態(tài)或者有一定的調整，但是社會投資水平依然處于不斷增長的趨勢。很多國家重點投資的項目，類似西氣東輸、南水北調、三峽工程等的建立，西部大開發(fā)的腳步將會越走越穩(wěn)，步伐推進也會越來越快，這個過程就使得我國對于鋼材的需求量大幅度攀升。在人們生活水平不斷提高的同時，人們對于基本生活條件所需的衣、食、住、行等方面的物質要求也不斷增長。因此，在這種人們生活水平大幅度提升、國民經(jīng)濟大幅度提升的時代，鋼材市場將會處于持續(xù)增強的狀態(tài)。

5.2 高附加值鋼種的大幅度增長

隨著市場需求的不斷日新月異的變化，高附加值的鋼種也得到了極大地完善與利用。在我國眾多工廠的大型轉爐煉鋼廠中，為了提高產(chǎn)品質量以及產(chǎn)品性能，同時增強市場競爭力，提高企業(yè)效益，相關工作人員將會將目光由傳統(tǒng)鋼種轉向高附加值鋼種。所謂好附加值鋼種一般是指低合金高強度或者微合金高強度鋼種，類似于V等的威合金鋼種將被運用到更為廣闊的領域。不僅是我國的汽車行業(yè)，以致很多船舶制造、機械制造等也將呈現(xiàn)大幅度的增長。

6 結語

在轉爐副槍的技術在不斷的改進與完善過程中，提高轉爐的生產(chǎn)效率、適應社會市場與先進技術的發(fā)展趨勢、提高轉爐的控制精度以及降低生產(chǎn)成本成為主要目標。在實現(xiàn)科學煉鋼的基礎上，為了達到穩(wěn)定操作，降低成本提高生產(chǎn)效率，相關人員已將自動化控制同轉爐副槍技術相結合，在未來的技術領域內也將會上升到一個更為廣闊的空間。

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