百噸爐區(qū)轉(zhuǎn)爐能源控制系統(tǒng)優(yōu)化改造

李慧勇

（河北鋼鐵宣鋼公司一鋼軋廠，河北 張家口 075100）

在轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)過程中，氧氣和氮?dú)馐侵匾哪茉唇橘|(zhì)，氧氣流量和壓力的完美控制和氧槍槍位的精確定位是提高能源利用率和吹煉品質(zhì)的保證。在原1#轉(zhuǎn)爐氧槍吹氧控制系統(tǒng)中，氧氣快捷切斷閥開到位限位是控制氧氣流量的重要觸發(fā)點(diǎn)，同時又做為吹煉信號為一次除塵風(fēng)機(jī)自動升高速提供條件[1]。但由于現(xiàn)場環(huán)境，該限位損壞，影響吹煉時氧氣流量的快速穩(wěn)定和風(fēng)機(jī)自動起高速。原1#轉(zhuǎn)爐氧槍控制系統(tǒng)中，氧氣快切閥打開后氧氣流量瞬間增大將會造成鋼水的噴濺，降低爐襯的壽命和增加氧氣的用量。在氧槍吹煉系統(tǒng)中，氧槍編碼器作為氧槍高度的檢測設(shè)備，不但為吹煉過程提供準(zhǔn)確的槍位，而且為開關(guān)氧氣提供點(diǎn)位，是實(shí)現(xiàn)自動吹煉的關(guān)鍵[2]。由于編碼器安裝方式的不合理造成在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中，編碼器損壞率高，氧槍槍位不準(zhǔn)，吹煉過程不穩(wěn)定，影響吹煉的氧耗量和產(chǎn)品品質(zhì)。在冶煉生產(chǎn)中，氮?dú)庵饕米鰹R渣護(hù)爐和氮封，也作為一些氣動閥的動力氣源。而在實(shí)際生產(chǎn)中，由于程序控制的不合理和人為原因給氮?dú)獾氖褂迷斐闪瞬槐匾速M(fèi)。原來濺渣護(hù)爐時間在程序上沒有進(jìn)行跟蹤記錄時，濺渣耗氮量無法計(jì)算，無法進(jìn)行考核，造成了氮?dú)獾睦速M(fèi)。

針對以上系統(tǒng)存在的缺陷及轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的實(shí)際需要，針對百噸爐區(qū)的控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，具體的改造措施如下。

1 轉(zhuǎn)爐氧槍供氧制度的改進(jìn)

供氧制度的主要內(nèi)容包括確定合理的噴頭結(jié)構(gòu)、供氧強(qiáng)度、氧壓和槍位控制。他是控制整個吹煉過程的中心環(huán)節(jié)，直接影響吹煉效果和金屬的質(zhì)量。

這次改進(jìn)主要是針對氧氣快捷切斷閥開到位限位和氧槍流量及氧槍定位的改造。

氧氣快捷切斷閥開到位限位同氧氣快捷切斷閥為整體設(shè)備無備件可更換，一但損壞，要想恢復(fù)就必須更換氧氣快捷切斷閥，但是氧氣快捷切斷閥價格昂貴，這樣就造成極大浪費(fèi)。在吹煉開始的15秒內(nèi)，為避免氧氣流量突然增大，這期間調(diào)節(jié)閥不通過PID調(diào)節(jié)，而是分段給出幾個閥位讓調(diào)節(jié)閥逐步打開，之后再進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，這樣能避免PID調(diào)節(jié)超調(diào)量造成的氧氣流量突然增大。造成吹煉過程中流量不穩(wěn)定，不但影響吹煉節(jié)奏和鋼水的品質(zhì)，而且對氧氣也造成浪費(fèi)。尤其在點(diǎn)吹時氧氣流量不能快速達(dá)到設(shè)定值，嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐的正常生產(chǎn)。而且切斷閥開到位作為風(fēng)機(jī)高低速的關(guān)鍵連鎖點(diǎn)，一但缺失或出現(xiàn)假信號就會對風(fēng)機(jī)自動起高速也造成影響，進(jìn)而影響環(huán)境和煤氣回收量。改造時，根據(jù)快捷切斷閥的快速開斷的特點(diǎn)，將其快捷閥開到位信號用氧氣快捷切斷閥開輸出信號代替，修改控制氧氣流量和風(fēng)機(jī)高低速控制的程序，使吹煉能夠在氧氣快捷切斷閥開到位限位存在問題正常進(jìn)行。

在工藝上，當(dāng)爐前工點(diǎn)擊氧氣切斷閥開閥后，氧氣流量瞬間增大將會造成金屬水的噴濺，降低爐襯的壽命和氧氣的浪費(fèi)。改進(jìn)后氧氣支管流量由氧氣壓力調(diào)節(jié)閥前壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，這個壓力和兩個值比較，當(dāng)大于1.35時氧氣支管流量調(diào)節(jié)閥開度50，當(dāng)小于1.35大于1.15時開度為55，當(dāng)小于1.15時開度為75，壓力越大調(diào)節(jié)閥開度越小。當(dāng)氧氣快捷切斷閥開到位信號有了以后調(diào)節(jié)閥先關(guān)小然后隨著時間再逐漸打開這個過程經(jīng)過7秒時間，延時8秒后開始PID調(diào)節(jié)，將氧氣流量調(diào)整到25000立方米/小時。

提高氧槍的定位精度。工藝上，氧槍開氧點(diǎn)在距液面2.5米處開氧，在距液面1.5米處吹煉。由于氧槍編碼器與減速機(jī)軸安裝的不合適導(dǎo)致氧槍槍位不準(zhǔn)，使開氧點(diǎn)和吹煉點(diǎn)定位不準(zhǔn)確，開氧點(diǎn)高氧氣浪費(fèi)，吹煉點(diǎn)高氧氣沒有充分和鐵水發(fā)生反應(yīng)造成吹煉時間延長和氧氣的損耗，吹煉點(diǎn)低會造成噴濺的嚴(yán)重和氧流對爐底的沖擊。原減速機(jī)軸為圓柱型，和編碼器連接時，頂絲松動，易造成編碼器旋轉(zhuǎn)與減速機(jī)軸不同步，編碼器丟轉(zhuǎn)，使其給出的氧槍高度失真，轉(zhuǎn)爐吹煉不能正常進(jìn)行。同時原連軸器為鋁合金連軸器，減速機(jī)軸與編碼器同心性不好時，在減速機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時容易斷裂，造成故障，對編碼器的損壞也較大。

固定編碼器的三條螺絲與減速機(jī)相對，安裝不便，在振動下容易松動造成編碼器不能固定，編碼器置空，在使用時損壞編碼器。固定支架對對編碼器無保護(hù)作用。

改造時，首先對固定支架進(jìn)行改造，在原有支架上增加一個圓型金屬筒，其內(nèi)徑剛好能放入編碼器，長度比編碼器稍長。在圓筒一端橫斷面上開一條切線，到其二分之一處，從中鋸開并向外掰直，在上加裝一條大螺絲將編碼器固定，這種方式編碼器更加固定，對編碼器能起到保護(hù)，同時安裝方便，安裝時只需松動螺絲，把編碼器插入圓筒，緊固螺絲即可。在安裝前對原有減速機(jī)軸上開平面，更換連軸器為金屬材料的彈簧型，保證連軸器不易松動斷裂。安裝時盡量做到與減速機(jī)軸同心，提高編碼器的使用效率和壽命，降低故障率。提高氧槍的定位精度。

2 轉(zhuǎn)爐氮?dú)馐褂玫膬?yōu)化

氮?dú)庵饕糜趯t口的氮封和金屬冶煉后的濺渣護(hù)爐。2#,3#爐原程序中在濺渣時也要進(jìn)行爐口氮封，吹煉時有大量煙氣外溢需要氮封，濺渣時沒有大量煙氣產(chǎn)生，在濺渣前期氮封可以不開，在濺渣后期起為了防止大量高溫的金屬渣對出鋼口的損耗，再對爐口進(jìn)行氮封，經(jīng)程序改進(jìn)后由氧氣流量連鎖控制氮封切斷閥開關(guān)，同時增加時間延時，根據(jù)吹煉實(shí)際在濺渣開始的120秒不開氮封，節(jié)約用氮。原三座轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐時間由崗位工自行掌握，濺渣時用的是高壓氮?dú)猓瑫r間超長就會導(dǎo)致氮?dú)獾拇罅坷速M(fèi)。經(jīng)過實(shí)測后明確了我廠濺渣護(hù)爐合理時間大約為300秒，在程序上對濺渣時間進(jìn)行了跟蹤，在畫面上作出了濺渣時間顯示為崗位工提供濺渣時間依據(jù)，并且做出濺渣時間趨勢圖，對濺渣時間進(jìn)行了指導(dǎo)和提供考核依據(jù)。

百噸爐區(qū)氧槍新系統(tǒng)自改造完成并投入現(xiàn)場實(shí)際使用。項(xiàng)目實(shí)施后，對氧槍控制系統(tǒng)優(yōu)化的實(shí)施效果進(jìn)行了跟蹤檢查。改造后，新系統(tǒng)均達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，改造后不但降低了氧氣和氮?dú)獾氖褂昧?，保證了氧槍定位精度，減少備品備件費(fèi)用的支出。減少了因故障發(fā)生而影響生產(chǎn)等情況的發(fā)生，大大提高了設(shè)備的作業(yè)率。

這次技改主要針對的是現(xiàn)有設(shè)備控制方式的優(yōu)化改造，在編碼器的改造中用到了自制的鋼筒，其他改造都是在程序和畫面的改動上完成的。

對吹氮吹氧的從新優(yōu)化控制，減少了設(shè)備日常維護(hù)量和對備品備件的損耗，同時提高氧氮介質(zhì)利用率，降低噸鋼氧氮成本。經(jīng)濟(jì)效益年節(jié)約成本105.67萬元。氧槍控制程序的修改使得吹煉氧氣流量盡量走PID控制，為吹煉提供了穩(wěn)定的氧氣流量，保證了吹煉的品質(zhì)，方便了崗位人員的操作。氧氣切斷閥的開閥氧氣流量控制防止了鋼水的噴濺，延長了爐襯的壽命。氮?dú)鉃R渣時間的減少延長了氧槍的壽命。

3 結(jié)語

通過優(yōu)化改造轉(zhuǎn)爐，經(jīng)過氣體回收后，充分利用資源，應(yīng)用電除塵技術(shù)對轉(zhuǎn)爐進(jìn)行凈化。并用于高爐熱風(fēng)爐，達(dá)到高風(fēng)溫、降低資源浪費(fèi)，為后續(xù)工作提供可靠依據(jù)。