論鐵水包增加智能液位檢測裝置

朱惠華

摘要：永鋼煉鐵廠長期以來都是通過目測判斷鐵水包盛放量，受崗位員工責(zé)任心影響較大，鐵水包重量符合率一直處于23%左右，影響后道煉鋼生產(chǎn)節(jié)奏，通過增加智能液位檢測裝置，實現(xiàn)鐵水液位自動測量，鐵水包符合率達(dá)到80%以上。

關(guān)鍵詞：鐵水包；檢測；盛放量

一、目前現(xiàn)狀

江蘇永鋼集團(tuán)有限公司共有10座高爐，年產(chǎn)鐵水約830萬噸。在鐵水裝包時均未安裝有效的檢測裝置，在裝鐵水過程中，由崗位員工一直盯著鐵水包液面，盛放量完全由工人靠目測判斷，這對崗位人員的責(zé)任心有較高的考驗，且存在較高的不確定因素。從而導(dǎo)致鐵水重量命中率一直處于23%左右，煉鋼并包率達(dá)40%左右。

二、存在的問題

由于煉鐵廠目前沒有有效的鐵水液位檢測裝置，在生產(chǎn)過程中主要存在以下幾個方面問題：

1、鐵水包鐵水的盛放量無法得到有效的控制。目前沒有可行、有效的檢測設(shè)備做依托，靠人工目測存在較多的安全隱患，如鐵水飛濺、粉塵、高溫、有毒有害氣體等因素，且目測判斷難度較大，工作環(huán)境（差）惡劣。

2、影響鐵水包使用壽命。鐵水包盛放鐵水量無法準(zhǔn)確控制，放的過多對鐵水包包口處耐材薄弱的地方造成損傷，降低鐵水包使用壽命，也存在鐵水溢出燒壞鐵水車事故等安全隱患。另鐵水放的過少，會影響鐵水包的使用效率，導(dǎo)致下游單位需要并包、翻包操作，造成鐵水溫降過快，對煉鋼生產(chǎn)節(jié)奏帶來較大影響，無形中增加了永鋼的生產(chǎn)成本。

3、無法滿足高效的“一罐制”生產(chǎn)需要。由于鐵水包的盛放量無法準(zhǔn)確控制，導(dǎo)致并包、翻包，熱損失降低等情況，因此對鐵水液面的準(zhǔn)確監(jiān)控顯得尤為重要。

4、需改善作業(yè)環(huán)境。出鐵口環(huán)境惡劣，彌漫著大量高溫?zé)焿m及毒氣如二氧化硫等，采用人工目測查看判斷對員工職業(yè)健康有較大影響。

三、采取措施

針對永鋼在生產(chǎn)工序上存在的困擾，通過增加鐵水液位檢測裝置可得到有效解決。

1、在煉鐵出鐵場出鐵口上面的除塵罩上打孔并焊接安裝液位檢測探頭，其檢測裝置為高頻雷達(dá)檢測儀表。在出鐵口鐵水包的正中心上方除塵罩位置進(jìn)行開孔，安裝液位檢測探頭，其檢測裝置為高頻雷達(dá)檢測儀表，從而達(dá)到避開傾倒鐵水流的目的。在工作時雷達(dá)發(fā)生的信號將和鐵水液面始終處于垂直狀態(tài)，若傾斜安裝將對檢測的準(zhǔn)確性造成影響。另外，根據(jù)現(xiàn)場崗位人員的作業(yè)習(xí)慣將顯示屏安裝在顯眼地方，做到一目了然。由于廠房內(nèi)設(shè)備設(shè)施較多，電磁干擾現(xiàn)象也是一種常態(tài)，因此，在布線時將小于1.5mm2的兩芯屏蔽電纜敷設(shè)在雷達(dá)料位計到系統(tǒng)主機之間并用金屬管實施防護(hù)，在電纜兩端必須安裝接地裝置。

每個高爐安裝一套主機，每個罐位安裝一個探頭和一個工業(yè)觸摸屏，可分別設(shè)置鐵水重量和液面高度的目標(biāo)值。

2、由于鐵水包的正上方安裝了測量設(shè)備，并使用超高頻的雷達(dá)設(shè)備，因此，在工作時，該裝置與鐵水液面在非接觸的情況下即可測量液位高度。并按照以下公式自動算出鐵水液位高度：h=H-vt÷2，其中，h為鐵水包內(nèi)鐵水液位高度；H為液位計到包底的距離；v為雷達(dá)波速度；t為雷達(dá)波發(fā)射到接收的時間間隔。通過主機系統(tǒng)的計算、判斷和轉(zhuǎn)換后，在每個罐位處實現(xiàn)觸摸屏的顯示與輸入。

3、針對出鐵口環(huán)境惡劣對雷達(dá)脈沖造成的影響，生產(chǎn)現(xiàn)場采用雷達(dá)波發(fā)射角度小、穿透能力強，能較好抗粉塵干擾能力的高頻雷達(dá)料位計。對于爐前出鐵口環(huán)境溫度高且空氣中存在大量高溫?zé)焿m的現(xiàn)象，為消除粉塵對探頭的發(fā)射和接收造成的影響，選用的探頭自帶吹掃功能，在出鐵時可利用壓縮空氣進(jìn)行吹掃冷卻。

四、效益評價

通過鐵水包增加智能液位檢測裝置，鐵水重量符合率由23.6%提高至80%，并包率由40%降低至20%。

1、綜合經(jīng)濟效益

（1）直接經(jīng)濟效益

按并包一次平均20℃溫降，減少1℃成本0.129元/噸，按天計算：

一鋼并包數(shù)可減少32包，單包重量45噸；二鋼 21包，單包重量50噸；三鋼15包，單包重量120噸。

年減少并包溫降的鐵水為（32*45+21 *50+15*120）*30*12=1544400噸，降本為1544400*0.129*20=3984552元，約398.4萬元。

（2）除塵及行車電費：

一鋼行車并包一次電費為4.6元/包，二鋼并包一次電費為5.5元/包，三鋼并包一次電費14.9元/包。一鋼、二鋼除塵與爐前或精煉二次除塵管道并聯(lián)，無法量化成本，但每次并包直接影響到轉(zhuǎn)爐爐前除塵效果，其環(huán)保效果不能忽略。三鋼除塵風(fēng)機為變頻控制，并包時頻率由32HZ（330KW）提升到37HZ（520KW），每次并包5分鐘折合電費9.5元/包，年節(jié)?。?/p>

（4.6*32+5.5*21+14.9*15+9.5*15）*30*12=226332 元，約22.6萬元。

（3）綜合經(jīng)濟效益=398.4+22.6=421萬元/年

2、間接效益：

（1）環(huán)保效益：減少在煉鋼、電爐處的并包、翻包，減少熱損失和粉塵排放。

（2）安全效益：避免了由于鐵水飛濺、粉塵及高溫等因素給操作人員帶來的安全隱患。

五、總結(jié)

通過增加該測量手段可解決當(dāng)前公司鐵水重量檢測滯后的現(xiàn)狀，實現(xiàn)非滿包鐵水車在不同高爐受鐵，提高鐵水包使用效率，避免非滿包鐵水影響生產(chǎn)節(jié)奏，減少因非滿包等待下爐出鐵的溫降損失等，是一系列優(yōu)化生產(chǎn)措施的必要條件，主要有：

（1）減少鐵水溫降損失，提高廢鋼比。提高鐵水包包重符合率，滿足煉鋼、特鋼廠的生產(chǎn)需要，實現(xiàn)鐵水灌注、裝運的可控性，減少并包等無效勞動造成的溫降損失，為后續(xù)提高廢鋼比奠定基礎(chǔ)。

（2）提高了鐵水包使用效率，使鐵水包耐材侵蝕情況可量化。通過鐵水液位和重量的關(guān)系，可輔助判斷出耐材正常侵蝕情況，避免鐵水包過度修包或欠維修的情況。此外因鐵水放入過程液位準(zhǔn)確，可避免鐵水裝入過多導(dǎo)致鐵水車燒損，及高液位鐵水包在運輸中的安全風(fēng)險。

（3）通過采用先進(jìn)測量設(shè)備，輔助信息化手段對鐵水液位進(jìn)行精確計量記錄，可追溯數(shù)據(jù)，便于分析，更是為推進(jìn)鐵水“一包到底”操作理念的推行打下良好基礎(chǔ)，符合公司轉(zhuǎn)型升級要求。

六、結(jié)束語

從近一年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，通過增加該系統(tǒng)可有效提高鐵水包M值符合率，滿足±2.5噸的占比在80%，較目前23.6%的符合率有明顯提升。

參考文獻(xiàn)

[1]李振強；鐵水罐鐵水液位測量顯示系統(tǒng)的設(shè)計[J]；自動化應(yīng)用；2015年12期.

[2]徐大勇；鐵水溫度價值的分析和評價[J]；冶金能源Vo1.26；2007年5月

[3]李振強；高爐雷達(dá)探尺的設(shè)計及應(yīng)用[J]；裝備制造技術(shù)；2016年01期.

（作者單位：江蘇永鋼集團(tuán)有限公司）