煉鋼廠連鑄自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

易 英，張 譯

（新余鋼鐵集團(tuán)有限公司，江西 新余 338000）

第二煉鋼廠從2008年成立轉(zhuǎn)爐項(xiàng)目部已來，2008年建立1#、2#機(jī)2臺(tái)二機(jī)二流連鑄機(jī)、2010年建立3#一機(jī)一流連鑄機(jī)，自投產(chǎn)以來三臺(tái)連鑄機(jī)的結(jié)晶器液位檢測(cè)系統(tǒng)均為渦流液面控制，渦流液面控制的探頭采用垂直安裝在結(jié)晶器上口，每次手動(dòng)開澆完成后，人工將探頭移到結(jié)晶器固定架上后才能進(jìn)行液位自動(dòng)控制。目前渦流探頭的安裝方式不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開澆。每次更換水口或快換中包，都需要提前將渦流傳感器從結(jié)晶器安裝支座上取下來，等水口更換或中包快換后，待液位基本穩(wěn)定后，將渦流傳感器重新安裝在結(jié)晶器的支架上，這個(gè)過程很容易將傳感器的陶瓷外殼打碎，且傳感器的拆裝會(huì)造成按照位置發(fā)生變化，從而造成液位高度變化。本文我們將針對(duì)這些應(yīng)用中的問題進(jìn)行分析探討，并針對(duì)這些問題提出對(duì)現(xiàn)有鑄鋼自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)的改進(jìn)方案，以此有效提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率[1]。

1 關(guān)于連鑄自動(dòng)開澆和加渣

連續(xù)開澆是指打開滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，讓鋼水能從鋼桶中經(jīng)上水口、上下滑板、再從下水口溜出，整個(gè)過程是針對(duì)滑動(dòng)水口而言，在這個(gè)過程中會(huì)因?yàn)槿斯た刂茊栴}導(dǎo)致漏鋼，則需要花大量的人力物力去解決，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)效率影響極大，因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中針對(duì)開澆時(shí)的機(jī)器啟動(dòng)、鋼水結(jié)晶干擾、鋼渣上浮干擾、流場(chǎng)不規(guī)則等問題進(jìn)行思考，增設(shè)自動(dòng)開澆系統(tǒng)，以此解決這些問題。

加渣是指向結(jié)晶器加保護(hù)保護(hù)渣，在連鑄生產(chǎn)中，為了更好的達(dá)到絕熱保溫、防止鋼液二次氧化、潤滑鑄坯、減少鑄坯粘結(jié)漏鋼、改善結(jié)晶器傳熱等效果，則需要不斷向結(jié)晶器的鋼液中加保護(hù)渣，但目前新鋼公司還采取的人工加渣的方式，在人工加渣過程中，加多少、什么時(shí)候加、多久加一次全靠工人經(jīng)驗(yàn)來判斷，隨機(jī)性太大，這極易造成鑄坯表面質(zhì)量缺陷甚至粘結(jié)漏鋼事故等問題，本次研究我們也對(duì)此進(jìn)行了思考，設(shè)計(jì)自動(dòng)加渣系統(tǒng)，使其能自動(dòng)加渣持續(xù)、均勻的添加保護(hù)渣，有效彌補(bǔ)了現(xiàn)有手動(dòng)加渣的諸多問題[2]。

2 自動(dòng)化加渣系統(tǒng)與開澆系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本次研究，我們直接對(duì)新鋼公司的3臺(tái)連鑄機(jī)的液位控制及檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行改造，根據(jù)工藝要求，自動(dòng)化、技術(shù)部協(xié)同可以完成自動(dòng)開澆軟件方面的設(shè)計(jì)及調(diào)試及接口對(duì)接事宜，機(jī)械部協(xié)同完成結(jié)晶器改造及能源對(duì)接事宜，電氣部門協(xié)同完成電纜、管道鋪設(shè)及P3懸臂操作箱改造事宜，具體建設(shè)內(nèi)容如下表（表1）。

表1 自動(dòng)化加渣系統(tǒng)與開澆系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3 自動(dòng)化加渣系統(tǒng)與開澆系統(tǒng)應(yīng)用效果

3.1 節(jié)約人力成本，減少廢坯產(chǎn)生

事實(shí)證明在對(duì)三臺(tái)連鑄機(jī)增設(shè)自動(dòng)化加渣系統(tǒng)和開澆系統(tǒng)后，能有效減少人工成本和廢料產(chǎn)生。通過計(jì)算：從勞動(dòng)力方面，以3臺(tái)鑄機(jī)5個(gè)流為例，手動(dòng)開澆方式至少需要每班每流配置一名操作工，再加上協(xié)助人員，每班至少配置7名操作工。但采用了鐳目塞棒數(shù)控系統(tǒng)后，可實(shí)現(xiàn)從開澆到結(jié)束的全自動(dòng)澆鑄，每班至少可以減少1名操作人員，以正常的4班3倒來算，一共可以減少4人，按每人年均收入7萬元算，則每年僅在用工成本上可以節(jié)約28萬元；不僅如此，電磁液位計(jì)嵌入安裝結(jié)晶器上面，外殼為奧氏體耐高溫材料，不容易損壞，在提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，還極大的減少了維修、維護(hù)成本，初步估計(jì)因電磁液位計(jì)的低故障率年獲純利180萬元以。上從減少廢坯方面來看，按照3天開澆一次，每次開澆后，手動(dòng)液位控制時(shí)間從原來的10min縮減到2min，則過渡鑄坯長度從10m可縮減到2m內(nèi)。則每次開澆可減少8m過渡鑄坯。一年（360天）則少120*8=960m過渡鑄坯。則每年少過渡鑄坯2t/m*960=1920t，每噸純利200元，則年獲得純利38.4萬元；由此可見，自動(dòng)化加渣系統(tǒng)和開澆系統(tǒng)能為企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益，為企業(yè)節(jié)約成本。

3.2 提高生產(chǎn)效率，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

在改進(jìn)之前渦流液位計(jì)無自動(dòng)開澆功能，拉速需要更長的時(shí)間才能達(dá)到設(shè)定拉速，需要更長的時(shí)間才能達(dá)到自動(dòng)液位控制，每次開澆，采用電磁液位計(jì)平均每次開澆能多出鋼2m，年多出鑄坯360m。每次更換水口或快換，電磁液位計(jì)具有更快時(shí)間進(jìn)入液位自動(dòng)控制，這個(gè)也能每次多增加出鑄坯量3m以上，則年多出鑄坯2160m。僅僅這兩項(xiàng)合計(jì)每年多出鑄坯2520m，按每米鑄坯重量2t計(jì)算，則每年多出鑄坯5040t，每噸利潤200元，則年獲得純利100萬元。因電磁液位計(jì)與更高的可靠性、更低的故障率，這將進(jìn)一步增加多出鋼量。不僅如此，通過電磁液位計(jì)能更好的穩(wěn)定性和液位檢測(cè)精度，這將更助于提高鑄坯表面質(zhì)量，這對(duì)于新鋼廠后期生產(chǎn)一些對(duì)精度要求高的特殊鋼種有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[3]。

4 結(jié)語

在煉鋼生產(chǎn)過程中，連鑄是生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)，自動(dòng)開澆、加渣技術(shù)系統(tǒng)不僅可以有效解決現(xiàn)有煉鋼過程中出現(xiàn)的漏鋼、安全、效率等問題，還能更好的提高鋼材質(zhì)量，減少企業(yè)生產(chǎn)成本，這能為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，還能有效提升新鋼公司的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此我們?cè)谶B鑄系統(tǒng)改進(jìn)過程中，充分利用信息化技術(shù)，采用傳感器、數(shù)據(jù)傳輸模塊、自動(dòng)澆注手臂、計(jì)算機(jī)信息化系統(tǒng)等先進(jìn)化的信息工具，對(duì)煉鋼過程中的每一個(gè)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)化改進(jìn)只有這樣才能獲得高精度、高質(zhì)量的諧調(diào)控制效果，才能有效提高工作效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量。