邯鋼120噸轉爐副槍自動化煉鋼技術的實施優化

摘要：文章針對邯鋼一煉鋼廠副槍技術的具體應用過程，詳細介紹了邯鋼在引進的副槍技術上不斷完善優化，對存在的問題逐一拿方案，逐一解決、消化和吸收，并在后續生產中正常運行，取得了滿意的效果。

關鍵詞：轉爐副槍；自動化煉鋼；副槍平臺

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

1 項目概況

煉鋼廠在規劃之初確定了部分關鍵技術和設備國外引進的整體思路，其中轉爐副槍為引進項目之一。副槍系統在轉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、測量熔池內金屬液面

位置。

2008年，邯鋼公司與達涅利康麗斯荷蘭公司簽定引進轉爐副槍、動靜態控制和底吹系統技術附件，副槍項目全面啟動。為了確保這套系統在一煉鋼廠建成后快速的達產達效，項目組從項目啟動到后期生產過程，做了大量細致的工作。2010年11月開始副槍機械設備安裝，于2011年3月24日在1#轉爐第一爐順利使用，2011年4月28日在2#轉爐副槍也順利投入使用，2011年7月17日在3#轉爐副槍也順利投入使用，并在后續生產中正常運行，我們很順利地由以前的人工倒爐測溫取樣變成了現在的副槍自動取樣，既節省了冶煉時間，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，一旦副槍出現問題，操作工不能及時知曉其中的原委，與此同時，設備人員也不是特別了解，將副槍HMI畫面進行漢化處理。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。為一煉鋼投產初期的穩定運行以及眾多新產品的快速開發，提供了堅實的保障，取得了良好的經濟效益。

2 轉爐副槍技術概況

轉爐副槍技術是通過副槍檢測轉爐內鋼水溫度、碳含量、氧活度、液面高度以及取樣分析鋼水成分，在轉爐計算機過程控制系統上進行數據分析計算后給出所有操作參數，由轉爐一級系統自動執行這些參數，最終達到轉爐冶煉目標的煉鋼操作的工藝，其關鍵點在于副槍測量數據的準確性以及穩定性。

3 副槍項目實施過程

副槍模型依據轉爐生產的初始條件（如鐵水溫度、重量、成分、廢鋼質量、分類）、要求的終點目標（鋼水的終點溫度、成分）以及以往爐次的參考數據，計算出本爐次的耗氧量，確定各種熔劑的加入量。當轉爐吹氧達到氧耗量的85%時，副槍開始測溫、定碳，并把測到的結果送入計算機，動態模型根據副槍測到的實際值作為初值，計算出達到轉爐吹煉目標溫度和碳含量所需補吹的氧量和冷卻劑量。

3.1 模型軟件架構

在軟件方面，副槍模型分為靜態模型和動態模型兩部分，分別在轉爐冶煉工藝的不同階段起作用。在硬件方面，它包括兩臺雙機冷備的模型服務器、一臺維護工程師站、一臺冶金工藝工程師站和5臺OWS站操作員站。模型服務器和工程師站設置在計算機室，操作員站分別位于轉爐主控室、鐵水倒罐站、廢鋼間、鐵水脫硫站、鋼包熱修間和生產調度室，冶煉數學模型煉鋼計算機系統配置如圖1所示。

3.2 實施步驟

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

2011年10月增加脫磷預測功能，對煉鋼起到了很好的作用，以使用副槍、動靜態模型為主要內容的轉爐計算機自動煉鋼工作的開展，使一煉鋼廠120噸轉爐煉鋼生產在投產之初就很快步入穩定狀態，副槍、底吹系統和SDM模型日趨完善，模型運算結果符合生產實際，現場操作工人對副槍及計算機模型的指導更加信賴，副槍系統運行穩定可靠，轉爐吹煉終點控制精度高，轉爐操作技術經濟指標改善明顯。

4 副槍的優化

4.1 主要優化工作

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

（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防的措施，提前進行了更換。

（3）鐵水、廢鋼和渣料配比合理，吹煉過程穩定，生產事故少?；诟睒寽y量的煉鋼模型根據鐵水成分、溫度條件和轉爐終點要求計算廢鋼和熔劑的加入量，計算過程嚴格依據物料平衡和熱平衡，在準確命中終點碳、溫目標的前提下，各種物料的加入量得到科學合理的優化，克服了根據經驗人工確定加料量的盲目性，使原材料和能源得到了最經濟的使用。同時，副槍及煉鋼模型的使用將轉爐煉鋼過程中的人為干擾因素降到最小，只要原材料條件穩定，轉爐吹煉就穩定，使轉爐吹煉過程趨于模式化。煉鋼廠投產以來，隨著副槍和動靜態控制系統作用的日益發揮，轉爐吹煉過程更加穩定。

4.2 副槍卷揚平臺動態性能優化

副槍在實際運行過程中，在運行至測量位時往往出現較大幅度的晃動，從而使副槍定位不準，不能及時下槍進行測溫定氧，并且在這種強烈的慣性沖擊下常常使機械連接處松動磨損，形成比較大的設備隱患，同時也加重了設備維護的強度，屬于副槍設計中的一個較大缺陷，針對現狀，將副槍旋轉電機的速度控制曲線進行修改，并且編寫程序，將副槍在高低速切換點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，使得卷揚平臺能很好地停止，不至于出現大幅度的晃動。主要優化旋轉電機速度控制曲線。優化后的旋轉電機速度曲線如圖2所示：

5 結語

一煉鋼廠實施轉爐副槍自動煉鋼工作剛剛開始幾個月，在改善吹煉穩定性、減少補吹爐數、縮短轉爐冶煉周期、提高勞動生產率、改善煉鋼工作環境等方面取得了令人滿意的初步成果。然而，這項工作畢竟還處于起步階段，盡管我們在原料條件、操作模式、計算機模型系統環境等方面順應副槍自動化煉鋼工藝的客觀要求，對于基礎工作進行了規范和完善，但是在副槍穩定應用、保證現場副槍機械限位穩定、排料閘門正常運行、生產數據的來源和可靠性方面還需要繼續做工作，才能形成完整的、符合新一煉鋼廠實際的數據體系和操作管理經驗，使副槍自動煉鋼系統的運行更加精確，在科學指導生產、提高轉爐操作指標、降低生產成本、創造經濟效益等方面發揮更大的作用。

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作者簡介：張太（1972—），男，河北邯鄲人，河北鋼鐵集團邯鋼一煉鋼廠工程師，研究方向：電氣管理。

（責任編輯：周 瓊）