轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化控制技術(shù)研究

1、2016年第16期工業(yè)技術(shù)科技創(chuàng)新與應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化控制技術(shù)研究溫偉萍王偉(新鋼集團(tuán)公司自動(dòng)化部一鋼自動(dòng)化車間,江西新余338000引言近年來,隨著國際鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展,低價(jià)高質(zhì)的鋼鐵不斷流入國內(nèi),我國較國際相比較為落后的鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)導(dǎo)致我國鋼材的價(jià)格卻居高不下,使得我國的鋼鐵市場受到了巨大的威脅。在當(dāng)今的國際鋼材市場中,客戶對鋼材的質(zhì)量要求越來越高,愿意支付的價(jià)格卻在慢慢降低,目前我國的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)出來的鋼材質(zhì)量不高,能耗卻不少,并且鋼材種類也較少,缺少精品鋼與特種鋼這兩類的鋼材。面對激烈的國際競爭,我國鋼鐵企業(yè)要脫穎而出就這就迫使鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)不得不革新自己的生產(chǎn)技術(shù),運(yùn)用現(xiàn)代化的

2、自動(dòng)控制技術(shù)來提升轉(zhuǎn)爐煉鋼的能力,使得產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)能力都得到大幅提升,只有這樣才能讓我國鋼鐵企業(yè)在國際市場競爭中享有價(jià)格優(yōu)勢,讓我們在國際市場中占有一席之地。文章著重研究了轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化控制技術(shù)帶來的生產(chǎn)效果,以期通過運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)來提高鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量,增加產(chǎn)品品種,增強(qiáng)我國鋼鐵企業(yè)的國際競爭力。1轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)控制操作煉鋼區(qū)主要包括鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐或電爐、爐外精煉、連續(xù)鑄錠四個(gè)工序或車間其控制內(nèi)容如下:在煉鋼區(qū),主要有鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐或電爐、爐外精煉、連續(xù)鑄錠這四個(gè)步驟或是車間,它主要的控制內(nèi)容有以下幾個(gè):(1鐵水預(yù)處理自動(dòng)控制:高爐爐前鐵水脫硅、噴吹法與攪拌法鐵水單脫硫自動(dòng)控制等。(2轉(zhuǎn)

3、爐自動(dòng)控制:洪氧系統(tǒng)爐體傾動(dòng)、底吹系統(tǒng)、爐口微差壓、副原料輸運(yùn)與材料投放系統(tǒng)、燃?xì)饣厥障到y(tǒng)等自動(dòng)控制。(3電弧爐自動(dòng)控制:廢鐵廢鋼、散裝材料、配料、噴碳粉、電弧爐本體(氧氣燃燒幫助熔鐵熔鋼、吹氧槍、爐內(nèi)壓、控制電極等自動(dòng)控制、冷卻水流量、壓為、熱度與溫差的監(jiān)控,鍋爐、斷網(wǎng)斷水自動(dòng)保護(hù)等、排煙與除塵系統(tǒng)等。(4爐外精煉自動(dòng)控制:控制AOD爐和相對濕度真空處理裝置、LF鋼包精煉爐真空的控制、運(yùn)用CAS-OB法密封吹氧微調(diào)裝置的控制、真空鋼包噴粉脫硫控制等。(5無間斷鑄鋼自動(dòng)控制:設(shè)備運(yùn)作與停止順序與鑄坯的跟控與定長切割、打標(biāo)號(hào)、鑄建速度、壓為、結(jié)晶器鋼水溫度、結(jié)晶器冷卻水流量、結(jié)晶器鋼水液體位置等

4、自動(dòng)控制,開澆、中間包鋼水液位和保護(hù)渣加入控制等。2原料的配比稱量與控制2.1廢棄鋼材的配比使用平臺(tái)電子稱將本次配比完成的廢棄鋼材的品種、單一品種的重量與總重量等信息輸入進(jìn)電爐的控制系統(tǒng)PLC或是DCS中去,爐鋼會(huì)根據(jù)鍋爐內(nèi)容與廢棄鋼材的實(shí)際情況來進(jìn)行單批次或是多批次的配料。2.2散裝配料的測控我們將冶金用礦石、焦炭粉、石灰粉、幫助鋼鐵熔化和修補(bǔ)鍋爐時(shí)所使用的粉狀及顆粒裝的原料稱作為散裝料,這些散裝料使用PLC來控制管理,它主要的作用有:根據(jù)冶煉時(shí)爐內(nèi)所需的原料與重量來進(jìn)行輸料;根據(jù)所選計(jì)劃通過給料機(jī)將原料運(yùn)輸給稱量斗,并對這些原料的種類、重量及給料進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,供給原料的速度在原料重量小于原

5、本設(shè)定的90%時(shí)加快,在達(dá)到90%時(shí)速度減慢,當(dāng)達(dá)到原設(shè)定值的100%時(shí)停止給料;對下料進(jìn)行控制,當(dāng)稱量斗將所需物料配好之后,位于稱量斗下方的給料機(jī)就會(huì)將配料放至膠帶運(yùn)輸機(jī)上運(yùn)送進(jìn)爐內(nèi);可以一次配比多種原料,大大縮短了配料所需時(shí)間;將本次運(yùn)輸進(jìn)爐內(nèi)的原料信息傳送到電弧爐的總控制系統(tǒng)中去。3電弧爐爐體控制3.1氧燃助熔控制為了降低鋼鐵在熔化期間所需的電耗與減少鋼鐵熔化時(shí)間,在電弧爐內(nèi)配有氧氣與燃料助熔物料。一般助熔所使用的燃料為:天然氣、焦油與廢油、煤炭粉等。氧氣燃燒助熔系統(tǒng)是由給定器來控制氧氣的流量與配比,通過壓為與溫度來計(jì)算燃燒中所需要的燃?xì)馀c氧氣流量。3.2吹氧控制目前所擁有的吹氧方式有兩

6、種:一是使用自耗式鋼管由電弧爐門往熔化池吹氧;二是通過升降機(jī)從電弧爐的頂部往熔化池內(nèi)吹氧。自耗式鋼管的檢測與控制與轉(zhuǎn)爐相類似,將氧氣一次性壓為可自動(dòng)控制的流量,再根據(jù)熔化池內(nèi)的剛睡溫度與所含碳量的多少由計(jì)算機(jī)或者是工作人員計(jì)算出所需氧流量。在吹氧過程中,壓為系統(tǒng)自動(dòng)控制來穩(wěn)定壓為,吹氧人操控鋼管按計(jì)算出的流量來完成吹氧。升降式吹氧方法的吹氧信號(hào)是從吹氧槍所在位置發(fā)出,它的吹氧過程與自耗式相同。3.3爐內(nèi)煙塵控制在電弧爐內(nèi),煙道與排煙口之間是有一定空隙的,這是因?yàn)榕艧熆谂c電弧爐會(huì)一起搖動(dòng),無法做到與煙道無縫連接。并且爐內(nèi)也需要空氣幫助煙氣中的可燃物質(zhì)在煙道管中燃燒完成,等這些物質(zhì)冷卻后除塵系統(tǒng)可

7、以完成除塵,達(dá)到可排放標(biāo)準(zhǔn)后再由機(jī)器將這些物質(zhì)排入大氣。3.4電弧爐電極升降控制4結(jié)束語總而言之,要完成轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化控制,其本質(zhì)就是要能做到“高產(chǎn)低耗”,要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),就必須要全面實(shí)施與運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)。我們應(yīng)該要充分利用轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化控制技術(shù)來提高生產(chǎn)效率,在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)提高我們的鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量,讓鋼水鐵水盡量保持恒溫,降低鋼鐵成分的波動(dòng),提高燃?xì)饣厥帐褂寐?為企業(yè)創(chuàng)造更多的盈利空間。隨著科技的進(jìn)步,自動(dòng)化控制技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展,在未來,轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化控制技術(shù)必定會(huì)更加成熟,可以利用光學(xué)等技術(shù)來對爐內(nèi)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)測量與監(jiān)控等。這些新興的科技與人工智能在未來都將為鋼鐵生產(chǎn)帶

8、來新鮮動(dòng)力,從而使得我國轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化控制技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展與提升。參考文獻(xiàn)1曹毅.轉(zhuǎn)爐煉鋼中的自動(dòng)化常見問題及應(yīng)對措施分析J.科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(11:84.2TIAN Chao,WU Min,CAO Wei-hua.Design of Synthesis Automatic Control System For Steel-making ConverterJ.Automation and Instru-mentation,2005,20(6:1-3,8.3李光輝,劉青.轉(zhuǎn)爐煉鋼過程工藝控制的發(fā)展與展望J.鋼鐵研究學(xué)報(bào), 2013,25(1:1-4.4孫鳳梅,劉飛,程奎生,等.沙鋼180t轉(zhuǎn)爐自動(dòng)煉鋼控制工藝的建立與實(shí)踐J.中國冶金,2013(12:34-38.摘要:我國作為工業(yè)大國,轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)能力卻不夠,產(chǎn)出的鋼鐵質(zhì)量較低,生產(chǎn)成本較高,這與目前提倡的低成本高質(zhì)量的綠色生產(chǎn)觀念相悖,不利于我國鋼鐵行業(yè)向國際市場發(fā)展。針對此