任華金,謝 超,張明星

(四川德勝集團(tuán)釩鈦有限公司,四川樂山614900)

?

生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)在煉鋼轉(zhuǎn)爐上的實(shí)施與應(yīng)用

任華金,謝 超,張明星

(四川德勝集團(tuán)釩鈦有限公司,四川樂山614900)

摘 要:針對(duì)四川德勝集團(tuán)釩鈦有限公司煉鋼廠在轉(zhuǎn)爐上實(shí)施與應(yīng)用生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng),解決了物流、生產(chǎn)、設(shè)備之間的矛盾,提高了生產(chǎn)過程中諸多要素的適宜性,加快了生產(chǎn)節(jié)奏,保存了物流的暢通,提高了設(shè)備的可靠性。

關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)系統(tǒng);煉鋼轉(zhuǎn)爐;實(shí)施;應(yīng)用

1 引言

四川德勝集團(tuán)釩鈦有限公司煉鋼廠通過三期技改在2012年1月完成了2套脫硫站、3座80t轉(zhuǎn)爐、2套六機(jī)六流連鑄機(jī)的建設(shè)。在煉鋼生產(chǎn)組織和工藝過程上存在如下問題:一是物流上產(chǎn)品生產(chǎn)批量大,有大量的不同種類的原料和半成品及燃料同時(shí)進(jìn)入生產(chǎn)過程(鐵水、廢鋼、散狀料、脫氧材料等);從鐵水到鋼水、再到連鑄坯,在整個(gè)生產(chǎn)過程中,原材料的化學(xué)特性、物理特性和機(jī)械特性都在不斷變化;在物流轉(zhuǎn)換過程中,不但有熱金屬流的產(chǎn)生,而且伴有能量和水的大量消耗;是一個(gè)多維、非線性、動(dòng)態(tài)和開放的復(fù)雜系統(tǒng)。二是生產(chǎn)工藝過程上,生產(chǎn)過程主要是連續(xù)的,帶有間隙性,工藝路線相對(duì)固定,但存在多途徑性,前后工序的物流協(xié)調(diào)、時(shí)間節(jié)奏匹配較困難,工序銜接不緊湊。三是崗位操作和設(shè)備管理上,存在諸多不規(guī)范和對(duì)生產(chǎn)過程無法進(jìn)行跟蹤、還原分析,特別是不能對(duì)轉(zhuǎn)爐的工藝參數(shù)、操作過程以及設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行系統(tǒng)分析、保存,對(duì)事故、故障無法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

結(jié)合我公司現(xiàn)有狀況,完善轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程跟蹤系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉捷,以進(jìn)一步規(guī)范轉(zhuǎn)爐冶煉操作技術(shù),加強(qiáng)物流流通管理和生產(chǎn)過程管理,提高設(shè)備管理裝備水平,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程全程跟蹤控制,提升轉(zhuǎn)爐冶煉水平。

2 生產(chǎn)工藝流程及現(xiàn)狀分析

全廠工藝流程如圖1所示:

煉鋼生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)狀:

圖1　煉鋼工藝流程圖

改造之前四川德勝釩鈦公司煉鋼L1級(jí)系統(tǒng)覆蓋了煉鋼廠主要工藝環(huán)節(jié),包括脫硫、轉(zhuǎn)爐提釩、轉(zhuǎn)爐煉鋼、連鑄等工序,具備了較好的技術(shù)及裝備條件,為全廠生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)的建立奠定了基礎(chǔ)。在人力資源管理方面,經(jīng)過多年的信息技術(shù)應(yīng)用,已經(jīng)具備實(shí)施全廠生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)的人力資源條件。但是,四川德勝釩鈦公司煉鋼廠生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀存以下的問題:

(1)運(yùn)行的各系統(tǒng),都以滿足現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備控制為主,缺少上位系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)過程的管理,生產(chǎn)作業(yè)信息不能實(shí)時(shí)收集、及時(shí)有效的共享。

(2)各個(gè)工序崗位操作人員在進(jìn)行正常生產(chǎn)的同時(shí),還要在計(jì)算機(jī)終端上進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的電子記錄,另外也要按要求在操作記錄上進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)的重復(fù)記錄。這些工作不但給崗位帶來了巨大的工作量,數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性無法保證,還使得前后生產(chǎn)工序基本不能有效的共享,仍需要通過電話進(jìn)行聯(lián)系通報(bào)必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

(3)由于缺少計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件支持,各個(gè)崗位的原始電子記錄數(shù)據(jù)無法在其他管理崗位(如生產(chǎn)技術(shù)科等)直接計(jì)算處理,造成管理崗位人員需要手工按照原始記錄,進(jìn)行報(bào)表分析統(tǒng)計(jì),不但工作量巨大,而且報(bào)表一旦調(diào)整,需要投入大量人工進(jìn)行重新計(jì)算。關(guān)鍵工序基礎(chǔ)信息狀況見表1。

表1　

因此四川德勝釩鈦公司煉鋼廠需要通過生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)工序生產(chǎn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集及管理,自動(dòng)的報(bào)表分析及統(tǒng)計(jì),降低崗位的勞動(dòng)強(qiáng)度;實(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)工序之間的橫向及縱向的信息集成,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋼廠的功能集成,提升鋼廠的整體經(jīng)濟(jì)效益,滿足公司發(fā)展變革的需要。

為了達(dá)到生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)全程跟蹤實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,經(jīng)過認(rèn)真分析研究,公司同意在轉(zhuǎn)爐工序優(yōu)先實(shí)施生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)。

3 生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跟蹤目標(biāo)

(1)通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)手段實(shí)現(xiàn)相關(guān)過程數(shù)據(jù)的有效自動(dòng)收集、管理、歷史存儲(chǔ)。

(2)通過自動(dòng)工序生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集,重點(diǎn)解決崗位操作人員手工數(shù)據(jù)多次(計(jì)算機(jī)終端、崗位記錄)重復(fù)錄入的問題。

(3)對(duì)自動(dòng)收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)按照爐次、工藝路線組織后進(jìn)行工序間的共享,實(shí)現(xiàn)煉鋼廠的物流跟蹤。

(4)對(duì)自動(dòng)收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)按照生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)要求,自動(dòng)完成報(bào)表統(tǒng)計(jì)分析、歷史數(shù)據(jù)查詢。

(5)接收檢化驗(yàn)系統(tǒng)鐵水、過程樣檢化驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4 生產(chǎn)過程跟蹤系統(tǒng)主要功能

4.1 轉(zhuǎn)爐調(diào)度監(jiān)視功能

圖2中:a.3座轉(zhuǎn)爐實(shí)時(shí)狀況;b.轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量;c.3座轉(zhuǎn)爐的最近3爐的生產(chǎn)節(jié)奏;d.3座轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)、氧槍變頻器實(shí)時(shí)報(bào)警狀況;e.技術(shù)指標(biāo)及生產(chǎn)記錄;f.轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量上班、當(dāng)班、當(dāng)日實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);g.3座轉(zhuǎn)爐最近4爐生產(chǎn)節(jié)奏表,包含爐號(hào)、兌鐵始、吹煉始、吹煉終、出鋼始、出鋼終、作業(yè)周期。

圖2　(a) 生產(chǎn)調(diào)度監(jiān)視主界面

圖2　(b) 轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)、氧槍變頻器界面

圖2　(c) 班生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)界面

4.2 生產(chǎn)記錄登記功能

圖3中:a.轉(zhuǎn)爐夜、白、中三班的生產(chǎn)指標(biāo)錄入、修改;b.轉(zhuǎn)爐夜、白、中三班生產(chǎn)調(diào)度記事錄入、修改;c.當(dāng)日生產(chǎn)指標(biāo)的錄入、修改;d.單日工作安排內(nèi)容錄入、修改。

圖3　生產(chǎn)記錄登記主界面

4.3 設(shè)備監(jiān)視功能

4.3.1 主監(jiān)視功能(見圖4)

a.轉(zhuǎn)爐實(shí)時(shí)狀態(tài);b.轉(zhuǎn)爐最近的操作事件;c.轉(zhuǎn)爐最近變頻器報(bào)警信息;d.轉(zhuǎn)爐變頻器實(shí)時(shí)監(jiān)控;e.轉(zhuǎn)爐氧槍變頻器實(shí)時(shí)監(jiān)控;f.其它設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控。

圖4　設(shè)備監(jiān)視主界面

4.3.2 傾動(dòng)設(shè)備監(jiān)視功能(見圖5)

a.轉(zhuǎn)爐4個(gè)傾動(dòng)變頻裝置準(zhǔn)備好、故障、故障代碼、電機(jī)電流實(shí)時(shí)值;b.曲線方式實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)爐4個(gè)傾動(dòng)變頻裝置電機(jī)電流值;c.曲線方式實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)控制參數(shù),包含傾動(dòng)角度、爐前速度、爐后速度、中控速度。

圖5　傾動(dòng)設(shè)備監(jiān)視主界面

4.3.3 氧槍設(shè)備監(jiān)視功能(見圖6)

a.轉(zhuǎn)爐A、B兩個(gè)氧槍變頻裝置準(zhǔn)備好、故障、故障代碼、電機(jī)電流實(shí)時(shí)值;b.轉(zhuǎn)爐A、B兩個(gè)氧槍張力實(shí)時(shí)值;c.工作氧槍冷卻水實(shí)時(shí)值,包括進(jìn)水壓力、進(jìn)水流量、進(jìn)水溫度、出水流量、出水溫度;d.曲線方式實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)爐A、B兩個(gè)氧槍變頻裝置電機(jī)電流值。

圖6　氧槍設(shè)備監(jiān)視界面

4.3.4 其它設(shè)備監(jiān)視功能(見圖7)

a.轉(zhuǎn)爐汽包設(shè)備實(shí)時(shí)值,包括汽包壓力、汽包液位、補(bǔ)充水流量、補(bǔ)充水壓力、出口蒸汽流量;b.轉(zhuǎn)爐除塵設(shè)備實(shí)時(shí)值,包括風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、煙罩升降、煤氣回收;c.轉(zhuǎn)爐本體冷卻水實(shí)時(shí)值,包含括爐體出水溫度、爐體出水流量、爐體冷卻水壓力;d.曲線方式實(shí)時(shí)顯示1#轉(zhuǎn)爐汽包液位、汽包壓力。

圖7　其他設(shè)備監(jiān)視界面

4.4 歷史數(shù)據(jù)追溯功能(見圖8)

完成設(shè)備歷史操作事件、歷史故障發(fā)生時(shí)傾動(dòng)變頻器電流趨勢(shì)及傾動(dòng)控制趨勢(shì)。

圖8　歷史數(shù)據(jù)迫溯界面

4.5 設(shè)備運(yùn)行原始記錄功能

完成轉(zhuǎn)爐設(shè)備原始運(yùn)行記錄分類查詢及導(dǎo)出功能,包括操作動(dòng)作、傾動(dòng)系統(tǒng)、氧槍系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐本體、頂吹系統(tǒng)、底吹系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、汽包系統(tǒng)(見圖9)。

4.6 生產(chǎn)過程跟蹤功能

圖10中:a.轉(zhuǎn)爐狀態(tài);b.轉(zhuǎn)爐基本信息; c.轉(zhuǎn)爐輔料信息;d.轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)時(shí)序;e.轉(zhuǎn)爐測(cè)溫;f.轉(zhuǎn)爐合金加料;g.轉(zhuǎn)爐過程樣、成品樣,提釩爐最近半鋼樣、鋼渣樣;h.槍位曲線;i.吹煉介質(zhì)流量曲線。

5 效果評(píng)價(jià)

實(shí)施生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)后解決了以下問題:

(1)采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)重要工藝控制參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集并保存,其數(shù)據(jù)收集頻率可縮短在毫秒級(jí),以便工藝人員進(jìn)行工藝分析及工藝事件事后追溯分析。

(2)通過對(duì)重要操作事件的記錄,實(shí)現(xiàn)重要操作行為監(jiān)控以杜絕操作違章,同時(shí)作為作業(yè)操作過程分析的依據(jù)以改進(jìn)優(yōu)化煉鋼作業(yè)操作。

(3)通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)手段實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐相關(guān)過程數(shù)據(jù)(吹氧量、原輔料合金加料數(shù)據(jù)等)、重要工藝參數(shù)(槍位、轉(zhuǎn)爐爐體位置、電機(jī)電流等)的有效自動(dòng)收集、管理、歷史存儲(chǔ)(5到10年)。

(4)對(duì)自動(dòng)收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)按照生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)要求,自動(dòng)完成轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì),提供量化考核依據(jù)。

(5)為工藝人員、統(tǒng)計(jì)人員提供轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)查詢、重要工藝控制參數(shù)歷史趨勢(shì)查詢。

圖9　設(shè)備運(yùn)行原始記錄界面

圖10　生產(chǎn)過程跟蹤界面

(6)通過實(shí)現(xiàn)煉鋼轉(zhuǎn)爐工序從兌鐵開始到出鋼結(jié)束的時(shí)序跟蹤,完整記錄轉(zhuǎn)爐冶煉周期的兌鐵開始時(shí)間、主吹時(shí)間、補(bǔ)吹時(shí)間、出鋼開始時(shí)間、出鋼結(jié)束時(shí)間、濺渣時(shí)間,為煉鋼優(yōu)化工藝作業(yè)時(shí)間,加強(qiáng)物流銜接通過做數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

運(yùn)行兩年多來,四川德勝釩鈦公司煉鋼廠的各項(xiàng)指標(biāo),特別是鋼鐵料消耗、輔料消耗、冶煉時(shí)間等等都有了大幅度降低,達(dá)到了歷史最好水平,取得最佳效益。同時(shí)在生產(chǎn)組織上找到了最優(yōu)的冶煉模式、最暢通的物流方式、最好的原料搭配。

通過對(duì)轉(zhuǎn)爐工序生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)的實(shí)施,不但為解決生產(chǎn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)查詢、工藝紀(jì)律執(zhí)行情況和設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化控制等需求提供了最原始的依據(jù),又改變了采用傳統(tǒng)的管理方式和數(shù)據(jù)手工記錄模式的低效率工作方式,也為我公司在脫硫工序和連鑄工序采用生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)提供了引領(lǐng)作用。

6 結(jié)束語

生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)在轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中的實(shí)施與應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)連接高層MES與底層基礎(chǔ)自動(dòng)化的溝通橋梁,以點(diǎn)到面,為建立完善的生產(chǎn)信息化平臺(tái)打下良好基礎(chǔ),逐步從根本上實(shí)現(xiàn)了管控、經(jīng)營、生產(chǎn)各個(gè)層面的優(yōu)化控制與優(yōu)化管理,全面提升了企業(yè)現(xiàn)代管理水平和綜合競(jìng)爭(zhēng)力。

Production Process Data Tracking System in the Implementation and Application of Steel-making Converter

REN Hua-jin,XIE Chao,ZHANG Ming-xing
(Productive Department of Sichuan Desheng Group Vanadium And Titanium Co.,LTD,Leshan 614900,Sichuan,China)

Abstract:Based on sichuan DE sheng group steel vanadium and titanium co.,LTD In the implementation and application of the production process of converter data tracking system,Solve the contradiction between logistics equipment,To improve the suitability of many elements in the process of production,To speed up the production rhythm,logistics flow,the reliability of the equipment.

Key words:data system;steelmaking converter;implementation;application

作者簡(jiǎn)介:任華金,主任工程師,主要從事煉鋼設(shè)備技術(shù)和設(shè)備管理等工作。

文章編號(hào):1001-5108(2016)01-0053-10

中圖分類號(hào):TF345

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B