唐龍

摘要：本文闡述了在現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐自動煉鋼的前提下，通過對轉(zhuǎn)爐關(guān)鍵設(shè)備性能優(yōu)化和改造，進(jìn)行了自動煉鋼技術(shù)的應(yīng)用實踐。主要介紹了大型轉(zhuǎn)爐關(guān)鍵設(shè)備改造應(yīng)用背景、改造總體思路、及改造后的實施效果，保證了煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定、安全運行。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵設(shè)備;自動煉鋼;合金加料;故障識別

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）02-0005-02

0 引言

隨著智能化時代的到來，轉(zhuǎn)爐自動控制系統(tǒng)智能化的改造，不僅擴充了系統(tǒng)功能，更完善了自動煉鋼的功能，同時也是自動化控制的發(fā)展趨勢[1]。我們運用智能化的思維，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，達(dá)到對煉鋼操作過程進(jìn)行識別。依靠數(shù)據(jù)充分利用數(shù)字技術(shù)，逐步完善智能煉鋼，將生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)化，圖形化，實現(xiàn)生產(chǎn)過程可控制、實時數(shù)據(jù)可顯示、歷史記錄可查詢，促進(jìn)煉鋼智能化，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量提升。

1 應(yīng)用背景

現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼品種很多，鋼水的成份和工藝有很大的不同，從提高產(chǎn)品質(zhì)量出發(fā)，我們對轉(zhuǎn)爐煉鋼控制系統(tǒng)進(jìn)行了智能化的優(yōu)化[2]。在轉(zhuǎn)爐冶煉開始，將鋼種輸入監(jiān)視畫面中，控制系統(tǒng)識別出與本鋼種匹配的轉(zhuǎn)爐底吹模型，識別出需要的鐵合金物料種類，根據(jù)不同的冶煉鋼種自動更新鐵合金物料的屬性，并以不同的顏色提示，聯(lián)鎖其合金物料不能操作。冶煉過程中，對所加合金物料的次數(shù)和重量進(jìn)行預(yù)警提示，實現(xiàn)精準(zhǔn)加料。從對關(guān)鍵設(shè)備安全及環(huán)保護(hù)出發(fā)，完善控制系統(tǒng)CPU故障報警功能，優(yōu)化兌鐵自動開氮封，增加氧槍橫移及提升安全技術(shù)功能。從而杜絕重大安全事故發(fā)生，保障關(guān)鍵設(shè)備穩(wěn)定運行，保障人身安全。

2 總體思路

依托宣鋼煉鋼現(xiàn)有自動化系統(tǒng)，在充分提高數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性的條件下，對煉鋼生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行識別、加工、預(yù)警，并對轉(zhuǎn)爐底吹控制、氧槍橫移安全提升、兌鐵自動開氮封技術(shù)進(jìn)行控制優(yōu)化，改進(jìn)加料設(shè)備及控制系統(tǒng)，使得自動化系統(tǒng)更好的服務(wù)于煉鋼生產(chǎn)，從而提高煉鋼產(chǎn)品的質(zhì)量和效益，降低設(shè)備故障率，保障關(guān)鍵設(shè)備穩(wěn)定運行。

3 實施方案

3.1 標(biāo)準(zhǔn)底吹控制模型技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)底吹控制模型技術(shù)是總結(jié)轉(zhuǎn)爐冶煉經(jīng)驗對轉(zhuǎn)爐底吹進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和自動化的控制技術(shù)?？朔鹘y(tǒng)控制系統(tǒng)控制差異性大、穩(wěn)定性差的缺點，開發(fā)四種轉(zhuǎn)爐底吹氮氬切換模型。（1）全程底吹氮氣模型即轉(zhuǎn)爐吹煉全程及吹煉間歇全程底吹氮氣。（2）全程底吹氬氣模型即開吹至出鋼結(jié)束全程吹氬，接收到濺渣護(hù)爐信號自動切換回氮氣。（3）12分鐘氮氬切換模型即開吹前12分鐘為氮氣，12分鐘后自動切換成氬氣至出鋼結(jié)束，接收到濺渣護(hù)爐信號自動切換回氮氣。（4）10分鐘氮氬切換模型即開吹前10分鐘為氮氣，10分鐘后自動切換成氬氣至出鋼結(jié)束，接收到濺渣護(hù)爐信號自動切換回氮氣。標(biāo)準(zhǔn)底吹控制模型具有完善的報警功能，當(dāng)設(shè)備故障時底吹控制的實際氣體種類與當(dāng)前底吹操作控制模型預(yù)設(shè)的氣體種類不一致時，在主操界面彈出對話框，提醒操作工及時進(jìn)行手動干預(yù)。

標(biāo)準(zhǔn)底吹控制模型操作畫面如圖1所示。在轉(zhuǎn)爐冶煉前，將鋼種輸入操作畫面中，控制系統(tǒng)自動識別出本鋼種，匹配相應(yīng)的轉(zhuǎn)爐底吹模型。

3.2 鐵合金物料甄別技術(shù)

鐵合金物料甄別技術(shù)是獨立于鐵合金物料料倉的鐵合金物料種類和屬性的識別技術(shù)[3]。鐵合金物料甄別技術(shù)需要建立鐵合金物料庫。鐵合金物料屬性包括每種鋼種是否需要加入，每種鋼種的加入上限，慢振值，落差值等屬性。結(jié)合鋼種識別技術(shù)，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)爐鐵合金操作的多重防錯預(yù)警功能。（1）控制系統(tǒng)自動識別出本鋼種，在對各個鐵合金料倉中的物料進(jìn)行分析后，自動判斷該種鐵合金物料是否與鋼種匹配。只有與鋼種相匹配的鐵合金物料才允許加料。在操作畫面中允許加入的鐵合金物料所在料倉提示顯示綠色，否則顯示紅色。（2）在一個冶煉周期內(nèi)，對合金加料次數(shù)進(jìn)行計數(shù)。在操作畫面中，當(dāng)加料次數(shù)大于1次時，數(shù)字顯示為紅色。（3）在一個冶煉周期內(nèi)，對鐵合金加料累計重量進(jìn)行分析判斷并顯示。在操作畫面中，對于本爐鋼允許加入的合金料累計重量超過標(biāo)準(zhǔn)范圍上限時，其背景顯示為紅色。（4）控制系統(tǒng)根據(jù)鐵合金物料屬性及料倉料位計算出當(dāng)前鋼種該鐵合金物料可以冶煉的剩余爐數(shù)。鐵合金物料識別操作畫面如圖2所示。

3.3 氧槍橫移及安全提升技術(shù)

氧槍橫移及安全提升技術(shù)是氧槍自動橫移換槍防漏水技術(shù)、氧槍橫移確認(rèn)連鎖技術(shù)、氧槍事故提升預(yù)警技術(shù)的集成[4]。一氧槍自動橫移換槍防漏水技術(shù)是在氧槍橫移換槍開始時執(zhí)行氧槍水的切換控制。當(dāng)突發(fā)氧槍漏水事件時，避免故障氧槍水流入轉(zhuǎn)爐中造成事故。二氧槍橫移確認(rèn)連鎖技術(shù)是在操作畫面中增加氧槍橫移的確認(rèn)連鎖控制開關(guān)，防止氧槍橫移的誤操作事故。三氧槍事故提升預(yù)警技術(shù)是事故氧槍提升操作在線顯示提示技術(shù)，避免造成事故提升對非在線槍提升超出上限事故。

3.4 兌鐵自動開氮封技術(shù)

轉(zhuǎn)爐氮氣消耗是轉(zhuǎn)爐重要的能源消耗之一，而氮封技術(shù)是轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的重要組成部分之一[5]。兌鐵自動開氮封技術(shù)是控制系統(tǒng)分析利用天車稱重數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)爐兌鐵信號，實現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐兌鐵時，自動打開氧槍口、副槍口、加料口氮封，阻止兌鐵煙塵外泄事故?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)天車稱重在兌鐵時的稱重變化率趨勢及轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程和轉(zhuǎn)爐傾動數(shù)據(jù)，匹配好需要加料的轉(zhuǎn)爐自動打開和關(guān)閉氮封閥的技術(shù)。

4 結(jié)論

本次優(yōu)化將自動控制系統(tǒng)從單純的指令執(zhí)行，升級為具有識別，分析，預(yù)警，管理的綜合自動化控制系統(tǒng)，提高了自動化控制精度和轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化程度。通過對轉(zhuǎn)爐底吹實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化控制，提升了煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定性，優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的底吹攪拌，對提高鋼水質(zhì)量有很強的推動作用。同時減少了底吹氬氣的消耗。轉(zhuǎn)爐煉鋼大型關(guān)鍵設(shè)備控制優(yōu)化降低了轉(zhuǎn)爐設(shè)備的故障率，提高了生產(chǎn)運行率，保證了煉鋼連鑄全流程生產(chǎn)的連貫性和穩(wěn)定性，有利于煉鋼連鑄最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉怡生.轉(zhuǎn)爐煉鋼模型控制優(yōu)化實踐[J].山西冶金，2019（02）：132-134.

[2] 劉怡生.轉(zhuǎn)爐煉鋼計算機二級管理系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2019（12）：117-118.

[3] 陳東輝.微氮合金+釩氮合金微合金化工藝在高強鋼筋生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].山西冶金，2019（04）：110-111+156.

[4] 陳東輝.大型轉(zhuǎn)爐自動煉鋼模型防錯技術(shù)的開發(fā)[J].河北冶金，2019（11）：45-47+59.

[5] 劉怡生.轉(zhuǎn)爐濺渣氮氣消耗管理系統(tǒng)的應(yīng)用[J].河北冶金，2019（08）：79-82.

Optimization Practice of? Lifting Key Equipment in Steelmaking

Based on PLC Control

TANG Long

（HBIS Group Xuan Steel Company， Zhangjiakou? Heibei? 075100）

Abstract：This paper describes the technical practice of automatic steel-making by optimizing and reforming the key equipment of converter. This paper introduces the background thought and effect of key equipment transformation of large converter to ensure the stable and safe operation of steelmaking.

Key words：key equipment;automatic steelmaking;alloy feeding;fault identification