轉爐智能煉鋼開發及應用

葉瑞海

摘 要：本文針對邯鋼一煉鋼廠前期“一鍵式”自動化煉鋼的基礎上進行完善，對系統及外方設計之初很多方面考慮不全面的地方，如廢鋼重量自動傳輸到轉爐自動化煉鋼系統、鋼包號無法準確地傳遞到轉爐二級系統等進行攻關，最終穩定了轉爐操作，改善了工作條件，減少了煉鋼廠生產不穩定因素，為煉鋼廠快速穩定生產提供了保障并有力地促進了新品種的開發與生產，最大程度上消除了該設備的設備隱患，為公司降本鋼后增效目標的實現做出了應有的貢獻，取得了良好的經濟效益。

關鍵詞：智能煉鋼 自動傳輸 氣動 廢鋼配比

中圖分類號：TF713 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（b）-0100-02

1 項目概況

為了提升產品檔次及市場競爭力，一煉鋼廠從荷蘭達涅利康力斯公司全套引進了副槍和二級計算機系統的核心靜動態模型，一煉鋼的鋼種以品種鋼為主，對鋼水的質量要求很高。對轉爐鋼水的碳含量、磷含量、氧含量、氮含量、夾雜物含量、鋼水過熱度都要求控制在很窄的范圍，在前期“一鍵式”自動化煉鋼的基礎上進行完善，對系統及外方設計之初很多方面考慮不全面的地方進行攻關，還存在各種難題需要解決，具體如下。

（1）廢鋼重量自動傳輸到轉爐自動化煉鋼系統。

（2）鋼包號無法準確地傳遞到轉爐二級系統。

（3）無合適的氧槍操作、投料、底吹控制等模式，動靜態控制模式不穩定。

針對系統中存在的各種問題，本項目為解決問題所做的創新性工作如下。

（1）開發完成廢鋼配比與總重系統開發，自主開發完成廢鋼配比與總重系統開發，廢鋼重量跟料斗號綁定，實現廢鋼重量自動傳遞給自動化煉鋼系統，為動靜態模型計算提高了準備的依據。

（2）建立了鋼包和鐵包系統與自動化煉鋼的接口，實現鋼包包況和鋼包號自動傳遞到轉爐自動化二級系統。

（3）根據現有鐵水條件，增加到氧槍操作模式、30種投料模式，形成7種底吹控制模式，針對特殊高磷鐵水形成專有槍位控制模式。維護動靜態模型的穩定性，摸索自主冶煉模式，解決工藝制約環節。模型靜態計算的穩定性和準確性無疑是自動化煉鋼的前提條件，靜態計算主要給出冶煉過程控制參數的建議值，主要有輔料加入量、耗氧量，建議值的準確性直接決定了冶煉過程的穩定性，因此對于影響模型4個主要平衡計算準確性的因素要首先解決。其次，由于邯鋼鐵水溫度和Si含量波動大的特點，以及煉鋼輔原料種類多，變換頻繁，冶煉模式需要適應這些條件的變化，對冶煉模式進行系統設計，完成計算機自動選取冶煉模式的功能。該項目實施后，使一煉鋼120噸轉爐自動化煉鋼生產穩定，各項指標穩步提升。主要表現為以下方面。

（1）開發完成廢鋼配比與總重系統開發，廢鋼重量跟料斗號綁定，實現廢鋼重量自動傳遞給自動化煉鋼系統；建立鋼包和鐵包系統與自動化煉鋼的接口實現鋼包包況和鋼包號自動傳遞到轉爐自動化二級系統。

（2）轉爐智能煉鋼技術的成功應用，穩定了轉爐操作，改善了工作條件，減少了煉鋼廠生產不穩定因素，為煉鋼廠快速穩定生產提供了保障，并有力的促進了新品種的開發與生產。該項目實施過程中所做的開創性的創新工作在國內外同類技術中處于先進，當前我國多家鋼鐵企業正在采用這一技術加快建設自己的節能減排項目，在國家大力實施節能減排的大背景下，該技術必將具有巨大的推廣應用價值和良好的社會效益。

2 實施過程

2.1 完成廢鋼自動傳輸系統的開發

開發完成廢鋼自動傳輸系統的開發，將廢鋼重量跟料斗號綁定，實現廢鋼重量自動傳遞給自動化煉鋼系統。廢鋼總重及配比等信息自動上傳轉爐系統，在現場與操作工進行溝通確認，提高自動化煉鋼模型計算的準確性，開發廢鋼消耗精確自動統計畫面，廢鋼消耗按廢鋼種類、爐、班、日、周等導出進行開發，具體如圖1所示。

2.2 建立鋼包和鐵包系統與自動化煉鋼

建立鋼包和鐵包系統與自動化煉鋼的接口，實現鋼包包況和鋼包號自動傳遞到轉爐自動化二級系統，實現生產及管理人員在本系統實時了解鋼包計劃以及在行車運行的實際情況，對煉鋼廠在線鋼包及下線鋼包進行系統管理，對進入修砌位的鋼包的管理進行管理，主要管理的主要內容有：鋼鐵包的冷熱修狀況，包的實際位置跟蹤、包的修理情況、包的耐材廠家、包的工作層、永久層更換情況、包的烘烤開始、包場所等進行管理，結合鋼包的實際使用情況，編制鋼包計劃，并進行相應處理，使得所有鋼包的修理情況及包況及時得到精確的了解，對鋼包實現了全程跟蹤。

2.3 氧槍、底吹等控制及動靜態模型的優化

氧槍操作模式的設定，二級模型按鐵水條件和鋼水目標成分自動組合選擇氧槍操作模式，目前有10種氧槍操作模式。二級模型中鐵水溫度分5個區段，分別為：小于1200℃、1250℃～1300℃、1300℃～1350℃、1350℃～1400℃、大于1400℃；二級模型中鐵水硅含量分10個區段，分別為：小于0.2、0.2～0.3、0.3～0.4、0.4～0.5、0.5～0.6、0.6～0.7、0.7～0.8、0.8～1.0、1.0～1.5、1.5～2.0。投料模式的設定，煉鋼輔料目前主要有：石灰、輕燒、壓塊、燒結礦、礦石等。結合選定的氧槍操作模式，根據輔料成分和用途的不同，圍繞如何提高終點鋼水目標命中率，為濺渣護爐操作提供良好的渣系，實現轉爐穩定長壽命運轉，實現整個生產工序的穩定運行，設定了42種投料模式，底吹模式，該廠根據鋼種分出7種不同的底吹模式。

3 項目實施效果

該項目實施后，廢鋼自動傳輸準確率達到95%以上，鐵鋼包號自動傳輸準確率由80%提高到92%以上，轉爐終點溫度命中率提高了20%以上，每月減少用電4萬度，每年直接創效效益金額500余萬元，取得了良好的經濟效果。

參考文獻

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