八钢150t转炉氧枪控制特点

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八钢150t转炉氧枪控制特点
【摘要】本文介绍了宝钢集团八一股份公司第一炼钢厂150t转炉氧枪控制系统的特点，分主回路、控制回路以及传动参数设置介绍，重点说明控制的安全性。

【关键词】氧枪；控制；力矩校验
0 前言
宝钢集团八钢公司（简称八钢）新建150t转炉氧枪系统由A、B两套组成，分别由两台132kW变频电动机驱动，传动装置采用A-B公司的PF755系列变频器，该变频器采用的是获得专利技术的磁场定向控制（FORCE）技术，其可独立控制交流电动机的磁通量和转矩电流，来实现精确的转矩和速度控制。

转炉氧枪的控制安全性要求较高，绝对避免操作过程中氧枪下滑、掉枪、坠枪等故障发生，一旦在冶炼过程中发生以上问题将造成严重的后果，所以在设计中结合了国内外多家钢厂成熟的经验来完善在150t转炉氧枪的控制。

1 PF755系列变频器特点
PF755矢量控制变频器是罗克韦尔自动化PowerFlex7系列工程型变频器的一种，其突出特点为采用了采用的是获得专利技术的磁场定向控制（FORCE）技术，其可独立控制交流电动机的磁通量和转矩电流，来实现精确的转矩和速度控制。

FORCE技术采用了专利型的、频宽的电流调节器技术，加上自适应的控制器，可以对电动机的磁通量和转矩进行分离和控制。

这是FORCE技术和其它矢量控制技术的根本区别。

采用了磁场定向控制（FORCE）技术后，结合了编码器使用，变频器调速范围为1000：1，调速精度最高可达±0.001%，转矩调整精度为±2%。

转炉氧枪属于位能性负载，变频器在位能性负载控制必备的功能如下：
（1）优异的低频转矩特性，达到零速满转矩输出；
（2）具备悬停功能；
（3）具有溜钩保护功能；
（4）抱闸控制由变频器I/O控制，主要通过力矩校验功能实现，力矩校验时序图如图1：
2 氧枪控制特点
2.1 变频器回路特点
氧枪驱动电动机选用变频电动机，功率为：132kW，变频器功率选定为：160kW，额定电流为：302A，型号为：20G11NC302AAONNNNN，变频器主回路如图2，从图中可以看出以下特点：
1）变频器主回路输入端为空气开关Q1加电抗器L1的组合，没有加装接触器，输出端为刀开关Q2，也没有加装接触器，从而避免接触器频繁动作对变频器的冲击，延长变频器使用寿命，特别是输出侧不能用接触器控制，当紧急情况下接触器断开时，变频器与电动机之间也就断开，氧枪此刻处于失控状态，应予以避免的。

2）电动机转子后加装一增量型编码器，经硬接线连接到变频器I/O板上，从而构成了带速度反馈的矢量控制模式，实现精确控制。

3）变频器二次输入端子DI5定义为变频器硬件使能，由继电器K3、K6的常开点串联而成，变频器硬件使能优先。

4）变频器二次输出端子R0NO定义为抱闸打开控制，其控制继电器K1，K1控制氧枪抱闸的打开和关闭，此功能是氧枪控制的关键，通过力矩校验功能实现。

2.2 控制回路特点
氧枪的控制回路如图3，从中可以看出以下特点：
1）氧枪抱闸采用双抱闸结构，抱闸主回路采用接触器K4、K4a的串联而成，其控制回路也是由继电器K1的两对常开节点串联，确保当接触器或控制继电器出现卡组等情况不能释放时能可靠抱死。

2）继电器K3由变频器输入空气开关Q1和输出刀开关Q2的常闭点串联控制，作为变频器使能的一个条件。

3）氧枪的急停按钮直接控制变频器的使能端，而不是通过PLC来实现，每个操作台、箱上个设置一个，当按下任一按钮时直接断开变频器的使能端，使变频器立刻停止工作，而不管此时变频器处于何种状态，确保紧急情况下的安全。

2.3 变频器参数设定
氧枪变频器参数核心为电动机控制模式以及力矩校验参数，电动机控制模式参数P35设定为3，即感应电机磁通矢量控制，力矩校验具体参数如表1所示。

表1结合图1力矩校验时序图可以看出，当变频器启动时根据参数P11107设定的时间0.5s后抱闸打开，此刻变频器已经建立了力矩，确保抱闸打开时氧枪不会下滑，当变频器停止运行时，抱闸不是立即关闭，而是进入悬停状态，悬
停时间由参数P1113设定，此处设定为0.1s，此刻的状态为抱闸打开，变频器悬停，确保足够力矩不会让氧枪下滑，悬停结束后抱闸关闭，经制动设置时间P1108设定的时间（0.1s）后变频器进行溜钩检测，即打滑检测，检测抱闸是否抱紧，打滑的报警值该处设置为400个脉冲，当超过400个脉冲时变频器报警打滑，停止工作。

3 结束语
八钢公司新建150t转炉氧枪系统自2012年8月份投产至今运行稳定、安全可靠，没有发生氧枪坠落事故，上述控制措施提供了可靠的保证，下一步计划将此技术移植到炼钢厂其他转炉上去。

【参考文献】
[1]ROCKWELL SOFTWARE公司PowerFlex 750变频器用户手册[S].
[2]张芳.转炉炼钢500问[M].北京：化学工业出版社，2009.。

150t转炉炉型的控制

引言
稳定发展具有重要意义。
第一炼钢厂现有公称容量为１５０ｔ的氧气顶底
复吹转炉３座，转炉有效容积为１３８ｍ，目前单炉出１转炉炉型变化及成因
钢量为１５８ｔ左右，年产量４５０万ｔ。主要产品为船板、桥梁板、容器板、低合金高强度板、风塔用钢、管线钢等钢种。随着生产节奏的提高和高品质钢种的要求，特别是管线钢比例的增加，转炉炉衬的维护，尤其是炉役中后期炉型对生产的稳定和钢种质量提高的影响越来越明显。转炉炉型控制不当，一方面不利于冶炼过程控制，造成吹炼过程喷溅、返干现象严重，炉口、氧枪、烟罩粘钢严重，增加了钢铁料消
耗，同时降低了炉龄，易造成漏炉等恶性事故的发转炉除尘效果恶化，甚至将烟罩内下料口堵塞，转炉
生，危害生产稳定和设备安全；另一方面由于炉型不被迫停产。炉底上涨严重后，会造成底吹供气元件
均匀，终点钢水温度成分偏差较大，易造成成分出格堵塞，导致复吹效果下降，转炉脱磷困难，点吹现象
１．３转炉炉型变形转炉炉型变形表现在熔池由于炉渣、钢水冲刷
和侵蚀作用，其形状由最初的圆形转变成椭圆形，由此造成转炉吹炼过程熔池钢水循环慢，成分温度不均匀，不利于钢水成分温度的有效控制，同时降低了氧气有效利用系数，给正常的炉衬维护带来了不利影响。转炉炉型变形由多方面原因造成，炉役前期表现在倒渣面经常受到铁水废钢的冲击冲刷作用，容易出现倒渣面凹下现象，而炉役后期由于连续补

氧枪在转炉炼钢中的作用

氧枪在转炉炼钢中的作用氧枪在转炉炼钢中起着重要的作用。

下面我将从多个角度来回答这个问题。

首先，氧枪是一种用于向转炉中喷吹氧气的装置。

在转炉炼钢过程中，氧枪通过喷吹高压氧气，能够对炉中的熔融金属进行氧化反应，从而实现炉内金属的脱碳、脱硫和除杂等作用。

这是因为氧气在高温下与熔融金属反应，形成氧化物，将其中的杂质元素氧化为气体或氧化物，使其从炉中排出，从而提高钢的纯度和质量。

其次，氧枪还可以通过调节喷吹氧气的速度和角度，控制转炉内的燃烧过程。

喷吹氧气可以增加炉内的氧气含量，促进燃烧反应的进行，提高炉温和燃烧效率。

同时，通过调整氧枪的角度，可以改变氧气与熔融金属的接触方式，进一步影响炉内的氧化反应和燃烧过程，从而实现对钢液的温度、成分和气体含量等参数的控制。

此外，氧枪还可以用于搅拌转炉中的钢液。

喷吹氧气可以产生气泡，并通过气泡的上升和破裂，形成强烈的涡流和搅拌作用，促进钢液的混合和传质，加快炉内反应的进行，提高炼钢效率和均质性。

这对于去除钢液中的气体、夹杂物和非金属夹杂物等有害物质，改善钢的内部结构和性能，具有重要的意义。

最后，氧枪还可以用于调整转炉的气氛。

通过喷吹氧气，可以改变炉内的气氛组成，调节氧气和废气的比例，控制炉内的氧分压和气氛氧化性或还原性。

这对于控制炉内反应的平衡、减少金属的损耗和烧损，以及保护转炉衬里和延长设备寿命等方面都具有重要的作用。

综上所述，氧枪在转炉炼钢中的作用是多方面的。

它可以实现金属的脱碳、脱硫和除杂，控制燃烧过程，搅拌钢液，调整气氛等，从而提高炼钢效率和钢的质量。

转炉炼钢氧枪枪位控制

转炉炼钢氧枪枪位控制摘要：在整个炼钢过程中，氧枪枪位是一个非常重要的参数，它直接关系到炼钢过程中的脱碳、造渣、升温以及喷溅的发生，因此，必须很好地控制氧枪的枪位，使炼钢过程得以平稳进行。

关键词：枪位造渣材料一、前言1.氧枪介绍氧枪又称喷枪或吹氧管，是转炉吹氧设备中的关键部件，它由喷头（枪头）、枪身（枪体）和枪尾组成。

转炉吹炼时，喷头必须保证氧气流股对熔池具有一定的冲击力和冲击面，使熔池中的各种反应快速而顺利的进行。

2.枪位对炼钢的重要性在转炉炼钢整个炉役中，随着炼钢炉次的增加，炉衬由于受到侵蚀不断变薄，炉容不断增大，因此，每隔一定炉次对熔钢液面进行测定，根据装入制度(定深装入或定量装入)及测定结果确定氧枪高度，而在两次测定期间，氧枪高度保持不变。

同时，在具体每一个炉次中，按照吹炼的初期、中期和末期设定若干不同高度［1］，而在每一时间段内，其高度是不变的。

由于在转炉炼钢过程中要向炉内分期分批加入造渣剂、助熔剂(初期)等造渣材料和冷却剂(末期)，使炉内状况发生变化，相当于加入一个扰动，同时在不同阶段，渣的泡沫程度及粘度也不同，而目前的固定氧枪高度吹炼不能及时适应这些情况，从而使炉内的反应及退渣不能平稳地进行。

造渣是转炉炼钢过程中的一项重要内容，渣的好坏直接关系到炼钢过程能否顺利进行，有时甚至造成溢渣或喷溅，从而降低钢的收得率以及粘枪，因此要尽量避免溢渣和喷溅。

另一方面，固定枪位的吹炼模式也无法适应铁水、废钢、造渣材料等化学成分变化引起反应状况的不同。

针对转炉炼钢过程中固定枪位所存在的问题，我们采用模糊控制的方法使氧枪枪位根据炉内的具体情况进行连续调节，同时针对转炉炼钢是一炉一炉进行的，炉与炉之间既不完全相同又有联系的特点，采用自学习技术确定每一炉次氧枪的枪位，使转炉炼钢过程平稳进行，从而提高碳温命中率。

二、枪位控制目前，转炉炼钢氧枪枪位一般是根据吹炼状况分段设定的［1］。

在每一段中，枪位不再变化，如图1所示。