转炉炉底动态控制
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【本章学习要点】本章学习转炉炼钢的装入制度、供氧制度、造渣制度、温度制度及其操作,终点控制及出钢,脱氧及合金化,转炉吹损与喷溅,顶底复合吹炼,转炉操作事故及处理。
第一节转炉冶炼过程概述氧气顶吹转炉炼钢过程,主要是降碳、升温、脱磷、脱硫以及脱氧和合金化等高温物理化学反应的过程,其工艺操作则是控制装料、供氧、造渣、温度及加入合金材料等,以获得所要求的钢液,并浇成合格钢锭或铸坯。
从装料起到出完钢、倒完渣为止,转炉一炉钢的冶炼过程包括装料、吹炼、脱氧出钢、溅渣护炉、倒渣等几个阶段。
一炉钢的吹氧时间通常为l2~18min ,冶炼周期(相邻两炉之间的间隔时间,即从装料开始到装料开始或者从出钢毕到出钢毕)通常为30~40min。
表10—1为氧气顶吹转炉生产一炉钢的操作过程,图10—1为转炉吹炼一炉钢过程中金属和炉渣成分的变化。
吹炼的前l/3—1/4时间,硅、锰迅速氧化到很低的含量。
在碱性操作时,硅氧化较彻底,锰在吹炼后期有回升现象;当硅、锰氧化的同时,碳也被氧化。
当硅、锰氧化基本结束后,随着熔池温度升高,碳的氧化速度迅速提高。
碳含量<0.15%以后,脱碳速度又趋下降。
在开吹后不久,随着硅的降低,磷被大量氧化,但在吹炼中后期磷下降速度趋缓慢,甚至有回升现象。
硫在开吹后下降不明显,吹炼后期去除速度加快。
熔渣成分与钢中元素氧化、成渣情况有关。
渣中CaO含量、碱度随冶炼时间延长逐渐提高,中期提高速度稍慢些;渣中氧化铁含量前后期较高,中期随脱碳速度提高而降低;渣中Si02,Mn0,P205含量取决于钢中Si,Mn,P氧化的数量和熔渣中其他组分含量的变化。
在吹炼过程中金属熔池升温大致分三阶段:第一阶段升温速度很快,第二阶段升温速度趋缓慢,第三阶段升温速度又加快。
熔池中熔渣温度比金属温度约高20-1000C。
根据熔体成分和温度的变化,吹炼可分为三期:硅锰氧化期(吹炼前期)、碳氧化期(吹炼中期)、碳氧化末期(吹炼末期)。
转炉电气自动化控制系统一、概述从电控的角度看,复杂控制系统无非包括三个基本元件,电机、电磁阀与现场模拟量仪表,电控的工作就是要这些元件动作,让电机正反转,电磁阀打开关闭,现场模拟量的采集,一个复杂系统可以分解成很多小的简单系统。
转炉本体电控设备可以分为:转炉倾动系统,氧枪系统,炉下钢包车,渣罐车,气化冷却系统,转炉投料系统,底吹系统。
还包括活动烟罩,挡火门,润滑系统,除尘阀门等。
转炉机旁操作箱用于单体设备的调试和检修,各设备间无任何联锁。
两地操作转换开关设置在机旁操作箱。
转炉系统大部分设备都是在机旁箱或者操作台经过PLC 操作,也就是说手动操作按钮没有直接控制现场设备,都是先给PLC 信号,PLC 再发出指令给现场设备。
另外还有两个特殊情况:转炉投料系统振动电机现场操作箱手动按钮直接给变频器的控制指令,挡火门操作台按钮直接控制的接触器动作,这两个没有经过PLC。
所以如果PLC 掉电,整个系统除了投料制动电机与挡火门能操作箱操作,其他设备将瘫痪。
二、电气设备的控制及操作1、转炉倾动1.1、操作地点:转炉主控室,炉前操纵室,炉后操纵室。
主控室:操作转炉兑铁水和加废钢的摇炉。
炉前台:操作转炉出渣,测温,取样的摇炉。
炉后台:操作转炉出钢时的摇炉。
在主控室的操作台上设置有操作权的转换开关,并在三处操作点均设置操作权在位的灯光信号显示。
炉前,炉后操作权在操作完毕后应转至主控室。
1.2 传动及控制转炉倾动由四台交流电机驱动,由四台变频器进行转速的调节控制。
四台变频器串接在转炉PLC 通信网络中,控制命令(启动,停止,频率给定等信号)由PLC 经通信网络送给变频器,变频器控制板电源由外部24V 电源提供,其中一台变频器掉电时不会影响整个通信网络。
1.3 联锁1.3.1 活动烟罩不处于上限位时转炉不能倾动。
反之,转炉不处于垂直位时,烟罩不得下降。
(微机画面可以强制解除联锁,实际PLC 中已经将此点解除不起作用)1.3.2 氧枪处于待吹点以下转炉不能倾动。
转炉炼钢自动化控制技术探讨转炉炼钢是目前钢铁行业主要的炼钢方法之一,其炉内化学反应过程复杂,对于操作人员的要求高,因此转炉炼钢自动化控制技术的研究和应用具有重要意义。
转炉炼钢自动化控制技术的研究旨在通过引入先进的仪器设备和智能化的控制系统,实现炼钢全过程的自动化管理和控制,提高生产效率,降低操作风险,提高产品质量。
自动化控制技术的应用可以实现对转炉温度、氧气、燃料等关键参数的精确控制和调节,提高炉内反应的稳定性和一致性,降低转炉炼钢的能耗和原材料消耗。
目前,转炉炼钢自动化控制技术主要包括以下方面的内容:首先是数据采集与处理技术。
通过传感器等设备,精确地采集炉内的温度、压力、浓度等关键参数,并将采集到的数据送入控制系统进行处理。
数据采集与处理技术的应用可以实现对炉内状态的实时监测和分析,为后续的控制决策提供准确的依据。
其次是模型建立与优化控制技术。
基于转炉炼钢的动态特性和炼钢过程的非线性特点,建立数学模型,通过优化控制算法,实现对转炉炼钢过程的精确控制。
模型建立与优化控制技术可以有效地提高炉内温度、浓度等参数的控制精度,减小温度偏差和成分变化,提高产品的一致性和质量。
再次是人机交互界面设计技术。
转炉炼钢控制系统的人机交互界面是操作人员与设备之间的重要桥梁,直接影响到操作效率和安全性。
人机交互界面设计技术通过合理的界面布局和清晰的指示说明,提供直观的操作界面和友好的操作方式,简化操作流程,降低操作风险,减少人为失误。
最后是网络通信与远程监控技术。
网络通信与远程监控技术的应用可以实现对转炉炼钢过程的远程监控和远程控制,实现操作人员的远程实时监测和控制,提高工作效率,降低操作风险。
网络通信与远程监控技术的发展,使得炼钢过程的自动化控制技术不再受制于时间和空间的限制。
转炉炉底上涨的几大原因及预防措施一、停滞区的存在合理的氧枪设计不但要求氧气射流能满足冶炼时的供氧强度,铁水、废钢、渣料等的化学反应均匀,同时要求冲击深度即不冲馈炉底,又能使停滞区缩小到最小范围,让熔池内的金属液尽可能参与循环流动。
(1)冲击力不够转炉吹炼时,氧气射流穿人金属液,形成一凹坑,其中心部位所达到的最大深度称之为冲击深度(H)。
冲击深度对熔池搅拌、炼钢化学反应以及对炉底的侵蚀或上涨有着及其密切的影响。
冲击深度大,停滞区减小或消失,炉底侵蚀严重,不易上涨,反之,炉底易上涨。
(2)喷头夹角不合理在使用多孔氧枪时,喷头上各孔之间的夹角或间隔距离对射流有严重影响。
夹角减小会造成流股间相互牵弓I力的增加,流股靠拢的趋势愈明显,停滞区减小,炉底上涨缓慢,反之,容易上涨。
二、炉膛内型不合理转炉炉役前期,炉衬内型比较合理,熔池内金属液循环良好,炼钢过程中各种化学反应顺利进行,一般是不会出现炉底上涨现象的。
当转炉炉役进入中、后期,炉衬侵蚀严重时,为防止出现漏炉,采取溅渣和补炉的方式解决,造成熔池液面开始上升,氧枪喷头与炉底距离变大,原有的操作方式已不能带动熔池底部金属液参与循环,影响炉底。
(1)溅渣护炉影响溅渣护炉主要是利用高压力的N2经过氧枪喷射到出过钢后所留的炉渣上,通过气流的强大动力把炉渣飞溅到炉膛形成坚硬的溅渣层,从而减慢炉衬侵蚀,保护炉衬。
当出现溅渣枪位高、N2压力小、炉渣物化性差、留渣量过大或过小等情况时,导致炉底上涨。
(2)补炉的影响频繁采取贴砖或补炉料补炉维护炉衬,转炉炉膛内型发生不规则变化,同时由于补炉料粘补占用炉膛内体积,使熔池液面上升,氧枪喷头与炉底距离变大,氧射流不能带动熔池底部金属液参与循环,侵蚀不到炉底。
三、炉渣性质不合理转炉吹炼过程中或末期,由于种种原因造成的化渣不好或炉渣粘稠,出钢过后直接溅渣,造成炉渣无法飞溅到炉壁上,溅渣结束留在炉底无法倒出残渣,下一炉装入铁水和废钢后,其温度进一步降低,吹炼时停滞区内金属液又无法带动残渣上浮,这样残渣与金属液同时粘滞炉底。
PS转炉造渣过程的动态优化控制发表时间:2020-12-29T07:57:29.280Z 来源:《中国科技人才》2020年第24期作者:张扬[导读] 文章主要是分析了铜锍吹炼的造渣以及造渣过程的动态优化控制,同时建立了最优计算模型,最后提出了有效的动态优化控制方案,望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。
铜陵有色金属集团股份有限公司摘要:文章主要是分析了铜锍吹炼的造渣以及造渣过程的动态优化控制,同时建立了最优计算模型,最后提出了有效的动态优化控制方案,望能为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字:动态优化;智能控制;造渣1、前言PS转炉造渣的过程是我国应用的最为广泛的冶金方法,当前我国的铜锍造渣过程造作大部分都是由工作人员依据其自身的相关经验进行手动进行,这样不仅容易造成工艺指标的波动不规律且很难有效确保到吹练过程的稳定运行。
2、铜锍吹炼的造渣火法工艺过程主要包括四个主要步骤:造锍熔炼、铜锍(冰铜)吹炼、粗铜火法精炼和阳极铜电解精炼。
造硫熔炼(铜精矿—冰铜):主要是使用铜精矿造冰铜熔炼,目的是使铜精矿部分铁氧化,造渣除去,产出含铜较高的冰铜。
冰铜吹炼(冰铜—粗铜):将冰铜进一步氧化、造渣脱除冰铜中的铁和硫,生产粗铜。
火法精炼(粗铜—阳极铜):将粗铜通过氧化造渣进一步脱除杂质元素,生产阳极铜。
电解精炼(阳极铜—阴极铜):通过引入直流电,阳极铜溶解,在阴极析出纯铜,杂质进入阳极泥或电解液,从而实现铜和杂质的分离,产出阴极铜。
3、造渣过程的动态优化控制利用可计算模型结构的最优组合来寻找高分段常数的最优计划和控制律。
为了彻底消除工厂生产过程中的干扰和未基本确定的重要因素的较大影响,主要根据其生产整体质量的主要指标,引入及时反馈和微调的相关机制。
有用户反馈,通过软测量建模方法和进出转炉人员各种物料量的计算方法得到各种信息。
动态优化模型可以通过智能控制,最大限度地计算出根据软测量模型计算出的信息量与期望和质量目标之间的误差。
底吹转炉钢冶炼工艺中温度的控制与调节钢铁是现代工业中的重要材料,钢铁的冶炼过程中温度的控制和调节是关键的工艺环节。
底吹转炉钢冶炼工艺作为一种重要的钢铁冶炼工艺,对温度的控制与调节也具有重要意义。
本文将详细介绍底吹转炉钢冶炼工艺中温度的控制与调节方面的内容。
底吹转炉钢冶炼工艺是一种通过喷吹氧气进一步燃烧炉料中的杂质来提高炉料中的碳含量、同时还能够降低炉料中的硫含量的冶炼工艺。
在底吹转炉钢冶炼过程中,温度的控制与调节既关系到炉料的冶炼效果,又关系到设备的安全运行。
因此,确保底吹转炉钢冶炼工艺中温度的控制与调节的准确性是非常重要的。
底吹转炉钢冶炼工艺中,温度的控制与调节主要包括炉内温度的测量与监控,加热与冷却控制以及温度调节的策略。
首先,炉内温度的测量与监控是温度控制与调节的基础。
在底吹转炉钢冶炼过程中,通常会设置多个温度传感器,用于实时监测炉内温度的变化。
通过这些传感器,可以获得炉料的温度分布情况,对炉料进行精确的温度控制与调节。
同时,在底吹转炉钢冶炼过程中,还需要考虑到冷却系统的周边温度,通过测量周边温度,可以更好地了解冷却系统的工作状态,确保其正常运行。
其次,加热与冷却控制是底吹转炉钢冶炼工艺中温度控制与调节的重要手段。
在炉料冶炼过程中,如果发现温度过低,需要及时调整加热系统,提高加热的功率,保持温度在适宜的范围内。
而对于温度过高的情况,可以通过调节冷却系统,降低冷却的效果,使温度得到有效地下降。
同时,还需要考虑到底吹转炉钢冶炼工艺中的其他因素,如煤气的供应与排放等,以实现合理的温度控制与调节。
最后,温度调节的策略也是底吹转炉钢冶炼工艺中温度控制与调节的重要内容。
在底吹转炉钢冶炼过程中,温度调节的策略主要包括提前预热策略和自动调节策略。
前者是通过提前对炉料进行预热,使其温度达到合适的范围,从而减少工艺变化对温度的影响。
后者是利用自动控制系统,根据温度传感器所测得的数据,自动调节底吹转炉的加热与冷却系统,以保持炉料温度的稳定性。
前言通过对全连铸生产过程中监测,钢水浇铸温度是一个重要参数,温度制度主要是指过程温度控制和终点温度控制。
吹炼任何钢种,对其出钢温度都有一定的要求。
对钢水过热度的控制是影响铸坯产量和质量的重要因素。
当钢水过热度控制合适时,将促使铸坯的等轴晶区增长,铸坯组织结构致密,这样有利于减少铸坯中心偏析和疏松,从而使铸坯质量和产量最佳化。
钢水过热度过低,会造成铸坯表面裂纹,严重时可造成浇铸中断而停产;当过热度高时,将迫使铸坯降低拉速来避免漏钢,使铸机产量下降,且会促使铸坯的柱状晶发展,这样会造成铸坯中心偏析和疏松,还会引起浇注前期模内不沸腾,后期大翻,造成坚壳带过薄等。
由于铸坯生产工艺流程长,环节多,过程温度控制难度大,最终造成中包钢水温度波动大,目标温度实现率低。
为制订一个合理的浇铸温度,确保合适的过热度,直接采用现场实际数据,借助计算机,分步骤对其进行回归分析,建立全过程温度控制数学模型, 因此,控制好终点温度也是顶吹转炉冶炼操作的重要环节之一。
控制好过程温度是控制好终点温度的关键。
本文叙述转炉钢水温度偏高对各项经济指标的影响和对过程温度控制、终点温度控制作了介绍。
1目录一温度控制的重要性二炼钢过程温度的控制三温度对浇注操作和锭坏质量的影响四温度对成分控制的影响五温度对冶炼操作的影响六出钢温度的确定七熔池温度的测量八过程温度的控制(1)吹炼前期(2) 吹炼中期(3) 吹炼末期九温度观察的技巧十终点温度控制十一熔池温度的计算与控制(1) 转炉自动控制系统(2) 静态控制与动态控制十二总结一温度对炼钢的重要性在冶炼钢时,钢的温度是一个重要参数。
温度控制主要是过程温度控制和终点温度控制。
终点温度控制的好坏会接影响到冶炼过程中的能量、合金元素的收得率、炉衬使用寿命及成品钢的质量等技术经济指标;而科学合理的控制熔池温度又是调控冶金反应进行的方向和限度的重要工艺手段,如果适当低的温度有利于脱磷、较高的温度有利于碳的氧化等。
转炉炼钢终点控制技术的探讨摘要:随着我国科学技术的发展,在转炉炼钢生产中,终点控制已成为限制性环节。
本文通过分析转炉炼钢终点控制技术的现状,研究转炉炼钢终点控制的方法及模型,不断提高炼钢终点控制水平,对降低消耗、提高炼钢生产效率具有重要的意义。
关键词:转炉炼钢;终点控制;动态;静态引言转炉炼钢的终点控制方法有拉碳补吹法、一吹到底增碳法、副枪测定法、成分测算法和气相分析法等终点控制方法,通常分为经验控制、静态控制、动态控制以及自动控制。
除了经验控制之外,其余的控制方法都是在建立了控制模型的基础上进行的。
这些控制模型都是在一定的假设条件下,通过统计处理、机理分析或回归分析等得到的。
由于转炉炼钢过程是高温条件下的复杂的物理化学反应过程,受很多因素的影响,而且有些因素还无法准确地定量描述,因此依现有的技术水平建立的静态模型、动态模型、自动控制模型,来控制转炉炼钢的终点,其效果还很难达到完全令人满意的程度。
1、转炉炼钢的终点控制方法1.1拉碳补吹法所谓“拉碳”,就是在吹炼时判定已达终点而停止吹氧,由于在中、高碳钢种的含碳范围内,脱碳速度较快,一次判别终点不太容易,所以采用高拉碳+补吹调整的办法。
国内在采用高拉补吹法吹炼中、高碳钢时,一般根据吹炼时特征,参考供氧时间及耗氧量,按所炼钢种碳规格稍高一些来拉碳,取样分析(或测温定碳),再按这一含碳量碳的脱碳速度补吹一定时间,以使其达到所要求的终点。
国外常采用“高拉碳”操作冶炼高碳钢,如美国普韦洛厂用氧气转炉生产高碳钢占全部产量的6l%,采用“高拉碳”法生产高碳钢,是因为所用铁水含硫量在0.02%~0.03%,含磷量全部在0.048%~0.080%之间。
用这样的铁水炼钢,成品中硫和磷含量几乎无须考虑。
“高拉碳”法冶炼高碳钢,渣中氧化铁低,金属收得率略高,氧气和脱氧剂消耗略低,终点钢水中气体含量较低。
1.2一吹到底增碳法一吹到底增碳法就是终点按低碳钢控制,然后在出钢过程中增碳,使钢水中的含碳量达到所炼钢种的要求范围之间。
M etallurgical smelting冶金冶炼转炉炼钢终点控制技术探讨曹保良摘要:随着我国科技水平的不断提高,在转炉炼钢重点环节采用科学的控制技术,在保障系统正常运转的同时,减少了各种突发问题的发生概率。
因此,在实际工作中需要加强对转炉炼钢终点控制技术要点的深入性解读,构建相应的技术方案。
通过全过程的监督以及管理,及时发现生产技术实施中存在的问题,并结合先进的技术方案进行改进,逐渐地提高炼钢终点控制水平,为各项生产活动的顺利实施提供重要的保障。
关键词:转炉炼钢;终点控制;技术要点在转炉炼钢终点进行控制技术实施过程中,需要按照实际生产要求将静态和动态思路融入到不同的工作环节。
应以经验控制和静态控制为主要基础,确保各项控制工作的顺利进行。
同时,还应利用统计处理和机理分析得到相应的控制模块,以保证整个炼钢过程的顺利进行。
将各项控制信息以定量方式进行全面描述,及时发现控制技术使用中存在的问题,以提高控制水平。
1 转炉炼钢终点控制技术应用概述在转炉炼钢终点控制技术实施的过程中,需要按照实际工作要求明确主要的技术要点,持续更新现有的工作方案,使控制技术使用效果能够符合预期要求。
转炉炼钢终点控制是转炉冶炼后期的重要操作环节,控制水平和生产效率有着密切关系。
在控制工作中,需对碳水含量和温度进行有效控制,使终点中的碳含量不会超过预定标准。
以控制温度为主要基础或减少冷却剂和原材料的消耗,实现各项资源的科学利用,从而提高整体生产效率。
近年来,我国科技水平不断发展,转炉炼钢控制越来越受到重视。
新型技术方案的融合,不同的方法和模型、比较和分析优化,已开发出适应性较强和可靠性较高的控制方案,使炼钢终点控制水平能得到全面提升,为实际生产环节提供了重要保障。
在控制技术使用的过程中,需以热力学实验数据为主要基础,精准地计算炼钢过程化学反应产生的热量。
通过计算机技术来满足转炉炼钢的生产要求,再配合着不同的静态模型科学地计算其中材料用量,以及离线操作指导方法去有效地控制钢水的温度。
今天,全世界大约有600台转炉在从事生产活动,午粗钢产量4.5亿t,约占全球粗钢总产量60%。
以奥钢联投产世界第—台转炉为起点,现代高效碱性氧气转炉是50余年不断发展的产物,在炉体寿命、增大装人量和降低维护等方面取得了显著的进步。
这种设备暴露在高温环境中,遭受机械冲击和热应力的作用,其工程设计是一个巨大的挑战。
悬挂系统在实现转炉长寿方面是高度重要的。
为了生产优质钢,改进工艺的经济性,开发发诸如副抢.炉底搅拌装置和高度精密而复杂的自动化系统。
转炉设计炼钢工艺的过程状态造成直接观察到转炉内所发生的一切几乎是不可能。
目前,还没有数学模型能完整的描述高温冶金及流体动力学过程。
从转炉炼钢诞生开始便不断的对其进行研究改进,故此对冶金反应的了解更全面。
然而,下面的两个例子清楚地表明还有许多凋研工作要做。
炉底搅拌风口的位置仍有待优化。
这些风口对钢水提供更好的搅拌效果,更快的降低碳含量,应该能缩短冶炼周期。
然而,今天风口的最佳位置和数量是建立在经验的基础上。
为了更深人的了解,国外有人在2000年进行了调研工作,很快发现,高温流体动力学过程的描述是非常复杂的,而且只有进行许多假设才可行,例如,只能近似的描述气泡及它们与钢水的反应。
对吹炼过程中转炉摆动的数学描述仍需要详细阐述,尤其是那些底吹或侧吹工艺,它们的摇动非常剧烈。
这些震动是由自发过程引起。
吹氧过程中引入的能量促使该系统以极低的艾根频率摆动,通常为0,5—2.0Hz。
能够描述这种非线性化学/力学上的流体动力学系统的数学模型的发掘工作还没有完成。
转炉炉壳在转炉的机械部分中,容纳钢水的是内衬耐火材料的炉壳。
这些耐火材料表现出复杂的非线性的热粘弹缩性行为。
与钢壳非线性接触。
人们对钢壳自身的行为或多或少的了解一些,描述这种随温度而变化的弹塑性材料及它的蠕变效应是可能。
然而,钢壳与耐火材料间的相互作用仍然有许多未知的东西。
转炉设计更大程度上被视为艺术而不是科学,然而,经验的积累、材料的改进及计算机技术的应用都有助于更好的理解、设计这个机构。
转炉自动化控制系统的优化及改造探析发布时间:2021-06-23T17:13:18.680Z 来源:《基层建设》2021年第8期作者:詹衡庆[导读] 摘要:伴随着我国现代科学技术的发展和进步,工业自动化已经成为一种必然的发展趋势。
江西自立环保科技有限公司 244000摘要:伴随着我国现代科学技术的发展和进步,工业自动化已经成为一种必然的发展趋势。
在冶金行业中,转炉是冶炼过程不可缺少的重要设备。
随着现代各个领域对钢材品质要求的不断提升,冶炼企业对于转炉控制的要求也随之提升。
转炉自动控制水平的提升对于提升冶炼效率和品质有着积极作用,本文对此进行了分析。
关键词:转炉;自动控制;问题;优化措施如今,工业生产的速度在技术方面越来越快,其自动化技术的应用已经变得非常普遍。
其技术的应用加速了中国炼钢技术的发展和创新,提高了中国钢铁的生产效率。
在另一个层面上,它也为中国的生态环境做出了重要贡献。
在新时代,社会发展越来越快,钢铁自动化技术也是如此。
现在钢铁企业如何适应这个时代,他们面临着一系列问题。
为了解决这些问题,提高钢铁的生产能力和生产效率,钢铁企业应加大对自动化控制技术的投入,使计算机技术能够在钢铁生产过程中得到充分应用,而人工粗加工生产可以减少,以避免一些。
不必要的材料消耗,加速钢的自动化和现代化。
1 转炉炼钢自动化控制技术转炉炼钢自动化控制技术中可分为转炉炼钢检测技术及废气分析技术等。
转炉炼钢检测技术,负责检测转炉炼钢工作流程,转炉炼钢设备中安置大量的仪器仪表,对熔钢温度及成份、转炉熔钢页面等信息收集,生产人员观察仪表数据,检测技术对转炉炼钢仪器数据进行分析,获取自动化数据控制指标,对整个炼钢过程整体控制,防止炼钢过程中出现意外。
2 转炉炼钢自动化控制的优势常见的自动化转炉炼钢系统为二级计算机控制系统,将一级智能控制模块组及二级智能控制模块组合,一级智能控制模块中含有氧枪智能控制体系及底吹控制体系等,二级智能控制模块中含有数据收集系统及补吹校正运算系统等,通过两种系统的组合,实现生产过程的自动控制,创建可视性界面,将工艺程序及趋势曲线表现出来,有利于缩减工作人员工作强度,并直观观察设备的运行状态。
S .. . .. . . . 资 料. . 攻关项目总结 《转炉炉底动态控制》项目从07年12月开始进行,到现在为止已有一年时间。转炉炉底控制主要是希望通过调整炉渣成分和溅渣参数,来达到控制炉底的目的,动态的含义在于能不断地根据转炉的实际情况来调整炉渣成分和溅渣参数,以便获得稳定的炉底高度,达到良好的冶金效果。 一、项目工作进展情况 1动态调整炉渣成分 07年9月针对转炉炉底炉底经常波动的情况,制定了《3#转炉炉底维护方案》,后对实际效果进行跟踪发现,3#炉的实际效果并不是太理想,3#炉炉役后,炉底持续下降。原方案中没有充分考虑不同液面下对炉渣碱度与MgO的要求,仅仅是对应了终点的碳含量。后对《维护方案》进行了修改,经过试验,此方案效果比较明显,炉底不断上涨,但是随之又带来一些其它问题,出现化渣困难、粘烟罩等问题。此时只通过调节渣中的MgO和碱度很难再将炉底将下来,唯一好的办法就是采用化炉底操作。之后又对炉底维护方案进行了第二次修改,修改后的方案在溅渣调渣上又做了具体的划分,不同液面高度时,调渣量加入量和种类有所不同,对应的终点碳水平也做了更细地划分。同时加入了化炉底操作的标准,保证在炉底偏高时,急时有效地降低炉底。 到08年初,在调整炉渣方面已经基本形成规范。接下来几个月根据形成的规范对炉型进行控制。从实际效果来看,如果转炉连续冶炼普碳钢,溅渣按照正常操作,炉渣成分对炉底影响较为明显。如果转炉冶炼低碳钢较多时,炉渣则对炉底控制起辅助作用,关键还在于溅渣操作,如果溅渣效果不好,炉底熔池侵蚀速度非常迅速。另外喷补也十分重要,如果能在冶炼低碳钢间隙有一定的喷补时S .. . .. . . . 资 料. . 间,那么溅渣效果也会有一定改善。 3月23日1#转炉进行炉役,炉龄8995。为了尽量避免炉役期间冶炼品种钢,在这之前基本上每天都要生产一个浇次的X80,另外还有供顺义冷轧的低碳品种,这样对转炉影响较大,为此作业区同生产技术室制定了针对1#炉炉役之前的护炉措施。3月20日又制定下发了双炉生产期间的护炉措施。双炉生产期间冶炼大部分都是普碳钢,所以根据以往经验判断,炉底应该呈上涨趋势,所以终渣MgO按8~10%控制。根据实际情况来看,炉底不仅上涨,而且速度较快,两座转炉都多次进行了化炉底操作。双炉期间由于周期原因,所以将补炉时间压缩到40分钟,然后通入氧气助燃烧结。在这次双炉生产中,普碳钢炉底控制问题仍然没有得到很好的解决。主要矛盾在于:周期紧张没有充足时间对熔池渣线部位进行喷补,而炉底在不断上涨,出现了“底厚边薄”的现象。如果此时再化炉底,会进一步加剧熔池和渣线部位的侵蚀。 1#炉开炉时由于低吹管路旁通打开,低吹枪部分堵塞,所以前几十炉没有溅渣,低吹管通了以后,开始溅渣。4月17日测厚熔池870mm,所以决定隔炉溅渣,一直到4月25日,溅渣的力度都不大。熔池厚度770mm,侵蚀速度偏快,对岗位强调了溅渣的质量,强调了炉渣MgO的控制,4月28日测厚熔池基本没有继续侵蚀,4月30日,熔池厚度增长到800mm。从以往的操作来看,岗位对新炉的维护重视程度还不够,炉龄较低时熔池侵蚀速度较快,就是忽视了溅渣护炉的结果。1#炉的炉底始终都保持在1000mm左右,还是比较理想的,如果保证熔池渣线的厚度,炉底可能会有所增长,但是只有这种控制手段才能保证转炉整体炉况稳定,否则很容易造成炉底和熔池同时的快速侵蚀。 2#炉和3#炉在1#炉炉役期间由于品种较为单一,出钢温度也不高,所以炉S .. . .. . . . 资 料. . 底一直都保持在较高为止,并从转炉液面来看,一直也都成上涨趋势。炉役期间两个炉子都化了2到3次的炉底来控制炉底的高度。根据以往的经验,炉底上涨后都很难降低,这个月也是同样,1#炉开炉后一周,虽然终点碳有所减低,但是炉底还是较高,依然保持上涨,尤其是2#炉在1#炉开炉后其每班计划炉数降低,炉底最高时达到1400mm,受炉底影响,熔池状况十分良好,厚度一直都保持在600mm以上。3#炉在1#炉开炉后,计划炉数略有降低,随着品种钢的增多,化了一次炉底后,在1周时间内炉底没有上涨。 从转炉的测厚图与炉渣对应趋势上看,终点碳平均值和TFe的高低与转炉炉底高低没有明显的对应关系,分析认为炉底的高低控制关键在于炉渣成分调整和溅渣的枪位调整,而且很大程度上还取决于品种钢安排的冶炼方式,如果品种钢过于集中冶炼,就对炉衬影响很大,所以生产中应该尽量避免一个炉座连续冶炼低碳品种,也应该避免一个炉子过多冶炼普通品种,最好能进行交替冶炼,这样最有利于炉底与其它部位炉衬的控制。 1#由于是新炉子,往往容易被忽视,特别是前期,如果控制不好,在现在的品种结构下,很容易造成快速的熔池炉底侵蚀,一旦熔池炉底控制不住,对于今后的维护来说将更加困难。所以在5月份1#炉一直都是关注的重点,通过不断地督促岗位的溅渣操作,前1000炉过后,1#的炉况还算不错 2试验溅渣枪位 整个6月份1#转炉炉底控制较为稳定,基本保持在900cm,前半月熔池呈现了下降趋势,后半月也基本稳定在了600mm左右。总体来说,随着炉龄增大,1#炉主要部位的厚度还一直呈现下降趋势,尤其是炉底一直保持900cm,这是一个控制的边缘厚度,从转炉目前所冶炼的品种来看,更希望炉底能有所上涨,对于冶炼低碳钢来说更加有把握,另外也可以起到保护低吹的作用。针对目前1#炉状况,对1#炉溅渣做了临时规定,要求溅渣枪位严格按照高-低-高-低控制,S .. . .. . . . 资 料. . 并且要求保证高枪位溅渣时间,高枪位溅渣时间要占总溅渣时间的一半以上,要在起渣好时提高枪位。这种方法的目的是,让熔池部位可以得到充分的修补,并且可以保持炉底的平整性,防止炉底出现较深的凹坑。 措施实行了一段时间后观察,这种方法对熔池维护有明显作用,熔池厚度有所增加,但是由于低碳品种较多,很难保持稳定。6月份渣线位置的厚度十分稳定,根据这点判断,提高枪位后对渣线的维护效果较好,枪位可能还应适当的提高,这样才能保证熔池部位充分的挂渣。 3转炉溅渣后渣样分析 3.1第一种方式 表1 没有调渣的溅渣前后炉渣成分对比表
炉次号 时间 Cao SIO2 MgO TFe R 白云石 轻烧 镁球 溅渣时间/s 8303292 溅渣前 46.249 11.839 9.33 23.832 3.906 390. 8303292 溅渣后 46.486 11.109 7.849 24.835 4.184 8303294 溅渣前 48.008 11.426 9.818 21.311 4.201 368. 8303294 溅渣后 46.575 12.147 8.575 23.877 3.834 8303567 溅渣前 49.889 10.887 9.057 20.773 4.582 338. 8303567 溅渣后 51.373 11.478 8.724 20.545 4.475 8303568 溅渣前 51.498 11.597 10.818 16.021 4.44 221. 8303568 溅渣后 50.373 11.964 10.679 18.421 4.21
表1中所示的炉次没有进行调渣处理,只是经过简单的溅渣处理。经溅渣后有3炉的炉渣TFe都高于溅渣前,炉渣的二氧化硅含量略有增加,氧化镁含量却是降低的,而且有这样一种趋势,溅渣时间越长,氧化镁降低的越多。碱度也都基本上是降低。综合分析这种溅渣方式认为,炉渣没有经过调质,渣中TFe是不会降低的,由于炉内可能有一部分没有出尽的钢水,所以TFe的含量反倒有所增加。这样高TFe的炉渣熔化温度肯定不高,再加之炉渣氧化镁含量下降,这种炉渣的护炉效果是比较差的。 S .. . .. . . . 资 料. . 3.2第二种方式 表2 经过调渣的传统溅渣方式溅渣前后成分对比
炉次号 时间 Cao SIO2 MgO TFe R 白云石 轻烧 镁球 溅渣时间/s 08102914 溅渣前 50.386 14.908 11.616 13.762 3.379 500.00 500 216. 8102914 溅渣后 53.321 12.543 8.084 17.604 4.251 08202841 溅渣前 49.178 13.08 9.581 18.718 3.759 623 165. 8202841 溅渣后 50.167 14.717 8.165 18.112 3.408 08202840 溅渣前 51.343 15.187 9.199 14.954 3.38 723 78. 8202840 溅渣后 51.871 14.811 8.681 15.452 3.502 08102913 溅渣前 51.3 15.427 9.239 14.51 3.325 866 218. 8102913 溅渣后 48.934 13.452 9.218 17.361 3.637 8102918 溅渣前 49.634 12.746 8.665 19.067 3.894 788 196. 8102918 溅渣后 49.293 13.687 7.663 18.389 3.601
表2中的炉次都是经过调渣处理的,而且都加入了镁碳球,镁碳球中含有大约13%的碳,可以与炉渣中的氧化铁进行反应,再加之加入了渣料,稀释了炉渣,按理论来说,这样可以降低炉渣的TFe含量。可是经过实际的试验发现,炉渣的TFe含量基本没有降低,只有一炉是降低的,其它4炉的TFe都是升高的,并且第一炉升高的比例还很大。这说明在转炉内肯定是剩有一部分钢水的。这部分钢水决定这炉渣TFe的百分比。但是通过第五炉可以判断出,加入镁碳球是可以降低炉渣TFe的。镁碳球中还有相当一部分的氧化镁,但是从溅渣后的渣成分来看,炉渣的氧化镁含量还是呈下降的。分析认为,这是由于镁碳球并没有充分熔化在渣中,而是集中存在的结果。 3.3第三种方式 表3 改进后的溅渣方式溅渣前后炉渣成分对比
炉次号 时间 Cao SIO2 MgO TFe R 白云石 轻烧 镁球 溅渣时间/s 8303659 溅渣前 50.505 13.456 9.703 17.078 3.753 1207 845 183