萊鋼2#轉(zhuǎn)爐均勻布料自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用

王學(xué)恩

（山鋼股份萊蕪分公司 煉鋼廠，山東 萊蕪271104）

1 前言

萊鋼型鋼煉鋼廠2#轉(zhuǎn)爐原有加料工藝多為一次性加入大量散裝料，極易引起鋼水溫度驟然下降及鋼水噴濺。原操作簡(jiǎn)單，無(wú)法保證物料分布的均勻性；溫度變化大，不利于終點(diǎn)目標(biāo)出鋼溫度控制；人為控制該下料技術(shù)難度大，勞動(dòng)強(qiáng)度大。隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)一套適應(yīng)萊鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼冶煉實(shí)際情況散裝料下料的自動(dòng)控制系統(tǒng)十分必要。

2 工藝原理

原有轉(zhuǎn)爐二級(jí)系統(tǒng)根據(jù)冶煉鋼種自動(dòng)選定下料模式，根據(jù)熔渣性能、脫磷熱力學(xué)原理，確定在轉(zhuǎn)爐冶煉前期加入大批量散裝料。吹煉2～3 min時(shí)，［Si］、［Mn］基本氧化完，此時(shí)大量的SiO2進(jìn)入渣中，爐渣堿度較低，脫磷條件較差；吹煉4 min左右，爐內(nèi)溫度達(dá)到1 400℃左右，爐內(nèi)反應(yīng)以脫碳、脫磷為主，而受溫度低的影響，脫碳速度較慢，在低溫、高FeO的條件下，脫磷反應(yīng)大量進(jìn)行，即在這個(gè)時(shí)段加入大批的散裝料有利于脫磷和接近終點(diǎn)磷目標(biāo)。但是，由于一次性大批量的加入散裝料（礦石）產(chǎn)生的驟然溫降和嚴(yán)重的噴濺，造成大量的金屬損失和對(duì)爐襯的劇烈沖刷，影響造渣及脫磷，造成吹煉的熱量損失，不利于現(xiàn)場(chǎng)操作人員的人身安全。

改造后，在轉(zhuǎn)爐二級(jí)模型中新增了“均勻布料”散裝料下料模式。改扇形閥為振動(dòng)給料篩，安裝了稱重儀表、傳感器等，稱重信號(hào)傳送PLC。

3 均勻布料控制系統(tǒng)

3.1 均勻布料控制原理

下料過(guò)程為通過(guò)振動(dòng)給料篩分批次定時(shí)定量加入輔料來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐均勻布料。第一批料下料時(shí)間為90 s（可設(shè)定）；第二批料的下料方式為定量定時(shí)的方法，在不同的料重的情況下，又同時(shí)按照不同的下料時(shí)間百分比和料重百分比多次下料。在自動(dòng)模式多次下料的過(guò)程中，均勻布料預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)檔位共有9檔下料頻率，下料過(guò)程中自動(dòng)調(diào)節(jié)加減檔，保證下料平穩(wěn)，溫度上升穩(wěn)定。

3.2 均勻布料檔位自動(dòng)調(diào)節(jié)控制原理

在自動(dòng)模式多次下料的過(guò)程中，均勻布料根據(jù)預(yù)設(shè)多個(gè)檔位在下料過(guò)程中自動(dòng)調(diào)節(jié)加減檔。保證下料平穩(wěn)，溫度上升穩(wěn)定。

具體控制方式是計(jì)算出該批次下料百分比、該批次下料實(shí)際時(shí)間、該批次下料時(shí)間百分比。

在該批次下料實(shí)際時(shí)間百分比＞0.05的前提下，若該批次實(shí)際下料料重百分比＜0.05，則下料檔位自動(dòng)加1檔；若該批次實(shí)際下料料重百分比＞0.05，則下料檔位自動(dòng)減1檔；對(duì)該批次下料實(shí)際時(shí)間百分比每增加0.05進(jìn)行比較，共比較19次，保證下料時(shí)間在相應(yīng)范圍內(nèi)，控制下料重量的精確率。

3.3 均勻布料控制實(shí)現(xiàn)

均勻布料控制方式分手動(dòng)和計(jì)算機(jī)模式。

手動(dòng)模式：手動(dòng)稱料即手動(dòng)開(kāi)啟振動(dòng)給料機(jī)，稱料完畢，手動(dòng)開(kāi)啟下料振動(dòng)給料篩下料，在下料過(guò)程中可以設(shè)定下料頻率，調(diào)節(jié)下料速率。

計(jì)算機(jī)模式：二級(jí)下散裝料加料料單后，在上一爐放鋼過(guò)程中，散裝料控制系統(tǒng)接收操作人員設(shè)定的礦石重量，自動(dòng)進(jìn)行稱料。在轉(zhuǎn)爐冶煉期間，計(jì)算機(jī)模式下，根據(jù)每個(gè)階段吹氧量不同制定料倉(cāng)代碼。該礦石倉(cāng)需要下料時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)振動(dòng)給料篩振料，在下料過(guò)程中分批次加入輔料。

吹煉5 min前，第一批料下料時(shí)間為90 s（可設(shè)定）；吹煉5 min后，第二批料的下料方式為定量定時(shí)的方法，在不同的料重的情況下，按照料重百分比和下料時(shí)間百分比多次下料。

礦石重量＜2 500 kg，下料時(shí)間5 min；礦石重量為2 500～3 000 kg，下料時(shí)間為5.5 min；礦石重量為3 000～4 000 kg，下料時(shí)間為6 min；礦石重量為4 000～5 000 kg，下料時(shí)間為6.5 min；礦石重量＞7 000 kg，下料時(shí)間為7.5 min。

下料累計(jì)計(jì)算包括本爐料重累計(jì)、本班料重累計(jì)和本月料重累計(jì)。不同倉(cāng)下同種輔料的總重累計(jì)，精確計(jì)算轉(zhuǎn)爐輔料消耗，實(shí)現(xiàn)精益管理。

4 結(jié)語(yǔ)

系統(tǒng)實(shí)施后，避免了因?yàn)橐淮涡源罅肯铝弦鸬膰姙R次數(shù)，避免了損失熱量，保證了煉鋼熱平衡，減少了因噴濺氧槍提升次數(shù)，保證了煉鋼冶煉過(guò)程的連續(xù)性，有利于終點(diǎn)目標(biāo)溫度的實(shí)現(xiàn)，提升了鋼水合格率，提高了生產(chǎn)操作管理水平和成本核算的精確性。