120t转炉自动化炼钢生产实践.pdf

5 0 南钢科技与管理 2 0 0 6 年第 1 期 1 2 0 t 转炉自动化炼钢生产实践 刘德祥 朱爱文 中厚板卷厂 国贸公司 摘 要 介绍了自动化炼钢系统在 1 2 0 t 转炉上的应用情况， 使用后终点命中率从6 5 ． 8 ％提高到8 3 ％以上， 获 得较好 的效果。 关键词 自 动化炼钢终点命中率静态计算动态计算 Ap p l i c a t i o n o f S t e e l - m a k i n g Au t o ma t i o n f o r 1 2 0 t BOF Li u De x i a n g Zh u Ai we n Wi d e P l a t e ／ C o i l P l a n t I n t e r n a t i o n a l T r a d e C o mp a n y Ab s t r a c t Ap p l i c a t i o n o f s t e e l - ma k i n g a u t o ma t i o n s y s t e m f o r 1 2 0t BOF i s i n t r o d u c e d ． T h e p e r c e n t a g e o f h i t s h a s r a i s e d f r o m 6 5 ． 8 ％ t o o v e r 8 3 ％ a f t e r a p p l i c a t i o n a n d s a t i s f a c t o r y r e s u l t s h a v e b e e n g o t ． Ke y wo r d s a u t o ma t i o n；s t e e l - mak i n g；p e r c e n t a g e o f h i t s ；s t a t i c c a l c u l a t i o n；d y n a mi c c a l c u l a t i o n 1 概述 南钢 1 2 0 t 转炉于 2 0 0 4年 6月份投产。配有转 炉顶底复合吹炼、 副枪和二级 自动化控制。自动化 炼钢系统全部由奥钢联提供。二级 自动化控制系 统， 实现炼钢过程的自动化控制， 降低劳动强度 ， 提 高劳动生产率， 为实现产品质量控制、 跟踪管理创造 条件。 自动化炼钢从 2 0 0 5年 8月开始使用， 从使用情 况看具有改善转炉操作、 延长炉龄、 缩短冶炼时间、 提高终点命中率等优点。 2自动化炼钢简介 2 ． 1 静态模型 2 ． 1 ． 1 一次计算 F C C 一 次计算是利用转炉物料平衡和热平衡的原 理 ， 根据铁水成份、 温度 、 重量和 目标钢水成份 、 温 度、 重量以及终点渣成份进行初步计算。 为达到出钢 目标成份和温度 ， 一次计算首先根 据设定的最低碱度计算， 如果根据该碱度计算达不 到 目标的碳 、 磷、 硫含量则系统 自动增加碱度， 如此 循环直到能够达到 目标值， 同时计算 出需要的原辅 料、 冷却剂用量和吹氧量。如果系统增加到最高设 定碱度仍然不能达到目标成份 ， 则系统 自动给 出一 个警告信息。 2 ． 1 ． 2 二次计算 S C C 脱硫站将脱硫后实际铁水成份 、 温度和重量传 输到转炉二级后 ， 二级系统重新对吹氧量、 钢水和炉 渣终点成份和温度以及吹炼液位进行计算。二次计 算和一次计算唯一 的区别是 二次计算得到的是铁 水脱硫站脱硫后传到转炉的铁水温度和[ S ] 含量， 并 根据此成份进行计算从而得出更精确的结果。 2 ． 1 ． 3 液位测量 副枪通过专用的测量液位探头对铁水液位进行 测量。其原理当探头接触到铁水时， 探头内电流导 通 ， 系统记录下该位置数值。 维普资讯 2 0 0 6年第 1 期 南钢科技与管理 5 1 2 ． 1 ． 4 氧气量模型 氧气用量模型的计算 先根据铁水化学成份计 算吹炼该炉钢所需的氧气量； 再计算矿石带入的氧 量； 最后根据上炉氧气利用率对该炉氧气用量进行 修正， 从而得出该炉最终氧气用量。 2 ． 1 ， 5 合金计算模型 A L L 合金计算模型是根据终点钢水成份计算需要使 用的脱氧、 合金化用合金量， 在使用合金模型时， 工 程师预先将合金各有效元素含量、 价格输入二级系 统， 待终点钢水成份化验出来后启动合金计算模型， 模型根据 目标钢水成份和合金价格进行合金计算的 优化。 2 ． 2 动态计算模型 I B C ／ C O R 动态计算模型是当转炉吹氧量达到 8 0 ％时， 副 枪对钢水温度和碳含量进行吹炼中测量， 同时将测 出的碳含量和温度值发送到二级 ， 并根据测得的数 值对终点进行计算。 动态模型计算包括 1 计算动态过程的吹氧量。 2 计算终点碳含量和终点温度。 3 计算补加冷却剂或升温剂加入量。 2 ． 3 自学 习模型 F B C 自学习模型是根据该炉役内各炉次生产情况对 工艺模型参数进行适时调整。 2 ． 3 ． 1 模型的调整基于以下原因 1 转炉炉衬的侵蚀 2 氧枪喷嘴的磨损 3 氧枪的更换 4 转炉热损失的变化 5 氧气利用率 6 P和 S在钢渣间分配系数 2 ． 3 ． 2 模型参数调整 根据生产情况， 需要对模型参数不断地进行优 化， 从 目前情况看 ， 需要调整的数据为 1 氧气利用率系数 2 终点渣碱度 3 终点渣氧化镁含量 4 温度损失 5 原辅料、 合金料成份的变化 3 自动化炼钢生产实践 3 ． 1 一次计算 3 ． 1 ． 1 铁水 铁水倒罐站及时将进 厂铁水鱼雷罐号输入二 级 ， 三级系统从倒罐站收集数据并发送到转炉二级 ， 转炉炉前根据鱼雷罐铁水成份和温度进行计算， 并 将该计算值 修改值 确认后发送到铁水倒罐站 ， 倒 罐站根据接受结果进行倒罐作业。 3 ． 1 ． 2 废钢可以根据实际情况进行配料 ， 也可以通 过预先设定的废钢配比进行配料， 固定配比可以通 过搭配人炉废钢重废 、 轻废比例使转炉均匀升温。 3 ． 2 二次计算 为提高二次计算 的精确度， 系统会考虑该炉铁 水倒罐过程温降以及铁水预处理脱硫结束测温时刻 到转炉开始兑铁水时刻的温降。 转炉可以根据二次计算的结果操作 ， 也可以根 据实际生产情况对二次计算结果进行修改 ， 并将计 算或更改结果确认后发送到二级。 3 ． 3 吹炼液位的确定 主操工连接好“ L ” 探头 ， 待兑完铁水 ， 受到转炉 垂直信号后， 点击液位测量按钮， 副枪下枪测得一数 值 ， 主操工在转炉二级中输入废钢重量后， 点击模型 计算按钮 ， 系统会 自动给出一计算值 ， 主操工对该液 位进行确认 修改 后 ， 发送到转炉二级， 该液位作为 吹炼的零液位。 3 ． 4 氧枪枪位模型 自动炼钢投入使用后， 根据不 同的铁水条件和 生产钢种共试验了 1 6种操作枪位 ， 最终将操作枪位 分为适用于高温铁水和低温铁水两种枪位模 型， 见 图 1 、 图 2 。 维普资讯 5 2 南钢科技与管理 2 0 0 6 年第 1 期 图 1 铁水 温度 1 2 5 0 C吹炼枪位 [ 2 0 0 2 5 0 0 4 0 1 0 5 6 0 0 7 2 0 0 7 q o 0 氧 量 m 图 2 铁水温度 ≤1 2 5 0 ℃吹炼枪位 3 ． 5 投料模型 根据生产实践 ， 摸索出适合我厂的投料模型， 见 表 1 。 表 1 我厂投料模型 辅料种类 时机 比例 时机 比 例 时机 比例 时机 比例 石灰 4 ％ 7 0 ％ 1 5 ％ 2 0 ％ 3 0 ％ 1 0 ％ 轻烧 4 ％ 1 0 0 ％ 镁球 4 ％ 1 0 0 ％ 返矿 4 ％5 0 ％ 返矿在开吹时加人总量的 5 0 ％ ， 3 0 ％根据过程 化渣情况适时加入， 最后 2 0 ％在副枪 1 测量后根据 实际情况而定。 3 ． 6 副枪 S L 1 测量碳、 温度双命中范围初定 3 ． 6 ． 1 副枪 S L 1 碳含量的要求 副枪 S L 1 测温、 定碳 、 取样后 ， 从统计数据看 ， 每 脱 0 ． 0 6 ％[ c] 钢水温度升高 1 0 ％， 终点 目标 [ C] 0 ． 0 5 ％ ， S L 1 最佳[ C ] 0 ． 3 5 ％， 考虑到转炉在温度高 时需要有一定的反应时间称量冷却剂用来降低钢水 终点温度， 所 以初定碳含量在 0 ． 2 00 ． 5 0 ％作 为 S L 1 碳命中的标准。 3 ， 6 ． 2 副枪 S L 1 温度的要求 S L 1 测量后， 每吹氧 1 5 0 m 钢水温度升高 1 0 ％， 目标出钢温度 1 6 4 0 C。根据 S L 1 最佳[ C] 含量以及 碳含量标准范围， 初定 S L 1 最佳温度 1 5 9 0 C， 温度范 围在 1 5 7 0 ～1 6 1 0 o C范围内作为温度命 中标准。 综合 以上， 我 厂将 S L 1测 量 的 [ C] 0 ． 2 0 0 ． 5 0 ％ 、 温度 1 5 7 0～1 6 1 0 ℃作为双命中的范围。 3 ． 7 副枪 S L I 磷含量的要求 我厂生 产多为高质 量钢种， 成 品 目标 [ P] ≤ 0 ． 0 1 5 ％， 终点都需等样出钢， 但通 过生产实践统计 分析 ， 副枪 S L 1 测量后， 磷含量在 0 ． 0 4 0 ％以内， 基本 不需要等样出钢， 统计情况如表2 表2 S L 1 、 S L 2 [ P ] 含量统计 S L l 【 P ] ， ％0 ． 0 4 0 0 ． 0 5 6 0 ． 0 3 9 0 ． 0 1 2 0 ． 0 1 5 0 ． 0 6 4 0 ． 0 2 9 0 , 0 3 8 0 ． 0 3 8 0 ． 0 4 5 L 2 『 P ] ． ％O ． O l 1 O ． O 1 5 O ． 0 1 1 0 ． 0 8 0 ． O 0 8 0 ． 0 1 6 O ． 0 0 6 O ． 0 1 0 O ． 0 1 3 O ． 0 0 9 3 ． 7 模型使用结果 在 自动化炼钢未能运行良好之前 1 7月份 ， 我厂采用人工操作， 终点命中率较低。具体比较如 表 3 表3 1 ～ 9月份一倒[ P ] 合格率 单位 ％ 从以上数据可以看出， 转炉采用自动炼钢后， 一 倒磷合格率明显增加。 4 结语 1 通过不断生产实践， 自动化炼钢在南钢使用 取得良好的效果。 2 利用 自动化炼钢， 调整枪位和投料顺序， 化 好过程渣， 一倒命 中率平均从 6 5 ． 8 ％提高到 8 3 ％以 上。 3 分析认为 S L 1 [ c] 0 ． 2 0 ％ ～0 ． 5 0 ％ 、 温度 1 5 7 01 6 0 0 ％； 可以作为双命 中的标准。S L 1取样 [ P ] ≤0 ． 040 ％时不需要等样， 直接出钢。 参考文献 [ 1 ] 王雅贞等 - 氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备 北 京 冶金工业出版社 ， 2 0 0 1 维普资讯