科技创新与应用Ｉ ２０１６年第３５期 ‘‘ 一工业技术 键式＂自动化炼钢技术的开发与实践 徐志成 （青岛特殊钢铁有限公司第一炼钢厂，山东青岛２６６４０９） 摘要：通过对“一键式”自动化炼钢技术的开发与推广实践，效果显著：钢铁料消耗降低了７．３ｋｇ／吨钢，合计降低成本约１９．７４ 元／吨钢；转炉出铜碳和温度双命中率达到８４％以上，二次补吹率减少了１７．８％，平均 台炼周期缩短了３．１分钟，铜水质量得到显 著提高。 关键词：一键式；自动化炼钢；吹炼模型；副 １概述 键式”炼钢技术是一种先进的转炉冶炼控制技术，该技术集 “一（３）自学习模型的完善。由于转炉炉况、原料条件、底吹效果等条 件都在不断的变化，这些因素的变化将对转炉整个过程的静态计算 理论计算、专家经验和先进的在线监测手段与一体，采用计算机ＴＪ１ 模型和ＰＬＣ控制转炉吹炼操作，可显著提高转炉终点碳、温度双命中 率，缩短冶炼周期，提高生产效率，降低原材料消耗和生产成本，实现 可观的经济效益。 ２开发经过 为实现“一键式”自动化炼钢的目标，必须具备以下条件：（１）设 备运行可靠：基础自动化系统、转炉系统设备、计算机系统硬件和软 件可靠性高；（２）模型建立：保证模型的完整性，动态模型的运行稳定 性好；（３）精益的工艺条件和标准化制度：冶炼前的初始条件（如铁 水、废钢、熔剂等信息）稳定，转炉吹炼过程和终点的工艺操作标准 化。 ２．１设备运行可靠 ２．１．１副设备系统 副设备的“零故障率”、稳定的停车精度、全自动运转率三个方 面是保证“一键式”自动化炼钢顺利实现的基础设备条件之一。 实现“零故障率”，青钢开创性的采取以下对策：（１）动态副测 定时氧流量降至正常流量的６０％，且氧流量必须低于某一上限设定 值才能下测量；（２）动态副测定的碳含量范围进行标准化控制， 防止过高的『Ｃ１下副测定时造成的粘钢、粘渣；（３）副测定中面向 火焰测和其北侧存在着热负荷不平衡，因此会产生永久歪曲。《青钢 副维护规程》要求点检人员对副２４ｈ内必须旋转一次，每次旋转 １８０ｏ；（４）为防止副撞击弯曲，要求转炉零位控制在一０．５￣－０ｏ，同时转 炉炉口结渣大于规定值时，必须及时清理。 稳定的停车精度：为了保证取样的准确性和代表性，同时必须满 足停车精度在￣１０ｒａｍ，水平方向在￣３０ｒａｍ以内的严格设备条件。为 此，重新设定了副的二级变速参数。 保证副设备全自动运转：副设备全自动化的关键是探头自 动装卸（ＡＰＣ）装置的稳定性，保证稳定的关键是限位点可靠。 ２．１．２散装料加料和称量系统 优化转炉散装料料仓的分配管理：优化分配对含铁氧化物、轻烧 白云石、石灰、冷料等几种辅料按料仓分布。 提高称量速度并保证称量精度：（１）与设计方沟通增加振动给料 机设定参数调整，通过设定快变慢参数和停振参数，提高称量速度； （２）通过调整下料系统的传感器和振动电机的给定频率，确保称量误 差在２０千克以内。 转炉底吹系统：副下ＴＳＣ时顶底复吹的流量要求为正常流量 的６０％左右，通过优化底吹系统ＰＬＣ控制程序，解决了转炉底吹氩气 与副测量时所需底吹氩气流量大小不对应的问题。 铁水、废钢数据自动采集系统：（１）建立铁水成分、重量、温度等 信息的计算机自动传输；（２）建立废钢操作站终端以采集废钢种类和 各组分重量信息。 ２．２模型的建立 （１）钢种词典的建立Ⅲ。熔剂计算系数：按现有钢种要求对设计方 提供的１０种熔剂组分进行优化分类，综合考虑炉渣的碱度、氧化镁 和ＴＦｅ的含量等，简化为５种熔剂计算系数。温度标准：对各类钢种 的温度控制进行跟踪记录，综合分析计算得出最优化的钢水终点温 度标准。钢种标准：根据现有钢种终点碳控制、终点ＷＳ和温度标准控 制不同，对我厂近２００个钢种牌号，进行系统分类为７大类钢种标准 化模板。 （２）吹炼模型的建立。模型基础的构建：创造性的提出建立起“三 模型、一调整”的控制系统，即：转炉供氧模型、底吹模型和加料模型、 位调整。吹炼模型的建立：综合考虑钢种、废钢质量、冶炼工艺等情 况的不同，设定了８种不同的模型可供选择。 一１１４一 和后期的动态脱碳系数、升温效果造成重大影响日，要求模型应该对 计算值与实际值的误差进行反馈修正学习，进而调整相应的模型参 数，从而提高模型控制的精度和自适应能力。 ２．３工艺的优化 ２．３．１冶炼初始条件标准化。铁水条件：（１）每月定期校准铁水天 车称量，要求校准称量精度 ±Ｏ．５％；（２）精准化控制入炉铁水重量， 要求其波动三±０．５ｔ。 废钢条件：（１）每月定期校准废钢车轨道衡称量，要求称量精度± ０．３％；（２）精准化控制各类入炉废钢重量，要求其波动耋±０．２ｔ。 辅料条件：采用高牌号的石灰、轻烧白云石、萤石。 ２．３－２工艺操作改进。废钢的分类管理与精准化配比；根据钢种 形成稳定的废钢加入模式，严格按废钢模式配加各类废钢。吹炼过程 中供氧进程至７５％、副ＴＳＣ测量前２ｍｉｎ，不允许加入任何辅料。副 下测量时，必须满足以下条件：供氧进程三５Ｏ％，供氧流量降至设 定值的７０％且小于１５０００ｍ￣，以保证副测量的稳定性。精确设定 过程进行副测量的时机，综合考虑炉内反应情况、转炉终点要求 等。保持连续冶炼，提前做好出钢准备。动态调整过程只能使用固定 种类的冷却剂和发热剂，禁止加入其它熔剂。 ３实施后的效果 转炉“一键式”自动化炼钢技术，经过４个月工艺优化与管理标 准化，在白班逐步向四班推广使用，并取得以下效果：转炉终点碳、温 度双命中率显著提高：根据钢种终点控制标准，该技术在投入前后转 炉终点ｃＪ双命中率达到８３．９％。转炉补吹率显著降低：由于自动化 炼钢的使用可使转炉终点ｃＪ双命中率显著提高，转炉补吹率由原 来的２５．７％下降到目前的８．０％。冶炼周期缩短，提高转炉生产效率： 采用“一键式”自动化炼钢技术后，转炉一倒出钢率由原来的６５％提 高到８０％以上，有效减少了转炉补吹频率，使得冶炼周期大幅缩短， 转炉平均冶炼周期由原来的４７分钟缩短到４４分钟，转炉生产效率 提高了６．３％，成本降低约２．９元，吨钢。提高钢水质量，稳定钢水成分： （１）转炉终点钢水氧含量降低，水口结瘤明显减少，铝镇静钢的连浇 炉数由原来的１２炉提高到１５炉，成本降低约０．８３元，吨钢。（２）通过 对吹炼模式的优化，获得了稳定的脱磷效果，转炉终点磷控制ＣＰＫ指 数由原来的１．００７升高到１．２１４，工序控制能力显著提高；同时因磷高 导致回炉、改判的炉数平均减少了５０％，成本降低约２．１４元／吨钢。 减少铁合金成本，降低钢铁料耗：由于一倒命中率的提高，转炉 终点钢水氧含量稳定降低，终点余锰提高，既提高了转炉铁合金的收 得率又减少了转炉吹损。同时，因转炉冶炼周期的缩短，使得过程热 损失减少，在相同的废钢装入条件下，自动化炼钢炉次冷料消耗数量 提高约５．６ｋ 吨钢，有效降低了钢铁料消耗。在“一键式”自动化炼钢 技术投入使用后，钢铁料耗降低了７＿３ 吨钢，成本降低约１３．８７元／ 吨钢。 ４结束语 通过对“一键式”自动化炼钢技术的开发与推广实践，效果显著： 钢铁料消耗降低了７．３ｋ￣吨钢，合计降低成本约１９．７４元邝屯钢；转炉 出钢碳和温度双命中率达到８４％以上，二次补吹率减少了１７．８％，平 均冶炼周期缩短了３．１分钟，钢水质量得到显著提高。 参考文献 『１］黄希钴翎铁冶金原理ｆＭ１．北京：冶金工业出版社，１９９０． 陈家祥．钢铁 台金学［ＭＩ．北京： 台金工业出版社，１９９０． 作者简介：徐志成（１９８０一），男，２００２年毕业于安徽工业大学冶金 工程专业，２０１０年获得辽宁科技大学工程硕士学位。现为青岛特殊钢 铁有限公司炼钢厂技术科科长，高级工程师，从事炼钢厂生产、工艺 和新产品的开发工作
