馬鋼四鋼軋轉爐聲納化渣系統

李海波

摘 要：介紹了馬鞍山鋼鐵股份公司四鋼軋總廠聲納化渣技術的運用。聲納化渣就是根據轉爐煉鋼時爐內聲音的強弱測定出爐渣的泡沫化程度，將爐內的造渣情況以聲納曲線曲線的形式反映到屏幕上，使操作者直觀地了解爐內鋼渣的乳化狀態，從而可及早采取措施以便早化渣、化好渣，維護爐渣的乳化狀態，達到減少噴濺和返干，順利地完成造渣和冶煉任務。目前馬鋼就四鋼軋3座300噸轉爐使用此技術。

關鍵詞：轉爐；聲納化渣；造渣；返干

1 前言

轉爐煉鋼造渣監控技術，國外早在六十年代就發展起來了。目前國內很多鋼廠操作工都是以經驗看爐口火焰來判斷爐況，這就存在很多主觀誤差.每個操作工的水平不一樣，同一個操作工在不同時間搖爐水平也不一樣.這樣就導致噴 濺和返干經常發生，降低了金屬收得率，同時又影響轉爐和氧槍壽，。聲納化渣技術檢測續性好且精度高，可實現對轉爐吹煉過程化渣狀況的連續監測，并設備簡單、投資少，已應用于一些小轉爐煉鋼廠。但在百噸以上頂底復吹轉爐上，由于其爐膛的變化以及底吹氣體的作用，增大了對化渣特征音頻頻段的分析難度，因此目前還未得到應用。馬鋼四鋼軋3座300噸轉爐與2009年開始使用荷蘭達涅利公司的聲納化渣系統，就此系統應用進行介紹。

2 基本原理介紹

這是采用聲音強度測量化渣狀況的一種方法。在氧氣轉爐煉鋼過程中，高速氧流沖擊熔池發出噪音，噪音強度大小取決于爐渣液面的高度。渣面與音強成反比。 如果化渣好，渣層厚，則爐渣的消音能力強，爐內發出的音聲水平低。所以可以通過檢測音強值變化，了解化渣的好壞。

聲納化渣技術應具有在屏幕上自動設置和調整“ 噴濺線”、“ 返干線”和“ 正常化渣區”，在線顯示音頻化渣曲線；噴濺和返干報警提示；槍位曲線實時顯示及上述工藝參數的存儲、統計。

2.1.聲納系統的構成

聲納系統由麥克風及其保護裝置、水套的供水供氣系統、信號前置放大器、聲處理儀、計算機5部分構成。

麥克風：采集噪聲信號的換能器。把現場噪聲轉換成電信號，必不可少。采用了駐極體麥克風。因為采用永磁式的動圈話筒會吸附現場的鐵粉，從而造成設備壽命極短。

探頭保護套：現場環境溫度高，為了保證探頭的正常工作必須加裝保護套。保護套包含供水和供氣系統。

信號前置放大器：其作用是把現場采集的微弱噪聲信號放大，降低阻抗。進行遠傳。

聲納處理儀：聲納化渣系統的主機，把前置放大器送來的信號和與計算機相應通訊需求的信號進行統一。

計算機：對聲納信號的最終處理，作出聲強曲線，與同時的氧量曲線和槍高曲線進行同畫面的比較，以利于工藝操作指導的實用性與科學性。

2.2 系統功能

本系統根據轉爐的綜合特性對吹煉過程中的聲音進行頻譜和幅度分析，得到一個音強指數信號并畫出一條紅色的變化曲線，可幫助操作人員提前判斷噴濺或返干即將發生，因而可以盡早采取相應措施，避免或減輕噴濺的發生，進而減少鋼鐵料的損失。

本系統還具有噴濺過程記錄功能，便于日后的分析。

（1）數據記錄。在每一爐鋼的冶煉過程中，本系統對主要連續變化量進行曲線記錄。例如：聲強指數、氧氣流量、氧槍高度、噴濺狀態等。

（2）操作記錄。在每一爐鋼的冶煉過程中，每一次操作都會被記錄在案。按爐號長期保存，可隨時調出查詢。

（3）記錄的查詢。表的下方有幾個操作鍵，點擊“上一爐”或“下一爐”鍵表的內容就會換成上一爐（或下一爐）鋼的操作記錄。點擊“曲線”鍵就會出現本爐鋼的冶煉過程曲線圖，圖中注明了各曲線的名稱、單位和標尺。

3 結語

實踐證明，聲納化渣技術可以優化生產操作，降低爐渣較大量噴濺和減少嚴重返干的發生。根據煉鋼部對聲納化渣系統調試階段的操作水平與正式投入運行后的操作水平進行比較可看出，工人的操作水平有了明顯的提高，聲納化渣系統在煉鋼部實現了完美的運用。

參考文獻

[1]李學東.化渣噪聲監視技術的研究[D].山東：山東大學計算機科學與技術學院，2007

[2]元銳，元玉峰.音頻化渣自動監測系統[J].山東冶金，2002，（04）

[3]李學東，李曉峰.轉爐化渣噪聲的隨機分析[J].計算機應用及軟件，2007，（07）

[4]陳嘉穎.轉爐造渣過程檢測的聲學原理及應用[D].上海：上海大學煉鋼教研室，1999