萊鋼2#轉爐均勻布料自動控制系統開發應用

王學恩

（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。原操作簡單，無法保證物料分布的均勻性；溫度變化大，不利于終點目標出鋼溫度控制；人為控制該下料技術難度大，勞動強度大。隨著自動控制技術的發展，開發一套適應萊鋼轉爐煉鋼冶煉實際情況散裝料下料的自動控制系統十分必要。

2 工藝原理

原有轉爐二級系統根據冶煉鋼種自動選定下料模式，根據熔渣性能、脫磷熱力學原理，確定在轉爐冶煉前期加入大批量散裝料。吹煉2～3 min時，［Si］、［Mn］基本氧化完，此時大量的SiO2進入渣中，爐渣堿度較低，脫磷條件較差；吹煉4 min左右，爐內溫度達到1 400℃左右，爐內反應以脫碳、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，脫磷反應大量進行，即在這個時段加入大批的散裝料有利于脫磷和接近終點磷目標。但是，由于一次性大批量的加入散裝料（礦石）產生的驟然溫降和嚴重的噴濺，造成大量的金屬損失和對爐襯的劇烈沖刷，影響造渣及脫磷，造成吹煉的熱量損失，不利于現場操作人員的人身安全。

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

3 均勻布料控制系統

3.1 均勻布料控制原理

下料過程為通過振動給料篩分批次定時定量加入輔料來實現轉爐均勻布料。第一批料下料時間為90 s（可設定）；第二批料的下料方式為定量定時的方法，在不同的料重的情況下，又同時按照不同的下料時間百分比和料重百分比多次下料。在自動模式多次下料的過程中，均勻布料預設調節檔位共有9檔下料頻率，下料過程中自動調節加減檔，保證下料平穩，溫度上升穩定。

3.2 均勻布料檔位自動調節控制原理

在自動模式多次下料的過程中，均勻布料根據預設多個檔位在下料過程中自動調節加減檔。保證下料平穩，溫度上升穩定。

具體控制方式是計算出該批次下料百分比、該批次下料實際時間、該批次下料時間百分比。

在該批次下料實際時間百分比＞0.05的前提下，若該批次實際下料料重百分比＜0.05，則下料檔位自動加1檔；若該批次實際下料料重百分比＞0.05，則下料檔位自動減1檔；對該批次下料實際時間百分比每增加0.05進行比較，共比較19次，保證下料時間在相應范圍內，控制下料重量的精確率。

3.3 均勻布料控制實現

均勻布料控制方式分手動和計算機模式。

手動模式：手動稱料即手動開啟振動給料機，稱料完畢，手動開啟下料振動給料篩下料，在下料過程中可以設定下料頻率，調節下料速率。

計算機模式：二級下散裝料加料料單后，在上一爐放鋼過程中，散裝料控制系統接收操作人員設定的礦石重量，自動進行稱料。在轉爐冶煉期間，計算機模式下，根據每個階段吹氧量不同制定料倉代碼。該礦石倉需要下料時，自動啟動振動給料篩振料，在下料過程中分批次加入輔料。

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

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

下料累計計算包括本爐料重累計、本班料重累計和本月料重累計。不同倉下同種輔料的總重累計，精確計算轉爐輔料消耗，實現精益管理。

4 結語

系統實施后，避免了因為一次性大量下料引起的噴濺次數，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，保證了煉鋼冶煉過程的連續性，有利于終點目標溫度的實現，提升了鋼水合格率，提高了生產操作管理水平和成本核算的精確性。