雙渣模式下品種鋼冶煉控制程序優化

張 帥

（河鋼集團宣鋼公司，河北 宣化 075100）

近年來隨著公司普轉優和兩化融合的深入推進，對煉鋼生產質量和冶煉節奏提出新的要求，如何通過優化和應用先進的自動化和信息化控制技術為煉鋼生產服務顯得極為重要。在前期普鋼自動煉鋼運行基本平穩的基礎上，利用計算機網絡技術現場熱試和完善模型自動煉鋼系統，優化氮氬切換，實現雙渣模式下品種鋼的冶煉，實現一次和二次自動提槍，減少氧耗，提高鋼水收得率。依托煉鋼二級系統數據管理平臺，通過應用計算機技術實現由傳統的轉爐人工煉鋼技術到轉爐全自動的模型煉鋼轉變。通過不斷的優化完善轉爐數據采集平臺，解決生產中遇到的難題。

1 應用背景

為了保障雙渣模式品種鋼自動煉鋼冶煉的實現，我們對自動控制模式進行控制程序、操作畫面進行優化，并攻關降低設備故障率。針對品種鋼冶煉的雙渣自動控制模式優化，氧步控制沖突問題解決，包括二次下槍，雙渣底吹。優化控制畫面的顯示，使針對品種鋼冶煉的雙渣自動控制模式的畫面顯示更加清晰，明確。降低轉爐冶煉各系統的故障率，滿足自動控制模式，保障自動煉鋼模式有較高的使用率。

2 總體思路

宣鋼150T轉爐自動化系統主要包括：L1級基礎自動化控制和L2級過程自動化控制和與L3級（生產管理）的硬件通訊和軟件接口。該系統集合了數據采集、質量跟蹤、歷史數據查詢和爐次生產數據分析等模塊，建立了實時和歷史數據庫、轉爐靜態、動態煉鋼和雙渣煉鋼模型。為了保障雙渣模式品種鋼自動煉鋼冶煉的實現，對自動控制模式進行控制程序、操作畫面進行優化。針對品種鋼冶煉的雙渣自動控制模式優化，氧步控制沖突問題解決，包括二次下槍，雙渣底吹。優化控制畫面的顯示，使針對品種鋼冶煉的雙渣自動控制模式的畫面顯示更加清晰，明確。降低轉爐冶煉各系統的故障率，滿足自動控制模式要求，保障自動煉鋼模式有較高的使用率。

3 實施方案

（1）針對品種鋼冶煉的雙渣模式下功能開發和應用。轉爐煉鋼的基本任務是鐵水預處理和冶煉，轉爐冶煉主要步驟是：1氧化、2造渣、3升溫、4脫氧和合金化。在梳理了煉鋼各個工藝設備及控制方式的基礎上，我們自主開發煉鋼自動控制技術。煉鋼過程自動控制技術是將煉鋼過程中各個設備以及介質按照設定的模式統一自動的控制。

（2）針對雙渣模式品種鋼冶煉的轉爐控制程序優化。所謂雙渣，就是在吹煉前期進行倒爐操作，將轉爐內含磷、硫成分的渣子倒出，避免鋼水硫、磷成分由于反渣造成不合格。在雙渣操作時，底吹較正常吹煉時不同。根據工藝要求我們對雙渣時各氣管底吹流量進行調整，雙渣操作后，二次下槍吹煉時底吹重新按照氧步進行控制。

（3）針對雙渣模式品種鋼冶煉的轉爐控制界面的二次開發和優化。首先自動煉鋼操作，需要煉鋼工在本體操作畫面的氧步畫面和吹煉主畫面、加料畫面等進行切換，由于控制模式主要在吹煉主畫面顯示，而自動煉鋼氧步數據主要在氧步畫面，這樣就給使用者造成不便。雙渣模式自動煉鋼在煉鋼前期和末期會發出自動提槍指令，相比之前正常吹煉增加了二次提槍指令，將這二次提槍指令進行報警優化和添加趨勢。

（4）針對雙渣模式品種鋼冶煉的轉爐控制系統其他保障措施。通過多措并舉降低轉爐冶煉各系統的故障率，滿足自動控制模式要求，保障自動煉鋼模式有較高的使用率。對稱重系統進行改造和定期效驗，大幅提高了稱量準確性，加料系統的插板閥進行攻關，將插板閥限位由機械限位改為光電限位。在爐后，增加了稱量斗重量顯示。加強設備點檢率，降低自動控制系統故障。

（5）增加雙渣模式下自動煉鋼模型控制模塊，實現品種鋼的自動煉鋼。針對150t轉爐雙渣模式下自動煉鋼生產實際，在轉爐工程師站增加雙渣模式參數設置界面。在轉爐服務器后臺程序，設置的參數主要有：雙渣目標碳、雙渣氧上限、雙渣氧下線、雙渣石灰、石灰修正、留渣量等。增加雙渣模型計算和自動控制系統進行優化，增加雙渣模式控制。在轉爐數據查詢界面，增加雙渣量等數據，用于進行雙渣爐次標記和模型自學習對雙渣參數的自修正操作，見圖1。

圖1 雙渣吹煉跟蹤界面

（6）雙渣模式下停吹倒爐控制方式的開發和優化。雙渣模式下停吹倒爐控制模式的開發和優化，基于轉爐普鋼自動煉鋼為基礎，轉爐控制包括有氧槍系統、加料系統、副槍系統、傾動系統控制等，所述控制系統具有氧槍PLC控制器、加料PLC控制器和副槍PLC控制器以及副槍DAS數據分析系統。在品種鋼轉爐吹煉過程中增加了停吹倒爐的中途出渣操作模型控制模式，該模型基于模糊控制理論，根據雙渣模式的修正和調整，實現冶煉中途出渣通過出渣模型計算，二級系統給一級PLC系統發送出渣提槍指令，實現一次自動提槍。在出渣完成之后，二次下槍吹煉的過程中，PLC過程控制器可以給氧槍PLC控制器和加料PLC控制器，以及副槍PLC控制器重新下發控制指令，實現控制系統可以根據新的控制模式完成后續轉爐冶煉操作。

4 實施效果

150噸轉爐雙渣模式下自動煉鋼實施后，在轉爐工程師站引入雙渣模式參數設置界面，崗位工程師可以隨時對雙渣冶煉模型系統進行參數修正和模型學習校正，實現雙渣功能模塊。轉爐服務器后臺程序，引入增加雙渣模式控制，雙渣一提槍點模型計算，實時顯示，自動一次提槍。

5 結 語

150噸爐區自動化控制系統優化和應用實施投運后，雙渣模式下品種鋼的冶煉實現吹煉過程一次自動提槍和二次自動提槍，滿足雙渣模式下品種鋼的模型自動冶煉，明顯降低了轉爐吹煉氧氣消耗，降低了鋼鐵料消耗，提高了鋼水獲得量，節約了成本。