宣鋼煉鋼稱量系統優化改造實踐

唐 龍

（河鋼集團宣鋼公司， 河北 宣化 075100）

河鋼集團宣鋼公司（全文簡稱宣鋼）150 t 爐區采用了先進的自動煉鋼[1，2]和轉爐煉鋼二級數據管理平臺[3]，近年來隨著公司供給側結構性深入推進，公司重點轉為產品質量提升和進一步提高標準，滿足客戶端需求。隨著產品結構的提升、客戶結構的優化，未來客戶端對產品的要求越來越多，標準越來越高，對智能煉鋼自動化設備不斷地創新型的優化和完善，才能滿足宣鋼公司精品戰略目標要求和客戶端需求的差異化。

為此，決定對宣鋼150 t 爐區測控設備系統進行設備優化改造。通過對折罐間4 部兌鐵平車控制方式及稱量供電系統進行改造，保證鐵水平車穩定運行及稱量系統的準確性、連續性。通過對加料跨2 部大噸位入爐鐵水天車稱重數據采集進行優化，保證入爐鐵水的準確性，確保2 部鐵水稱重誤差控制在200 kg 之內。通過對轉爐合金加料系統進行改造，保證加料系統稱量的準確性，保證稱量及時準確。

1 應用背景

150 t 爐區鐵水折罐及煉鋼系統在自動化控制方面存在以下問題，制約著產品質量的提高。

1）原設計鐵水折罐系統4 部平車運行方式為變頻控制，電纜卷線筒的運行前提條件是車輛有行走反饋信號，電纜卷線筒安裝在高空且在受鐵線內，距離翻鐵口很近，當由于鐵水平車線纜導致車輛及稱量系統故障時，給在線處理故障增加了難度，甚至會影響到整條生產線的正常運行。為了及時有效的處理故障，決定對鐵水折罐系統4 部平車運行控制方式及稱量供電方式進行改造。

2）150 t 爐區加料2 部大噸位鐵水天車不僅為煉鋼提供了準確的裝入量，還承擔著公司鐵水計量的重要作用，但鋼絲繩在上升與下降過程中由于摩擦力的影響，稱重數值在鋼包起吊位置和兌鐵位置存在一定的誤差，給天車稱量準確性造成了影響。天車稱量在原有的高度補償功能上，需要對稱量系統進行優化。

3）原設計每座轉爐配備一套合金加料設備，在生產過程中，一旦出現問題，必然影響煉鋼生產的進行，同時由于在冶煉過程中，需要根據鋼水的實事變化加入不同作用的各種溶劑和合金物料，小計量，多批次的加入方式有利于各種成分的吸收，多次加入可能造成物料重復，增加噸鋼消耗。不利于挖潛增效，所以加料系統需要優化。

針對以上問題，決定對鐵水平車控制方式及稱重供電進行改造，對鐵水天車稱重系統在原有的基礎上進行功能完善，對轉爐合金和溶劑加料系統在設備及畫面顯示上優化，促進智能煉鋼系統質量提升攻關目標實現。

2 總體思路

依托150 t 爐區現有的煉鋼自動化系統，改進鐵水折罐系統4 部平車控制及稱量供電方式，對2 部大噸位入爐鐵水計量天車稱量系統進一步完善和優化，使得自動化系統更好地服務于煉鋼生產，從而提高煉鋼產品的質量和效益，為公司精品戰略貢獻力量。

1）對鐵水平車電纜卷筒安裝位置更改，并對現有的行車電纜重新選型，編制控制程序，修改電纜卷線筒控制方式，并對鐵水平車上的稱量供電進行改造，以縮短技術人員處理故障時間，減小影響范圍。

2）完善2 部大噸位天車高度補償功能，由于天車在起吊重包或降落空包過程中，存在將近1 t 的誤差，使得鐵水天車在起吊或放置空包運行中數值不夠精準，為了進一步提高稱量精度，通過與廠家溝通，決定對2 部大噸位鐵水天車稱量系統進行完善。為公司鐵水計量結算及精準的轉爐裝入量奠定了可靠的基礎。

3）轉爐合金加料系統是煉鋼控制、提高質量的重要環節，而目前每一座轉爐配套設置一套合金加料設備，合金加料設備一旦出現問題，必然影響生產節奏，甚至導致后續設備停機，為此，需要對合金加料系統進行優化。

3 實施方案

3.1 鐵水折罐稱量系統優化改造

1）原設計鐵水折罐系統4 部平車線纜為3×70+1×16+10×2.5 船纜，平車卷線筒安裝位置距離平車垂直距離6 m，在車輛運行過程中，線纜距離卷線筒越遠所受張力越大，這樣就容易導致線纜被拽斷，引起故障。通過技術人員受力分析，決定將卷線筒改裝在平車上，并對線纜重新選型為6×35 的船纜。其中三相作為平車行走供電，另三相作為電纜卷線筒供電。卷線筒隨車輛一起行走，船纜所受的力幾乎是恒定的，減小了電纜受力，延長了電纜的使用壽命。

2）修改平車控制程序并做畫面切換按鈕，增加車輛防碰撞限位，減少人為因素造成線纜的損傷。平車稱重儀表電源原為電池供電，電池電壓的高低直接影響稱重系統的正常運行，影響鐵前鐵水匹配的準確性。電纜卷筒的改造為后續稱量系統電源改造打下了基礎。萱鋼自制電池充電裝置，使稱重儀表的供電也改造為卷線筒運行供電；通過卷線筒延時斷電，對稱重儀表供電電池進行浮充。經過反復測量供電電壓及充電電流，找到4 部平車電池充電的最佳狀態，保證了稱量系統的穩定性，連續性。

3.2 天車稱量系統優化改造

加料跨兩部大噸位鐵水天車稱量運行以來一直存在鋼絲繩摩擦力對稱量精確的影響，為了減小稱量誤差，將稱重儀表高度質量非線性功能開啟，用砝碼包在天車上限位和勾頭在最低位分別對非線性誤差進行零點校驗和低位標定，使得稱量在起吊重包運行時，將鋼絲繩運行過程中與滑輪組產生的摩擦力實時補償，進而減小稱量過程中的誤差。

3.3 加料稱量系統優化改造

合金加料[4]是煉鋼生產的重要環節，合金料加入的多少，直接影響到產品的質量同時稱量的穩定運行也關系到后續工藝的連續性，原有的1 臺合金稱量如果出現問題必然影響生產，所以在原來的基礎上，又增加1 臺稱量設備，2 臺設備在功能上起到互備作用，在工藝上，當開發冶煉新品種鋼時，也為增加新的料種提供了保障。

在原來的PLC 系統自主編寫了相應的控制程序，通過與崗位操作人員溝通，并對每一爐冶煉合金料加入次數做了畫面提示，當加入一次物料后相應的累計表格中顯示黃色，當加入兩次同一種物料時，累計表格顯示紅色，這樣杜絕了因為同一種物料的多次加入而影響鋼水質量，也為后續物料使用跟蹤奠定了基礎,提示畫面如圖1 所示。

圖1 煉鋼加料稱量系統界面

通過對加料系統的優化，提高了稱量系統的穩定性，為提高產品質量打下了堅實的基礎。

4 實施效果

系統優化改造實施后， 解決了由于線纜故障導致的影響生產，保證稱量準確性的問題。保證了大噸位鐵水天車高度補償功能的完善，將稱量誤差控制在200 kg 之內，為降低轉爐鋼鐵料消耗提供了可靠的保障。合金系統優化后，稱量系統運行穩定，為精品鋼的順利冶煉打下了基礎。

5 結語

系統優化和應用實施投運后，稱量系統供電電池在卷線筒運行時浮充，縮短了維護人員更換儀表電池的次數，減輕了維護人員的工作強度，保證了稱量的穩定和連續性，同時為智能煉鋼和精準的鐵水裝入量提供了可靠的保障，有效降低了物料多加導致鋼水質量缺陷問題，保證了煉鋼生產的穩定運行。