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转炉炼钢副枪技术发展概述 ?16?首钢科技1989年l2月 ,— ;综.述l,.帅 转炉炼钢副枪技术发展概述 钢铁研究所彭曼辉 当今,检测仪表和计算机技术的发展不 仅为高炉,转炉,连铸,热轧等提供了完备 的自动控制手段,而且把上述工艺过程较为 理想的统一到一个综合的计算机生产管理系 统中,被称为Int0gratedControlSystem”. 这也是当代冶金自动化的最高水平.本文阐 述了转炉自动壬匕的一般状况,如静态及动态 控制,并重点介绍了对实现转炉自动化有特 殊作用的副枪控制系统. 一 ,概况 氧气顶吹转炉炼钢从倒炉装废钢,兑铁 水开始,直至后吹或出钢,全部正常操作过程 约需40分钟.其中纯吹炼时间约l6分钟在 氧气顶吹转炉逐渐发展过程中,炼钢工作者 也在不断地探索自动控制的新方法,以提高 生产率和合格率. 早在五十年代末,美国就开始使用计算 机}六十年代,美,日,苏等国采用了开环 静慈控制,出钢命中率达50~60’到七十 年代末,又实现了闭环动态控制,使终点碳 和温度命中率达90%以上.1987年,日本一 些钢厂竟达~J]98%.许多国家的钢厂(表1) 也相继采用了各种检测,控制设备与计算机 联网,并形成完整的计算机动态控制系统. 在这一方面,日本居领先地位,其主要贡献 是开发了副枪技术,并用副枪点测,进而实 现了动态控制 最近,伴随复合吱炼技术的发展,钢水 成分和温度的控制模型以及自动吹炼系统也 得到相应的发展.图1是一典型的复合吹炼 自动吹炼功能图.图2是氧气顶吹转炉炼钢 的在线实时计算机全自动吹炼控制系统 从图2可见,该系统由静态控制,程序 控制,造揸控制和副枪动态控制等子系统组 成. 静态控制子系统是根据吹炼反应全部物 料平衡和热平衡来建立静态模型的.将初始 条件(铁水成分,温度)和终点目标值(钢 水成分,温度)用统计解析法来求解模型, 使出钢命中率比人工控制提高约2o~3o%, (上接第15而) 出,因此金属铬熔体含氮量很低. 选用低氮金属铬,加上冶炼采用相应的 工艺措施,完全可控制合金中含氮量小于 300ppm.生产实践证实只要使合金中氮 含量小于900ppm,.其他条件保持稳定, cf2oNi搴0台金锻遣塑性会得到显着提高 通常锻造成坯率稳定保持在85~90% 舶,.1... 五,结语 1.当cf20Ni80电热合金中氮含量超过 0.030时,由于高温下沿晶界析出稀土氮 氧复杂化台物而碑低了合金的锻造塑性 2.在用双联法生产时,合金中氯主要 来自金属铬.采用含氮最小于0.030的金 属铬,再加上合理的静炼士艺?可得到含氟 小于O.030%莳锯疑,锻造性凄l好-- t辋科技?17? 转婷过程辞茸机 图1顶底吹复吹转自动吹炼系统 一 次吹炼终点命中率达50~70. 程序控制子系分是根据吹炼前选定的吹 炼程序来自动控制{枪高度和氧气流量.并 在适当的时候自动加入适量辅助原料,启动 副枪以及控制废回收操作. 造渣控制系统是当吹炼中出现喷溅或化 渣不良时,输入必要的信息和命令,计算机 则按照与输入的异常状况相符的程序来更正 吹炼反应,控制泡沫高度.此程序包括.改 变氧气流量,改变氧枪高度?改变氧枪振 动,加入辅助原料. 副枪控制于系统是在吹练即将结束前涮 ,18-1989年第6期 氧气顼畎转炉电子计算机控制表1 投产时间炉容生产能力 厂名主要检耐与控制方法 (年)(t)(万吨/年) 和敢山三炼钢(日)196T3X1T5510副枯与护气分析联用动志控制 庸岛一炼钢(日)197i3X2T5副枯动态控制 福山三炼钢’目)16T32×330440副格动齿控制 川蜻(日)1960~19623×90165副格动吝控制 千叶二炼钢(日)1962~19653×165550炉气定碳动态控制 君肆=炼钢(日)lgTi2×a30400副棺动态控制 名古垦二炼钢(日)19692×275350尉枪动志控制 福特汽车公司(美)l驰42×2502g0静态控制 多特象德(西撼)l口B3~19662×210,140炉气定礞动态控制 塔尔怕特港(英)19692X3重0340静态控制 福斯(法)19742×330400动态控制 艾奠伊登(荷兰)19662×330360炉气定躐动态控制 量钢水温度和碳含量.用动态控制模型修正 氧气量或自动投入冷却剂,自动停吹,使终 点碳和温度命中率达到95上述全自动吹 炼技术不仅可以用于氧气顶吹转炉炼钢,而 且还可以用于复吹转炉炼钢. 图2顶吹转炉炼钢奎自动吹炼系统 转炉实现计算机控制首先要经过静态控 制阶段,在此基础上开发炉气定碳,声学判 断化谴及副枪等检测手段,进而实现动态控 制.但应指出的是.由于转炉内反应非常激 烈,整个冶炼过程时间又短,也只有采用副 枪点测来掌握炉内状态后,才能真正的实现 动态控制炉内反应过程见