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摘要:

介紹新鋼第一煉鋼廠遠紅外線下渣檢測系統的工作原理和應用效果。

關鍵詞:

頂底復吹轉爐;遠紅外線下渣檢測技術;擋渣

新鋼第一煉鋼廠有3座100t頂底復吹轉爐，傳統的轉爐冶煉出鋼是由工人根據鋼水和爐渣的顏色來判斷是否已經下渣，這就要求操作人員具有一定的工作經驗。這種判斷方法有很大的主觀性，因為爐渣在出鋼口剛出現時很難僅憑視覺判斷出來，即使是對有一定工作經驗的操作工來說，也只有當鋼流夾渣量達到15%～20%時才能發現。出渣時機判斷延后會導致下渣量比較大，鋼水回磷，鋼中夾雜物增多，不僅影響鋼水質量，還會使出鋼口和鋼包耐材的壽命縮短，鋼包粘渣現象增多。為此，2014年5月新鋼第一煉鋼廠在3座轉爐上采用了遠紅外線下渣檢測裝置來進行擋渣出鋼操作，該裝置具有鋼渣檢測靈敏度高、下渣判斷及時、自動化程度高等優點。

1系統工作原理

轉爐遠紅外線下渣檢測技術是利用熔煉溫度下鋼水與鋼渣的發射率不同，計算機系統根據遠紅外線探測器采集實時出鋼過程的鋼流圖像，辨別其中鋼渣含量并給出報警控制信號。與人眼識別相比，該技術具有靈敏度高、長期工作穩定、不受個體能力差異影響的優點。應用該技術能提高轉爐下渣檢測的準確性和及時性，有效控制下渣量，從而提高鋼水的潔凈度和合金收得率，并延長鋼包使用壽命。系統的基本工作原理見圖1。

傳統的下渣檢測系統是識別出鋼流中的鋼渣并計算出鋼渣含量的比例，如果鋼渣含量大于所設定的閾值(如10%)，系統即給出報警信號，提示操作人員進行擋渣抬爐操作。由于該報警信號僅能反映下渣瞬間鋼流內鋼渣含量的比例情況，因此使用此類系統時，依然需要依賴相應的人工輔助判斷。傳統下渣檢測系統的報警判斷邏輯圖見圖2。遠紅外下渣檢測系統在傳統下渣檢測系統報警判斷邏輯的基礎上，引進了智能擋渣抬爐控制單元，將瞬時鋼渣含量比例作為一個重要參數進行應用，并引入卷渣狀態、出鋼時間、煙霧影響和歷史數據等參考因素進行綜合判斷，可以給出相當精確的擋渣抬爐報警信號。在工況正常且系統無故障的情況下，該系統的報警準確率可達99%以上，完全可以代替人工判斷并指導抬爐和擋渣操作。同時該系統依然保留了傳統下渣檢測系統的夾渣報警信號，用以提示操作人員修正出鋼中期的搖爐節奏，進一步減少進入鋼包的鋼渣總量。遠紅外下渣檢測系統擋渣抬爐報警控制信號的判斷邏輯圖見圖3。

2應用效果

2．1系統主要功能1)監控畫面顯示。遠紅外線的監控畫面顯示圖見圖4。從圖4中可以看出，該下渣檢測系統可以對鋼流進行全形態分析，鋼渣辨識清晰，對過程鋼水卷渣情況反映明顯。2)對細鋼流的處理能力。細鋼流的監控畫面見圖5。從圖5中可以看出，在細鋼流情況下該系統仍可正常報警，工人通過監控畫面可清楚分辨鋼、渣。3)過程卷渣報警功能。該系統的過程卷渣報警歷史曲線及過程卷渣實時監控畫面見圖6和圖7。從圖6，7中可以看出，該下渣檢測裝置卷渣報警功能可以為搖爐操作提供有效指導，當出鋼前、中期畫面出現連續卷渣報警時，可以提醒搖爐工控制搖爐角度和搖爐速度，有利于減少過程卷渣量。

2．2效果1)鋼水回磷量得到了有效控制，平均回磷量下降了50%，因回磷而導致的回爐次數也大幅度減少。2)搖爐操作人員不再擔心因鋼水下渣而提前抬爐，最大限度地保證了鋼水出盡。轉爐鋼水收得率由89．4%提高到91.9%，降低了噸鋼鋼鐵料消耗量。3)鋼渣量減少后，降低了鋼渣對鋼包內襯的侵蝕速度，鋼包的平均包齡延長了2%。4)由于鋼水雜質減少，鋼水純凈度得到提高，從而提高了產品質量。

3結語

新鋼第一煉鋼廠采用的遠紅外線下渣檢測與控制系統，在出鋼環節控制下渣量發揮了重要作用，達到了提高鋼水質量、降低消耗的目的。

作者：周賤生 萬冬華 單位：新余鋼鐵集團有限公司