莱钢2#转炉均匀布料自动控制系统开发应用

王学恩

（山钢股份莱芜分公司 炼钢厂，山东 莱芜271104）

1 前言

莱钢型钢炼钢厂2#转炉原有加料工艺多为一次性加入大量散装料，极易引起钢水温度骤然下降及钢水喷溅。原操作简单，无法保证物料分布的均匀性；温度变化大，不利于终点目标出钢温度控制；人为控制该下料技术难度大，劳动强度大。随着自动控制技术的发展，开发一套适应莱钢转炉炼钢冶炼实际情况散装料下料的自动控制系统十分必要。

2 工艺原理

原有转炉二级系统根据冶炼钢种自动选定下料模式，根据熔渣性能、脱磷热力学原理，确定在转炉冶炼前期加入大批量散装料。吹炼2～3 min时，［Si］、［Mn］基本氧化完，此时大量的SiO2进入渣中，炉渣碱度较低，脱磷条件较差；吹炼4 min左右，炉内温度达到1 400℃左右，炉内反应以脱碳、脱磷为主，而受温度低的影响，脱碳速度较慢，在低温、高FeO的条件下，脱磷反应大量进行，即在这个时段加入大批的散装料有利于脱磷和接近终点磷目标。但是，由于一次性大批量的加入散装料（矿石）产生的骤然温降和严重的喷溅，造成大量的金属损失和对炉衬的剧烈冲刷，影响造渣及脱磷，造成吹炼的热量损失，不利于现场操作人员的人身安全。

改造后，在转炉二级模型中新增了“均匀布料”散装料下料模式。改扇形阀为振动给料筛，安装了称重仪表、传感器等，称重信号传送PLC。

3 均匀布料控制系统

3.1 均匀布料控制原理

下料过程为通过振动给料筛分批次定时定量加入辅料来实现转炉均匀布料。第一批料下料时间为90 s（可设定）；第二批料的下料方式为定量定时的方法，在不同的料重的情况下，又同时按照不同的下料时间百分比和料重百分比多次下料。在自动模式多次下料的过程中，均匀布料预设调节档位共有9档下料频率，下料过程中自动调节加减档，保证下料平稳，温度上升稳定。

3.2 均匀布料档位自动调节控制原理

在自动模式多次下料的过程中，均匀布料根据预设多个档位在下料过程中自动调节加减档。保证下料平稳，温度上升稳定。

具体控制方式是计算出该批次下料百分比、该批次下料实际时间、该批次下料时间百分比。

在该批次下料实际时间百分比＞0.05的前提下，若该批次实际下料料重百分比＜0.05，则下料档位自动加1档；若该批次实际下料料重百分比＞0.05，则下料档位自动减1档；对该批次下料实际时间百分比每增加0.05进行比较，共比较19次，保证下料时间在相应范围内，控制下料重量的精确率。

3.3 均匀布料控制实现

均匀布料控制方式分手动和计算机模式。

手动模式：手动称料即手动开启振动给料机，称料完毕，手动开启下料振动给料筛下料，在下料过程中可以设定下料频率，调节下料速率。

计算机模式：二级下散装料加料料单后，在上一炉放钢过程中，散装料控制系统接收操作人员设定的矿石重量，自动进行称料。在转炉冶炼期间，计算机模式下，根据每个阶段吹氧量不同制定料仓代码。该矿石仓需要下料时，自动启动振动给料筛振料，在下料过程中分批次加入辅料。

吹炼5 min前，第一批料下料时间为90 s（可设定）；吹炼5 min后，第二批料的下料方式为定量定时的方法，在不同的料重的情况下，按照料重百分比和下料时间百分比多次下料。

矿石重量＜2 500 kg，下料时间5 min；矿石重量为2 500～3 000 kg，下料时间为5.5 min；矿石重量为3 000～4 000 kg，下料时间为6 min；矿石重量为4 000～5 000 kg，下料时间为6.5 min；矿石重量＞7 000 kg，下料时间为7.5 min。

下料累计计算包括本炉料重累计、本班料重累计和本月料重累计。不同仓下同种辅料的总重累计，精确计算转炉辅料消耗，实现精益管理。

4 结语

系统实施后，避免了因为一次性大量下料引起的喷溅次数，避免了损失热量，保证了炼钢热平衡，减少了因喷溅氧枪提升次数，保证了炼钢冶炼过程的连续性，有利于终点目标温度的实现，提升了钢水合格率，提高了生产操作管理水平和成本核算的精确性。