宣鋼煉鋼稱量系統(tǒng)優(yōu)化改造實(shí)踐

唐 龍

（河鋼集團(tuán)宣鋼公司， 河北 宣化 075100）

河鋼集團(tuán)宣鋼公司（全文簡稱宣鋼）150 t 爐區(qū)采用了先進(jìn)的自動(dòng)煉鋼[1，2]和轉(zhuǎn)爐煉鋼二級(jí)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)[3]，近年來隨著公司供給側(cè)結(jié)構(gòu)性深入推進(jìn)，公司重點(diǎn)轉(zhuǎn)為產(chǎn)品質(zhì)量提升和進(jìn)一步提高標(biāo)準(zhǔn)，滿足客戶端需求。隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的提升、客戶結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，未來客戶端對(duì)產(chǎn)品的要求越來越多，標(biāo)準(zhǔn)越來越高，對(duì)智能煉鋼自動(dòng)化設(shè)備不斷地創(chuàng)新型的優(yōu)化和完善，才能滿足宣鋼公司精品戰(zhàn)略目標(biāo)要求和客戶端需求的差異化。

為此，決定對(duì)宣鋼150 t 爐區(qū)測控設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備優(yōu)化改造。通過對(duì)折罐間4 部兌鐵平車控制方式及稱量供電系統(tǒng)進(jìn)行改造，保證鐵水平車穩(wěn)定運(yùn)行及稱量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、連續(xù)性。通過對(duì)加料跨2 部大噸位入爐鐵水天車稱重?cái)?shù)據(jù)采集進(jìn)行優(yōu)化，保證入爐鐵水的準(zhǔn)確性，確保2 部鐵水稱重誤差控制在200 kg 之內(nèi)。通過對(duì)轉(zhuǎn)爐合金加料系統(tǒng)進(jìn)行改造，保證加料系統(tǒng)稱量的準(zhǔn)確性，保證稱量及時(shí)準(zhǔn)確。

1 應(yīng)用背景

150 t 爐區(qū)鐵水折罐及煉鋼系統(tǒng)在自動(dòng)化控制方面存在以下問題，制約著產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

1）原設(shè)計(jì)鐵水折罐系統(tǒng)4 部平車運(yùn)行方式為變頻控制，電纜卷線筒的運(yùn)行前提條件是車輛有行走反饋信號(hào)，電纜卷線筒安裝在高空且在受鐵線內(nèi)，距離翻鐵口很近，當(dāng)由于鐵水平車線纜導(dǎo)致車輛及稱量系統(tǒng)故障時(shí)，給在線處理故障增加了難度，甚至?xí)绊懙秸麠l生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。為了及時(shí)有效的處理故障，決定對(duì)鐵水折罐系統(tǒng)4 部平車運(yùn)行控制方式及稱量供電方式進(jìn)行改造。

2）150 t 爐區(qū)加料2 部大噸位鐵水天車不僅為煉鋼提供了準(zhǔn)確的裝入量，還承擔(dān)著公司鐵水計(jì)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?cái)?shù)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(zhǔn)確性造成了影響。天車稱量在原有的高度補(bǔ)償功能上，需要對(duì)稱量系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

3）原設(shè)計(jì)每座轉(zhuǎn)爐配備一套合金加料設(shè)備，在生產(chǎn)過程中，一旦出現(xiàn)問題，必然影響煉鋼生產(chǎn)的進(jìn)行，同時(shí)由于在冶煉過程中，需要根據(jù)鋼水的實(shí)事變化加入不同作用的各種溶劑和合金物料，小計(jì)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(fù)，增加噸鋼消耗。不利于挖潛增效，所以加料系統(tǒng)需要優(yōu)化。

針對(duì)以上問題，決定對(duì)鐵水平車控制方式及稱重供電進(jìn)行改造，對(duì)鐵水天車稱重系統(tǒng)在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能完善，對(duì)轉(zhuǎn)爐合金和溶劑加料系統(tǒng)在設(shè)備及畫面顯示上優(yōu)化，促進(jìn)智能煉鋼系統(tǒng)質(zhì)量提升攻關(guān)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

2 總體思路

依托150 t 爐區(qū)現(xiàn)有的煉鋼自動(dòng)化系統(tǒng)，改進(jìn)鐵水折罐系統(tǒng)4 部平車控制及稱量供電方式，對(duì)2 部大噸位入爐鐵水計(jì)量天車稱量系統(tǒng)進(jìn)一步完善和優(yōu)化，使得自動(dòng)化系統(tǒng)更好地服務(wù)于煉鋼生產(chǎn)，從而提高煉鋼產(chǎn)品的質(zhì)量和效益，為公司精品戰(zhàn)略貢獻(xiàn)力量。

1）對(duì)鐵水平車電纜卷筒安裝位置更改，并對(duì)現(xiàn)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(duì)鐵水平車上的稱量供電進(jìn)行改造，以縮短技術(shù)人員處理故障時(shí)間，減小影響范圍。

2）完善2 部大噸位天車高度補(bǔ)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(yùn)行中數(shù)值不夠精準(zhǔn)，為了進(jìn)一步提高稱量精度，通過與廠家溝通，決定對(duì)2 部大噸位鐵水天車稱量系統(tǒng)進(jìn)行完善。為公司鐵水計(jì)量結(jié)算及精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)爐裝入量奠定了可靠的基礎(chǔ)。

3）轉(zhuǎn)爐合金加料系統(tǒng)是煉鋼控制、提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，而目前每一座轉(zhuǎn)爐配套設(shè)置一套合金加料設(shè)備，合金加料設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，必然影響生產(chǎn)節(jié)奏，甚至導(dǎo)致后續(xù)設(shè)備停機(jī)，為此，需要對(duì)合金加料系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

3 實(shí)施方案

3.1 鐵水折罐稱量系統(tǒng)優(yōu)化改造

1）原設(shè)計(jì)鐵水折罐系統(tǒng)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(yùn)行過程中，線纜距離卷線筒越遠(yuǎn)所受張力越大，這樣就容易導(dǎo)致線纜被拽斷，引起故障。通過技術(shù)人員受力分析，決定將卷線筒改裝在平車上，并對(duì)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(tǒng)的正常運(yùn)行，影響鐵前鐵水匹配的準(zhǔn)確性。電纜卷筒的改造為后續(xù)稱量系統(tǒng)電源改造打下了基礎(chǔ)。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(yùn)行供電；通過卷線筒延時(shí)斷電，對(duì)稱重儀表供電電池進(jìn)行浮充。經(jīng)過反復(fù)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(tài)，保證了稱量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，連續(xù)性。

3.2 天車稱量系統(tǒng)優(yōu)化改造

加料跨兩部大噸位鐵水天車稱量運(yùn)行以來一直存在鋼絲繩摩擦力對(duì)稱量精確的影響，為了減小稱量誤差，將稱重儀表高度質(zhì)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(duì)非線性誤差進(jìn)行零點(diǎn)校驗(yàn)和低位標(biāo)定，使得稱量在起吊重包運(yùn)行時(shí)，將鋼絲繩運(yùn)行過程中與滑輪組產(chǎn)生的摩擦力實(shí)時(shí)補(bǔ)償，進(jìn)而減小稱量過程中的誤差。

3.3 加料稱量系統(tǒng)優(yōu)化改造

合金加料[4]是煉鋼生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，合金料加入的多少，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量同時(shí)稱量的穩(wěn)定運(yùn)行也關(guān)系到后續(xù)工藝的連續(xù)性，原有的1 臺(tái)合金稱量如果出現(xiàn)問題必然影響生產(chǎn)，所以在原來的基礎(chǔ)上，又增加1 臺(tái)稱量設(shè)備，2 臺(tái)設(shè)備在功能上起到互備作用，在工藝上，當(dāng)開發(fā)冶煉新品種鋼時(shí)，也為增加新的料種提供了保障。

在原來的PLC 系統(tǒng)自主編寫了相應(yīng)的控制程序，通過與崗位操作人員溝通，并對(duì)每一爐冶煉合金料加入次數(shù)做了畫面提示，當(dāng)加入一次物料后相應(yīng)的累計(jì)表格中顯示黃色，當(dāng)加入兩次同一種物料時(shí)，累計(jì)表格顯示紅色，這樣杜絕了因?yàn)橥环N物料的多次加入而影響鋼水質(zhì)量，也為后續(xù)物料使用跟蹤奠定了基礎(chǔ),提示畫面如圖1 所示。

圖1 煉鋼加料稱量系統(tǒng)界面

通過對(duì)加料系統(tǒng)的優(yōu)化，提高了稱量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，為提高產(chǎn)品質(zhì)量打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 實(shí)施效果

系統(tǒng)優(yōu)化改造實(shí)施后， 解決了由于線纜故障導(dǎo)致的影響生產(chǎn)，保證稱量準(zhǔn)確性的問題。保證了大噸位鐵水天車高度補(bǔ)償功能的完善，將稱量誤差控制在200 kg 之內(nèi)，為降低轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗提供了可靠的保障。合金系統(tǒng)優(yōu)化后，稱量系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，為精品鋼的順利冶煉打下了基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

系統(tǒng)優(yōu)化和應(yīng)用實(shí)施投運(yùn)后，稱量系統(tǒng)供電電池在卷線筒運(yùn)行時(shí)浮充，縮短了維護(hù)人員更換儀表電池的次數(shù)，減輕了維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，保證了稱量的穩(wěn)定和連續(xù)性，同時(shí)為智能煉鋼和精準(zhǔn)的鐵水裝入量提供了可靠的保障，有效降低了物料多加導(dǎo)致鋼水質(zhì)量缺陷問題，保證了煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。