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為生產(chǎn)插上騰飛的翅膀
——安鋼“灰體光譜數(shù)字化”煉鋼系統(tǒng)應(yīng)用紀(jì)實(shí)

2019-08-08 09:05:00

  本報(bào)通訊員 張青林

  2019年初以來(lái),安鋼集團(tuán)第二煉鋼廠(chǎng)的煉鋼生產(chǎn)呈現(xiàn)出穩(wěn)定、快捷、高效的發(fā)展態(tài)勢(shì)。特別是在產(chǎn)量強(qiáng)勁增長(zhǎng)的同時(shí),沒(méi)有出現(xiàn)“蘿卜快了不洗泥”式的質(zhì)量滑坡和指標(biāo)下降現(xiàn)象,關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)顯著優(yōu)化。

  截至今年6月底,該廠(chǎng)品種鋼合格率達(dá)到100%,鋼鐵料消耗達(dá)到1057.85千克/噸,硅錳比合格率達(dá)到95.65%,工序能耗為36.64千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸,終點(diǎn)碳消耗、濺渣合格率、合金成本等多項(xiàng)指標(biāo)均創(chuàng)該廠(chǎng)煉鋼歷史最好紀(jì)錄。

  這一切都得益于該廠(chǎng)多年來(lái)持續(xù)不斷加強(qiáng)新技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用,為煉鋼生產(chǎn)插上了騰飛的翅膀。該廠(chǎng)參與研發(fā)的首套能夠在煉鋼現(xiàn)場(chǎng)成功應(yīng)用的C(碳)、T(溫度)在線(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)——“灰體光譜數(shù)字化”煉鋼系統(tǒng),就是其中一項(xiàng)典型的新技術(shù)應(yīng)用范例。

  科技追求不停歇

  一直以來(lái),安鋼第二煉鋼廠(chǎng)不斷尋求技術(shù)創(chuàng)新和突破,先后自主研發(fā)了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的物流跟蹤系統(tǒng),填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的連鑄坯定重切割系統(tǒng)、連鑄自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)等,通過(guò)一系列科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的持續(xù)優(yōu)化,綜合經(jīng)濟(jì)效益大幅提升。

  近年來(lái),該廠(chǎng)又將科技創(chuàng)新的目光聚焦在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程的參數(shù)控制方面。從世界范圍來(lái)看,目前大多數(shù)轉(zhuǎn)爐,特別是中小型轉(zhuǎn)爐的冶煉過(guò)程控制,仍采用人工判斷法。

  受固有的主觀(guān)因素和個(gè)體差異的影響,人工判斷不可避免會(huì)產(chǎn)生誤差,增加產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定性,造成能源、材料、勞動(dòng)力的巨大浪費(fèi),阻礙產(chǎn)能的有效發(fā)揮和鋼水質(zhì)量的提升?,F(xiàn)有的一些控制系統(tǒng),諸如:爐氣分析動(dòng)態(tài)控制、冶煉噪聲分析、光信息控制、圖像分析等,由于命中率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、設(shè)備體積大且成本高、維護(hù)費(fèi)用昂貴、近爐高溫區(qū)域工作壽命短等原因,僅能在小范圍內(nèi)適用,無(wú)法進(jìn)行工業(yè)化推廣。因此,研發(fā)一種成本低廉、簡(jiǎn)單可靠,能夠取代人工判斷法,能夠適應(yīng)煉鋼現(xiàn)場(chǎng)高溫環(huán)境的實(shí)時(shí)在線(xiàn)測(cè)量控制系統(tǒng),是國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼企業(yè)亟須解決的難題。

  科技研發(fā)解難題

  安鋼第二煉鋼廠(chǎng)自身雖有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),但在先進(jìn)科技設(shè)備方面仍有所欠缺。因此,該廠(chǎng)積極與專(zhuān)業(yè)技術(shù)院校進(jìn)行合作,經(jīng)過(guò)多方考察驗(yàn)證,最終決定與南京理工大學(xué)聯(lián)手,共同進(jìn)行“灰體光譜數(shù)字化”參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)?!盎殷w光譜數(shù)字化”技術(shù)可以在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中,實(shí)時(shí)檢測(cè)碳、磷、硫、溫度等主要參數(shù),是科技部863計(jì)劃項(xiàng)目的研究成果。南京理工大學(xué)在“灰體光譜數(shù)字化”方面的研究起步早,研究項(xiàng)目基本成形。

  新技術(shù)以大數(shù)據(jù)、工業(yè)智能化多模塊為基礎(chǔ),以光譜合成等多技術(shù)集成為手段,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離非接觸式檢測(cè)。由于關(guān)鍵設(shè)備遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)爐高溫區(qū)域,該系統(tǒng)抗干擾性強(qiáng),能適用于所有轉(zhuǎn)爐煉鋼環(huán)境,并且測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)范圍大,能在線(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示冶煉過(guò)程C、T數(shù)據(jù),為煉鋼全過(guò)程提供直接指導(dǎo),為智能化煉鋼提供關(guān)鍵性技術(shù)支撐。值得一提的是,該系統(tǒng)設(shè)備成本低廉,為一次性投入,無(wú)任何維護(hù)費(fèi)用。

  2015年6月底,安鋼第二煉鋼廠(chǎng)與南京理工大學(xué)正式簽訂開(kāi)發(fā)協(xié)議;當(dāng)年8月份,項(xiàng)目初步上線(xiàn)運(yùn)行。初試期間,雙方根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)和安裝位置的變化,數(shù)次調(diào)整測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)、改進(jìn)測(cè)溫算法,至2016年12月份,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)全部達(dá)到或優(yōu)于協(xié)議要求,完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。該系統(tǒng)應(yīng)用之后,不僅提高了煉鋼產(chǎn)量,降低了原料成本,而且提高了鋼水質(zhì)量,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的社會(huì)效益。

  該項(xiàng)煉鋼新技術(shù)在安鋼第二煉鋼廠(chǎng)首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用,首次實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程碳、硫、磷、溫度等參數(shù)非接觸式在線(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè),可完全取代人工判斷,有著廣闊的應(yīng)用前景。

  對(duì)于目前國(guó)內(nèi)120噸級(jí)以上轉(zhuǎn)爐來(lái)說(shuō),副槍是標(biāo)配,技術(shù)成熟,終點(diǎn)命中率較高。但是,利用副槍只能實(shí)現(xiàn)煉鋼過(guò)程的終點(diǎn)控制,無(wú)法實(shí)現(xiàn)冶煉全過(guò)程連續(xù)監(jiān)控,并且副槍探頭為一次性消耗品,增加成本,不利于節(jié)能減排?!盎殷w光譜數(shù)字化”技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用可望輔助甚至取代副槍等測(cè)試手段,一次投入,長(zhǎng)期使用,將促進(jìn)世界煉鋼行業(yè)節(jié)能減排、提高效率、降低成本、提高質(zhì)量,意義重大。

  科技煉鋼顯神威

  2017年3月份,該項(xiàng)目正式通過(guò)技術(shù)部門(mén)驗(yàn)收。為使科技創(chuàng)新項(xiàng)目盡早發(fā)揮效能,安鋼第二煉鋼廠(chǎng)及時(shí)組織職工進(jìn)行適應(yīng)性技術(shù)培訓(xùn),并針對(duì)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用效果,隨時(shí)修訂完善相關(guān)工藝技術(shù)操作規(guī)程;技術(shù)人員堅(jiān)持跟班進(jìn)行指導(dǎo),隨時(shí)解決冶煉過(guò)程中遇到的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)1年多的磨合應(yīng)用,科技與生產(chǎn)的契合度日臻完美,傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)判斷方法逐漸被取代。

  2018年下半年,該廠(chǎng)科技煉鋼的效能開(kāi)始發(fā)揮出來(lái),帶動(dòng)生產(chǎn)指標(biāo)持續(xù)優(yōu)化。與2017年同期相比,終點(diǎn)碳提高約0.02%,一倒率由之前的68%提高到82%,散裝料消耗噸鋼降低8千克~10千克,合金料消耗噸鋼降低1千克~2千克。據(jù)測(cè)算,終點(diǎn)碳每提高0.01%,噸鋼合金成本降低約1.15元,僅此一項(xiàng)該廠(chǎng)每年就可多創(chuàng)效300多萬(wàn)元。

  2019年初以來(lái),隨著鋼鐵市場(chǎng)的好轉(zhuǎn),該項(xiàng)新技術(shù)成為助力該廠(chǎng)主要冶煉指標(biāo)實(shí)現(xiàn)飛躍的關(guān)鍵技術(shù),受到一線(xiàn)煉鋼人員的大力追捧。該項(xiàng)新技術(shù)對(duì)煉鋼過(guò)程中碳、硫、磷等各種元素含量和溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè),使轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)間的把控更加精確,有效節(jié)約了吹煉時(shí)間,極大地推動(dòng)了轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能的發(fā)揮。在推動(dòng)產(chǎn)能發(fā)揮、實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)創(chuàng)效的同時(shí),該項(xiàng)新技術(shù)還可對(duì)鋼水成分和質(zhì)量進(jìn)行精準(zhǔn)控制,促使產(chǎn)品質(zhì)量大幅提升。此外,冶煉過(guò)程各種參數(shù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè),也極大地減輕了冶煉人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省了人工成本。

  《中國(guó)冶金報(bào)》(2019年08月08日 03版三版)

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