專利名稱：轉(zhuǎn)爐煉鋼過程與終點(diǎn)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼領(lǐng)域，主要涉及轉(zhuǎn)爐冶煉過程與終點(diǎn)控制。
背景技術(shù)：
隨著鋼鐵行業(yè)國內(nèi)國際競爭日益激烈，需要對轉(zhuǎn)爐冶煉過程進(jìn)行精確控制以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。目前國內(nèi)外對轉(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)動態(tài)控制的比較成熟的措施主要有副槍法、爐氣分析法等。
副槍法是在轉(zhuǎn)爐吹煉接近終點(diǎn)時通過機(jī)械向爐內(nèi)插入測溫定碳探頭的方法，直接測定鋼水溫度與碳含量。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以比較準(zhǔn)確地直接獲得轉(zhuǎn)爐鋼水碳溫信息，缺點(diǎn)是只能獲得某一時刻的鋼水信息，不能獲得吹煉過程中的連續(xù)信息，這對轉(zhuǎn)爐過程操作控制缺乏連續(xù)信息來源，同時由于安裝位置和檢測成本限制，副槍法主要應(yīng)用于大型轉(zhuǎn)爐。
爐氣分析法轉(zhuǎn)爐控制技術(shù)目前已開始應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐控制中。爐氣分析轉(zhuǎn)爐控制所采用的技術(shù)有以下幾種方式(1)質(zhì)譜分析儀法。該方法通過從轉(zhuǎn)爐煙道高溫端連續(xù)抽取煙氣樣氣，通過過濾凈化、除水等處理送入質(zhì)譜分析儀中分析，獲得的結(jié)果傳入轉(zhuǎn)爐控制計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)爐碳溫控制。該方法優(yōu)點(diǎn)是可同時分析多種氣體成分，缺點(diǎn)是投資成本高，處理過程中故障率比較高(取樣探頭易燒損、取樣管道與過濾器易堵塞、切換電磁閥易損壞等等)維修量大、總體延時時間長(一般達(dá)到15S到20S)。目前奧鋼聯(lián)、達(dá)涅利等公司均采用該技術(shù)。
(2)目前激光分析儀在轉(zhuǎn)爐煙氣檢測中的應(yīng)用。在轉(zhuǎn)爐煤氣回收方面出現(xiàn)了在轉(zhuǎn)爐風(fēng)機(jī)側(cè)的管道上采用激光氣體分析儀分析煙氣中CO、CO2，用于監(jiān)測和控制轉(zhuǎn)爐煤氣回收質(zhì)量。由于距離比較遠(yuǎn)，測量點(diǎn)的信息一般比轉(zhuǎn)爐實(shí)時情況延時30秒以上，無法用于轉(zhuǎn)爐控制。轉(zhuǎn)爐吹氧時間一般在10到15分鐘左右，爐內(nèi)反應(yīng)很激烈迅速，對于轉(zhuǎn)爐大生產(chǎn)，要求檢測信息盡可能快地反饋到控制計(jì)算機(jī)，同時故障率小與信息可靠，從而能更好地滿足轉(zhuǎn)爐控制要求。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一套投資少、故障率低、信息延遲時間短的轉(zhuǎn)爐煉鋼過程與終點(diǎn)控制系統(tǒng)。
本發(fā)明采用爐氣分析法對轉(zhuǎn)爐煉鋼過程與終點(diǎn)進(jìn)行控制，本發(fā)明在轉(zhuǎn)爐一文除塵器與二文除塵器之間的煙氣管道上直接安裝在位式激光氣體分析儀，并在轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煹蓝税惭b高溫溫度計(jì)和在除塵后的冷段管道上安裝在線煙氣流量計(jì)，從而獲得包括煙氣成分、高溫端煙氣溫度和煙氣流量等煙氣綜合信息，該類信息進(jìn)入計(jì)算機(jī)與轉(zhuǎn)爐其它信息(原料、輔料、吹氧等信息)一起相結(jié)合實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)爐過程與終點(diǎn)的控制。
現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明附

圖1為本發(fā)明轉(zhuǎn)爐煉鋼過程與終點(diǎn)控制系統(tǒng)的示意圖。
圖中，1為轉(zhuǎn)爐，2為加料裝置、3為氧槍，4為底吹系統(tǒng)(對于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐)，5為煙道預(yù)熱鍋爐，6為一文除塵器，7為二文除塵器，8為煙道，9為煙氣流量計(jì)，10為在線激光分析儀，11為高溫?zé)煔鉁囟扔?jì)，12為可編程控制器，13轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，14為激光氣體分析儀的發(fā)射單元，15為激光氣體分析儀的接收單元。
由附圖1看出，本發(fā)明轉(zhuǎn)爐煉鋼過程與終點(diǎn)控制系統(tǒng)由激光氣體分析儀10、煙氣溫度檢測計(jì)11、煙氣流量檢測計(jì)9、可編程控制器12和轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)13組成；激光氣體分析儀10安置于轉(zhuǎn)爐1一文除塵器6和二文除塵器7之間的煙道管道8上，激光氣體分析儀的發(fā)射單元14與接收單元15直接安裝于煙氣管道8的兩側(cè)上，煙氣溫度檢測計(jì)11安裝于轉(zhuǎn)爐1的煙道高溫端5中，煙氣流量檢測計(jì)9安裝于轉(zhuǎn)爐煙道的低溫端8中；激光氣體分析儀10、煙氣溫度檢測計(jì)11、煙氣體流量檢測計(jì)9分別與可編程控制器12相連，可編程控制器12直接與轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)13相連，可編程控制器12還分別與轉(zhuǎn)爐的加料裝置2、氧槍3、底吹系統(tǒng)4相連。
通過激光氣體分析儀10的發(fā)射單元14與接收單元15檢測激光束能量被煙氣氣體分子吸收而發(fā)生衰減程度，測定煙氣中CO、CO2的濃度；為了提高控制精度和效果，并分別通過煙氣溫度檢測計(jì)11和煙氣流量檢測計(jì)9測定煙氣的溫度和流量，將煙氣中CO、CO2的濃度與煙氣的溫度和流量信息通過可編程控制器12，進(jìn)入轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)13，形成轉(zhuǎn)爐反應(yīng)產(chǎn)物煙氣綜合信息，轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)13由此計(jì)算出轉(zhuǎn)爐吹煉過程脫碳速度、脫碳量、反應(yīng)變化曲線、過程中和接近終點(diǎn)時鋼水中碳含量，以及結(jié)合轉(zhuǎn)爐加入的原料(鐵水、廢鋼、生鐵)、輔料、吹氧量、爐況和熔池?cái)嚢栊畔⒂?jì)算出吹煉中鋼水溫度，通過在線計(jì)算結(jié)果直接反饋于轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)13，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的氧槍槍位控制、吹氧控制、加料造渣控制、防止?fàn)t渣噴濺與返干控制、吹煉終點(diǎn)提槍控制和底吹控制，從而達(dá)到對轉(zhuǎn)爐煉鋼過程與終點(diǎn)實(shí)施控制。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)①本控制系統(tǒng)消除了在高溫端由于粉塵量大需要采用旁通插入取樣探頭抽取爐氣進(jìn)行過濾凈化處理帶來故障率高等問題。本發(fā)明將激光氣體分析儀安置于轉(zhuǎn)爐一文除塵和二文除塵裝置之間的附近的煙道管道上。在該位置具有利用轉(zhuǎn)爐一文或二文除塵器將轉(zhuǎn)爐煙氣絕大部分粉塵除去，從而不需要采用旁通式煙氣抽氣裝置抽取分析樣氣，簡化了系統(tǒng)的裝置，大大減少了系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率。
②將激光氣體分析儀的發(fā)射單元與接收單元直接安裝于煙氣管道的兩側(cè)上，直接在線測定靠近轉(zhuǎn)爐的煙氣管道內(nèi)氣體成分，大大提高整個系統(tǒng)煙氣信息檢測速度。在轉(zhuǎn)爐內(nèi)產(chǎn)生爐氣經(jīng)過煙罩、預(yù)熱鍋爐管道、一文除塵到達(dá)分析點(diǎn)的時間為3-4秒以內(nèi)，激光氣體分析速度為1秒以內(nèi)，數(shù)據(jù)傳送時間小于1秒，從而延遲總時間為小于5-6秒。采用質(zhì)譜法一般延遲時間為15-20秒以上。因此，本技術(shù)更能快速反映爐內(nèi)反應(yīng)狀況，提高轉(zhuǎn)爐控制效果，在反饋控制速度方面具有很大的優(yōu)越性。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐煉鋼過程與終點(diǎn)控制系統(tǒng)，其特征在于①該系統(tǒng)由激光氣體分析儀(10)、煙氣溫度檢測計(jì)(11)、煙氣流量檢測計(jì)(9)、可編程控制器(12)和轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(13)組成；激光氣體分析儀(10)安置于一文除塵器(6)和二文除塵器(7)之間的煙道管道(8)上，激光氣體分析儀的發(fā)射單元(14)與接收單元(15)直接安裝于煙氣管道(8)的兩側(cè)上，煙氣溫度檢測計(jì)(11)安裝于轉(zhuǎn)爐(1)的煙道高溫端(5)中，煙氣流量檢測計(jì)(9)安裝于轉(zhuǎn)爐煙道的低溫端(8)中；激光氣體分析儀(10)、煙氣溫度檢測計(jì)(11)、煙氣體流量檢測計(jì)(9)分別與可編程控制器(12)相連，可編程控制器(12)直接與轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(13)相連，可編程控制器(12)還分別與轉(zhuǎn)爐的加料裝置(2)、氧槍(3)、底吹系統(tǒng)(4)相連，②通過激光氣體分析儀(10)的發(fā)射單元(14)與接收單元(15)直接檢測激光束能量被煙氣氣體分子吸收而發(fā)生衰減程度，測定煙氣中CO、CO2的濃度；并分別通過煙氣溫度檢測計(jì)(11)和煙氣流量檢測計(jì)(9)測定煙氣的溫度和流量，將煙氣中CO、CO2的濃度與煙氣的溫度和流量信息，通過可編程控制器(12)進(jìn)入轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(13)，形成轉(zhuǎn)爐反應(yīng)產(chǎn)物煙氣綜合信息；③轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(13)根據(jù)煙氣中CO、CO2成分綜合信息，計(jì)算出轉(zhuǎn)爐吹煉過程的脫碳速度、脫碳量、反應(yīng)變化曲線、過程中和接近終點(diǎn)時鋼水中碳含量，以及結(jié)合轉(zhuǎn)爐加入的原料(鐵水、廢鋼、生鐵)、輔料、吹氧量、爐況、熔池?cái)嚢璧刃畔⒂?jì)算出吹煉中鋼水溫度；④通過在線計(jì)算結(jié)果直接反饋于轉(zhuǎn)爐控制計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的氧槍槍位控制、吹氧控制、加料造渣控制、防止?fàn)t渣噴濺與返干控制、吹煉終點(diǎn)提槍控制、底吹控制(對于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐)等，從而達(dá)到對轉(zhuǎn)爐煉鋼過程與終點(diǎn)實(shí)施控制。
全文摘要
本發(fā)明屬于煉鋼領(lǐng)域，主要涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼過程與終點(diǎn)的控制。本發(fā)明采用爐氣分析法，在轉(zhuǎn)爐一文除塵器與二文除塵器之間的煙氣管道上安裝在位式激光氣體分析儀，并在轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煹蓝税惭b煙氣溫度檢測計(jì)，在除塵后的冷段管道上安裝煙氣流量檢測計(jì)，從而獲得包括煙氣成分、煙氣溫度和煙氣流量綜合信息，該信息進(jìn)入計(jì)算機(jī)與轉(zhuǎn)爐其它信息相結(jié)合計(jì)算出轉(zhuǎn)爐吹煉過程脫碳速度、脫碳量、反應(yīng)變化曲線、過程中和接近終點(diǎn)時鋼水中碳含量，以及結(jié)合轉(zhuǎn)爐加入的原料、輔料、吹氧量、爐況、熔池?cái)嚢璧刃畔⒂?jì)算出吹煉中鋼水溫度；該結(jié)果直接反饋于轉(zhuǎn)爐控制計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的氧槍槍位控制、吹氧控制、造渣控制吹煉終點(diǎn)提槍控制、底吹控制，轉(zhuǎn)爐煉鋼過程與終點(diǎn)的控制。
文檔編號C21C5/30GK1757758SQ20051012330
公開日2006年4月12日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月17日
發(fā)明者何平, 劉瀏, 劉錕, 趙舸, 楊睿, 劉偉, 高波 申請人:鋼鐵研究總院