双渣模式下品种钢冶炼控制程序优化

张 帅

（河钢集团宣钢公司，河北 宣化 075100）

近年来随着公司普转优和两化融合的深入推进，对炼钢生产质量和冶炼节奏提出新的要求，如何通过优化和应用先进的自动化和信息化控制技术为炼钢生产服务显得极为重要。在前期普钢自动炼钢运行基本平稳的基础上，利用计算机网络技术现场热试和完善模型自动炼钢系统，优化氮氩切换，实现双渣模式下品种钢的冶炼，实现一次和二次自动提枪，减少氧耗，提高钢水收得率。依托炼钢二级系统数据管理平台，通过应用计算机技术实现由传统的转炉人工炼钢技术到转炉全自动的模型炼钢转变。通过不断的优化完善转炉数据采集平台，解决生产中遇到的难题。

1 应用背景

为了保障双渣模式品种钢自动炼钢冶炼的实现，我们对自动控制模式进行控制程序、操作画面进行优化，并攻关降低设备故障率。针对品种钢冶炼的双渣自动控制模式优化，氧步控制冲突问题解决，包括二次下枪，双渣底吹。优化控制画面的显示，使针对品种钢冶炼的双渣自动控制模式的画面显示更加清晰，明确。降低转炉冶炼各系统的故障率，满足自动控制模式，保障自动炼钢模式有较高的使用率。

2 总体思路

宣钢150T转炉自动化系统主要包括：L1级基础自动化控制和L2级过程自动化控制和与L3级（生产管理）的硬件通讯和软件接口。该系统集合了数据采集、质量跟踪、历史数据查询和炉次生产数据分析等模块，建立了实时和历史数据库、转炉静态、动态炼钢和双渣炼钢模型。为了保障双渣模式品种钢自动炼钢冶炼的实现，对自动控制模式进行控制程序、操作画面进行优化。针对品种钢冶炼的双渣自动控制模式优化，氧步控制冲突问题解决，包括二次下枪，双渣底吹。优化控制画面的显示，使针对品种钢冶炼的双渣自动控制模式的画面显示更加清晰，明确。降低转炉冶炼各系统的故障率，满足自动控制模式要求，保障自动炼钢模式有较高的使用率。

3 实施方案

（1）针对品种钢冶炼的双渣模式下功能开发和应用。转炉炼钢的基本任务是铁水预处理和冶炼，转炉冶炼主要步骤是：1氧化、2造渣、3升温、4脱氧和合金化。在梳理了炼钢各个工艺设备及控制方式的基础上，我们自主开发炼钢自动控制技术。炼钢过程自动控制技术是将炼钢过程中各个设备以及介质按照设定的模式统一自动的控制。

（2）针对双渣模式品种钢冶炼的转炉控制程序优化。所谓双渣，就是在吹炼前期进行倒炉操作，将转炉内含磷、硫成分的渣子倒出，避免钢水硫、磷成分由于反渣造成不合格。在双渣操作时，底吹较正常吹炼时不同。根据工艺要求我们对双渣时各气管底吹流量进行调整，双渣操作后，二次下枪吹炼时底吹重新按照氧步进行控制。

（3）针对双渣模式品种钢冶炼的转炉控制界面的二次开发和优化。首先自动炼钢操作，需要炼钢工在本体操作画面的氧步画面和吹炼主画面、加料画面等进行切换，由于控制模式主要在吹炼主画面显示，而自动炼钢氧步数据主要在氧步画面，这样就给使用者造成不便。双渣模式自动炼钢在炼钢前期和末期会发出自动提枪指令，相比之前正常吹炼增加了二次提枪指令，将这二次提枪指令进行报警优化和添加趋势。

（4）针对双渣模式品种钢冶炼的转炉控制系统其他保障措施。通过多措并举降低转炉冶炼各系统的故障率，满足自动控制模式要求，保障自动炼钢模式有较高的使用率。对称重系统进行改造和定期效验，大幅提高了称量准确性，加料系统的插板阀进行攻关，将插板阀限位由机械限位改为光电限位。在炉后，增加了称量斗重量显示。加强设备点检率，降低自动控制系统故障。

（5）增加双渣模式下自动炼钢模型控制模块，实现品种钢的自动炼钢。针对150t转炉双渣模式下自动炼钢生产实际，在转炉工程师站增加双渣模式参数设置界面。在转炉服务器后台程序，设置的参数主要有：双渣目标碳、双渣氧上限、双渣氧下线、双渣石灰、石灰修正、留渣量等。增加双渣模型计算和自动控制系统进行优化，增加双渣模式控制。在转炉数据查询界面，增加双渣量等数据，用于进行双渣炉次标记和模型自学习对双渣参数的自修正操作，见图1。

图1 双渣吹炼跟踪界面

（6）双渣模式下停吹倒炉控制方式的开发和优化。双渣模式下停吹倒炉控制模式的开发和优化，基于转炉普钢自动炼钢为基础，转炉控制包括有氧枪系统、加料系统、副枪系统、倾动系统控制等，所述控制系统具有氧枪PLC控制器、加料PLC控制器和副枪PLC控制器以及副枪DAS数据分析系统。在品种钢转炉吹炼过程中增加了停吹倒炉的中途出渣操作模型控制模式，该模型基于模糊控制理论，根据双渣模式的修正和调整，实现冶炼中途出渣通过出渣模型计算，二级系统给一级PLC系统发送出渣提枪指令，实现一次自动提枪。在出渣完成之后，二次下枪吹炼的过程中，PLC过程控制器可以给氧枪PLC控制器和加料PLC控制器，以及副枪PLC控制器重新下发控制指令，实现控制系统可以根据新的控制模式完成后续转炉冶炼操作。

4 实施效果

150吨转炉双渣模式下自动炼钢实施后，在转炉工程师站引入双渣模式参数设置界面，岗位工程师可以随时对双渣冶炼模型系统进行参数修正和模型学习校正，实现双渣功能模块。转炉服务器后台程序，引入增加双渣模式控制，双渣一提枪点模型计算，实时显示，自动一次提枪。

5 结 语

150吨炉区自动化控制系统优化和应用实施投运后，双渣模式下品种钢的冶炼实现吹炼过程一次自动提枪和二次自动提枪，满足双渣模式下品种钢的模型自动冶炼，明显降低了转炉吹炼氧气消耗，降低了钢铁料消耗，提高了钢水获得量，节约了成本。