远红外线转炉下渣检测技术应用范文

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摘要:

介绍新钢第一炼钢厂远红外线下渣检测系统的工作原理和应用效果。

关键词:

顶底复吹转炉;远红外线下渣检测技术;挡渣

新钢第一炼钢厂有3座100t顶底复吹转炉，传统的转炉冶炼出钢是由工人根据钢水和炉渣的颜色来判断是否已经下渣，这就要求操作人员具有一定的工作经验。这种判断方法有很大的主观性，因为炉渣在出钢口刚出现时很难仅凭视觉判断出来，即使是对有一定工作经验的操作工来说，也只有当钢流夹渣量达到15%～20%时才能发现。出渣时机判断延后会导致下渣量比较大，钢水回磷，钢中夹杂物增多，不仅影响钢水质量，还会使出钢口和钢包耐材的寿命缩短，钢包粘渣现象增多。为此，2014年5月新钢第一炼钢厂在3座转炉上采用了远红外线下渣检测装置来进行挡渣出钢操作，该装置具有钢渣检测灵敏度高、下渣判断及时、自动化程度高等优点。

1系统工作原理

转炉远红外线下渣检测技术是利用熔炼温度下钢水与钢渣的发射率不同，计算机系统根据远红外线探测器采集实时出钢过程的钢流图像，辨别其中钢渣含量并给出报警控制信号。与人眼识别相比，该技术具有灵敏度高、长期工作稳定、不受个体能力差异影响的优点。应用该技术能提高转炉下渣检测的准确性和及时性，有效控制下渣量，从而提高钢水的洁净度和合金收得率，并延长钢包使用寿命。系统的基本工作原理见图1。

传统的下渣检测系统是识别出钢流中的钢渣并计算出钢渣含量的比例，如果钢渣含量大于所设定的阈值(如10%)，系统即给出报警信号，提示操作人员进行挡渣抬炉操作。由于该报警信号仅能反映下渣瞬间钢流内钢渣含量的比例情况，因此使用此类系统时，依然需要依赖相应的人工辅助判断。传统下渣检测系统的报警判断逻辑图见图2。远红外下渣检测系统在传统下渣检测系统报警判断逻辑的基础上，引进了智能挡渣抬炉控制单元，将瞬时钢渣含量比例作为一个重要参数进行应用，并引入卷渣状态、出钢时间、烟雾影响和历史数据等参考因素进行综合判断，可以给出相当精确的挡渣抬炉报警信号。在工况正常且系统无故障的情况下，该系统的报警准确率可达99%以上，完全可以代替人工判断并指导抬炉和挡渣操作。同时该系统依然保留了传统下渣检测系统的夹渣报警信号，用以提示操作人员修正出钢中期的摇炉节奏，进一步减少进入钢包的钢渣总量。远红外下渣检测系统挡渣抬炉报警控制信号的判断逻辑图见图3。

2应用效果

2．1系统主要功能1)监控画面显示。远红外线的监控画面显示图见图4。从图4中可以看出，该下渣检测系统可以对钢流进行全形态分析，钢渣辨识清晰，对过程钢水卷渣情况反映明显。2)对细钢流的处理能力。细钢流的监控画面见图5。从图5中可以看出，在细钢流情况下该系统仍可正常报警，工人通过监控画面可清楚分辨钢、渣。3)过程卷渣报警功能。该系统的过程卷渣报警历史曲线及过程卷渣实时监控画面见图6和图7。从图6，7中可以看出，该下渣检测装置卷渣报警功能可以为摇炉操作提供有效指导，当出钢前、中期画面出现连续卷渣报警时，可以提醒摇炉工控制摇炉角度和摇炉速度，有利于减少过程卷渣量。

2．2效果1)钢水回磷量得到了有效控制，平均回磷量下降了50%，因回磷而导致的回炉次数也大幅度减少。2)摇炉操作人员不再担心因钢水下渣而提前抬炉，最大限度地保证了钢水出尽。转炉钢水收得率由89．4%提高到91.9%，降低了吨钢钢铁料消耗量。3)钢渣量减少后，降低了钢渣对钢包内衬的侵蚀速度，钢包的平均包龄延长了2%。4)由于钢水杂质减少，钢水纯净度得到提高，从而提高了产品质量。

3结语

新钢第一炼钢厂采用的远红外线下渣检测与控制系统，在出钢环节控制下渣量发挥了重要作用，达到了提高钢水质量、降低消耗的目的。

作者：周贱生 万冬华 单位：新余钢铁集团有限公司