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自動化讓煉鋼“最后一公里”更安全高效

2019-06-27 09:13:00     作者:

  本報記者 王志

  在6月13日~6月14日召開的由西馬克與首鋼股份聯合主辦的2019年全國煉鋼廠電氣自動化推介會上,西馬克中國公司總裁兼首席執行官泰倫結合中國鋼鐵行業的形勢,談了對自動出鋼的看法。他認為,與傳統出鋼模式相比,自動出鋼會更安全、更高效。

  智慧煉鋼的機會

  泰倫指出,中國鋼鐵企業開始從大規模粗放式的生產模式向高品質、高質量、高清潔的生產模式轉變。一方面,隨著廢鋼資源增加,中國的高爐煉鐵長流程模式會逐步轉向更智能、更清潔的電爐煉鋼方向發展;另一方面,在中國,轉爐煉鋼仍起主導作用。

  北京首鋼股份有限公司煉鋼作業部副部長劉風剛在致辭時表示,首鋼遷鋼秉承開放創新共享的理念,將遷鋼一年來的工作經驗,以及與西馬克集團一起開發自動化、智能化產品的經驗與同行分享。

  “目前鋼鐵行業不但面臨全球產能過剩、原材料價格波動、貿易沖突、關稅壁壘等嚴峻的外部形勢,而且面臨著訂單多樣化、小型化及客戶需求提前預判等急迫的內部挑戰。” 西馬克集團電氣自動化事業部煉鋼連鑄與環保部副總裁萊納·庫岑表示,“要應對挑戰,鋼鐵企業就要做好經濟成本、原料成本管理。”

  自動化生產是鋼鐵企業降低成本的重要手段。目前,煉鋼企業自動化的程度不高,發展潛力十分巨大。西馬克集團開發的帶有工業4.0屬性的自動出鋼模型已經在遷鋼成功投入運行。該模型不僅考慮了出鋼過程本身,也集成了大量的安全預防措施,確保在出鋼過程中,即使有意外情況發生,也可以保證人員及設備的安全。

  不僅如此,西馬克集團還開發了不需要副槍就可以控制鋼液成分及溫度的轉爐煉鋼模型,以及可橫跨煉鐵、煉鋼、精煉區域不同工位間的全流程能源優化和生產過程優化模型等的全流程產業優化方案,為智能煉鋼提供全方位的支持。

  傳統出鋼的局限

  “傳統出鋼工藝智能化控制水平低,往往需要人工操作。人工出鋼不但存在操作環境高溫、多粉塵等安全風險,而且存在操作人員差異大容易導致的出鋼質量不穩定等質量問題。這些傳統出鋼工藝的缺陷一直困擾著鋼鐵行業。”劉風剛表示。

  萊納·庫岑指出,當前鋼包流轉大部分是由人工進行操作。在流轉過程中,人們往往依據經驗對鋼包進行選擇,在鋼廠規模過大、鋼包過多的時候就容易產生問題。有的操作工為了使鋼水溫度不至于過低,會在之前的每一個工序流程上故意上調出鋼溫度來達到上臺前溫度以適合澆鋼的要求,但多余的溫度損失和能量消耗將增加成本。

  萊納·庫岑認為,要解決這方面的問題可以從以下幾個方面入手。比如,鋼包的熱容及耐材信息要準確,鋼包優化的目標溫度一定要合理,鋼包的使用率一定要合理,運輸時間也要準確把握。這樣才可以達到增加產量的目的,同時減少能源消耗。

  劉風剛指出,自動出鋼控制理念能夠對設備運行狀態進行實時監控,對異常情況做出反饋,保障自動出鋼始終能夠在安全的環境下運行,保證出鋼操作的穩定與高效,滿足不同爐況、不同鋼種、不同工藝對出鋼序列的要求。通過視頻監控系統對出鋼狀態進行監控,并利用圖像識別技術,對出鋼過程中的干擾進行甄別,并對自動出鋼程式做出優化,最終達到自動出鋼、生產創效的目的。

  自動化出鋼的條件目前成熟了么?答案是肯定的。目前,在冶金行業可以利用鋼包識別技術、激光定位、3D激光掃描等技術實現自動化生產。萊納·庫岑表示,西馬克的鋼包管理系統會把鋼包通過鋼包定位技術在正確的時間放在正確的位置上。這將最大限度地優化生產流程,縮短加工時間;當天車在最佳條件下運行時,也將減少磨損;明確的鋼包路徑和方式意味著安全性的提高。

  煉鋼自動化需要很多輔助系統,如自動天車系統。有了自動天車系統,就可以擴展實現諸如鋼包運輸、兌鐵水、加廢鋼等工序的自動化。

  此外,自動出鋼過程也需要智能機械手臂,從而取代員工進行測溫取樣。這樣,就可以通過結合鋼包流轉流程和自動加廢鋼兌鐵水的流程達到煉鋼自動化。

  自動出鋼的優勢

  自動出鋼在業界備受關注。西馬克中國電氣自動化事業部副總裁石岱峰分析了出鋼的步驟,并介紹了應用X-pact?自動化系統的自動出鋼過程和自動出渣過程。在自動出鋼的過程中,X-pact?自動出鋼會同步控制轉爐傾動位置,鋼包車位置、同時X-pact?自動出鋼還會組合控制合金溜槽鋼包加料、擋渣機溝擋渣。

  據石岱峰介紹,X-pact?自動出鋼系統的組成為鋼渣車、擋渣機構、合金溜槽、轉爐傾動、鋼包車帶稱重、爐襯輪廓測量、攝像頭系統、下渣檢測系統、激光測距儀、PLC(可編程邏輯控制器)、無線面板(選項)、操作臺等。X-pact?自動出鋼具有減少下渣量、縮短出鋼時間、鋼包加合金成分均勻化、最小化人員配置、改善工作環境與人員安全、增加復用性、減小齒輪箱壓力、提高收得率等優點。

  如何保證出鋼過程中的安全性?如果轉爐的環境不理想,那么會導致在生產過程中部分傳感器被燒毀。X-pact?的系統針對轉爐生產情況,在信號正常時 ,采用正常的生產模式,在部分傳感器的信號有問題的時候,則會觸發相應的生產模式,同時還有確保安全出鋼的措施。要是生產發生問題,最先確保的是安全,例如出鋼過程中發生了溢鋼,轉爐會馬上停下,看情況決定下一步是繼續出鋼還是進行安全保障。為了保障安全生產,西馬克設計了3種不同類型的出鋼模式,系統會獲得轉爐出鋼的出鋼重量數據。如果現場信號都正常,系統的模型就會根據出鋼口爐襯的侵蝕情況和鋼水靜壓力,計算出鋼水正常進入鋼包的轉爐出鋼角度。當轉爐可用信號減少時,可以使用基于出鋼重量的參考曲線控制出鋼的角度。當鋼包車稱重信號不可用時,可以使用基于出鋼時間的參考曲線控制出鋼角度。對于爐口溢鋼渣或者鋼水的情況,操作人員則可以通過攝像頭檢測,在確保安全的同時將出鋼工序進行下去。

  《中國冶金報》(2019年06月27日 03版三版)

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

編輯:宋玉錚

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