【文章內(nèi)容簡介】 ，轉(zhuǎn)爐處于水平，向內(nèi)注入 1300 攝氏度的液態(tài)生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)爐使它直立起來。這時液態(tài)生鐵表面劇烈的反應(yīng)，使鐵、硅、 10 錳氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應(yīng)遍及整個爐內(nèi)。幾分鐘后，當(dāng)鋼液中只剩 下少量的硅與錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現(xiàn)巨大的火焰。最后，磷也發(fā)生氧化并進(jìn)一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應(yīng)生成穩(wěn)定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當(dāng)磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現(xiàn)四氧化三鐵的褐色蒸汽時，表明鋼已煉成。這時應(yīng)立即停止鼓風(fēng)，并把轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進(jìn)行脫氧。整個過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉(zhuǎn)爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉(zhuǎn)爐。 轉(zhuǎn)爐冶煉工藝流程簡介： 轉(zhuǎn) 爐一爐鋼的基本冶煉過程。頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的操作過程主要由以下六步組成： （ 1）上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動設(shè)備等并進(jìn)行必要的修補(bǔ)和修理； （ 2）傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）； （ 3）降槍開吹，同時加入第一批渣料（起初爐內(nèi)噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰； 3～ 5min 后硅錳氧接近結(jié)束，碳氧反應(yīng)逐漸激烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時渣料熔化，噪聲減弱）； （ 4） 3～ 5min 后加入第二批渣料繼續(xù)吹煉（隨吹煉進(jìn)行鋼中碳逐漸降低，約 12min 后火焰微弱，停吹）； （ 5）倒?fàn)t， 測溫、取樣，并確定補(bǔ)吹時間或出鋼； （ 6）出鋼，同時（將計算好的合金加入鋼包中）進(jìn)行脫氧合金化。 、 轉(zhuǎn)爐煉鋼主要工藝設(shè)備簡介： 轉(zhuǎn)爐（ converter） 爐體可轉(zhuǎn)動，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉(zhuǎn)爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內(nèi)襯耐火材料，吹煉時靠化學(xué)反應(yīng)熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設(shè)備，也可用于銅、鎳冶煉。 AOD 精煉爐 AOD 即氬氧脫碳精煉爐，是一項用于不銹鋼冶煉的專有工藝。 AOD 爐型根據(jù)容量有 3t、 6t、 8t、 10t、 18t、 25t、 30t 等。裝備水平也由半自動控制發(fā)展到智能計 算機(jī)控制來冶煉不銹鋼。 VOD 精煉爐 11 VOD 精煉爐（ vacuumoxygen decarburization),是在真空狀態(tài)下進(jìn)行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進(jìn)行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調(diào)整、化學(xué)元素調(diào)整。 LF精煉爐 LF（ ladle furnace) 爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過電極加熱，攪拌是通過底部透氣磚進(jìn)行的。 轉(zhuǎn)爐傾爐系統(tǒng) 傾爐系統(tǒng) :變頻調(diào)速 (變頻器 +電機(jī) +減速機(jī) +大齒輪 ) 傾爐 機(jī)構(gòu)：傾爐機(jī)構(gòu)由軌道、傾爐油缸、搖架平臺、水平支撐機(jī)構(gòu)和支座等組成。、轉(zhuǎn)爐爐體 工藝參數(shù) 轉(zhuǎn)爐爐體 爐體總高（包括爐殼支撐板）： 7050mm 爐殼高度： 6820mm 爐殼外徑：Φ 4370mm 高寬比 : H/D= 爐殼內(nèi)徑：Φ 4290mm 公稱容量： 50t 有效容積： 熔池直徑 : Φ 3160mm 爐口內(nèi)徑：Φ 1400mm 出鋼口直徑： 140mm 出鋼口傾角 (與水平 ):20176。 爐膛內(nèi)徑：Φ 3160mm 爐容比 : / 熔池深度： 1133mm 爐襯厚度 ：熔池： 500mm 爐身： 500mm 爐底： 465mm 爐帽： 550mm 爐殼總重： 爐襯重量： 120t 爐口結(jié)構(gòu)：水冷爐口 爐帽結(jié)構(gòu)：水冷爐帽 擋渣板結(jié)構(gòu)：雙層鋼板焊接式 12 托圈結(jié)構(gòu)：箱式結(jié)構(gòu)（水冷耳軸） 傾動裝置 型式：四點嚙合全懸掛扭力桿式（交流變頻器調(diào)速） 最大工作傾動力矩： 100t*m 最大事故傾動力矩： 300t*m 傾動角度：177。 360176。 傾動速度： ～ 1r/min （五）、 轉(zhuǎn)爐煉鋼氧槍槍位控制 在整個煉鋼過程中，氧槍槍位是一個非常重要的參數(shù)，它直接關(guān)系到煉鋼過程中的脫碳、造渣、升溫以及噴濺的發(fā)生，因此，必須很好地控制氧槍的槍位，使煉鋼過程得以平穩(wěn)進(jìn)行。 、 前言 (1） .氧槍介紹 氧槍又稱噴槍或吹氧管，是轉(zhuǎn)爐吹氧設(shè)備中的關(guān)鍵部件，它由噴頭（槍頭）、槍身（槍體）和槍尾組成。轉(zhuǎn)爐吹煉時，噴頭必須保證氧氣流股對熔池具有一定的沖擊力和沖擊面，使熔池中的各種反應(yīng)快速而順利的進(jìn)行。 (2).槍位對煉鋼的重要性 在轉(zhuǎn)爐煉鋼整個爐役中，隨著煉鋼爐次的增加，爐襯由于受到侵蝕不斷變薄，爐容不斷增大，因此，每隔一定爐次對熔鋼液面進(jìn)行測定，根據(jù)裝入制度 (定深裝入或定量裝入 )及測定結(jié)果確定氧槍高度，而在兩次測定期間，氧槍高度保持不變。同時，在具體每一個爐次中，按照吹煉的初期、中期和末期設(shè)定若干不同高度［ 1］，而在每一時間段內(nèi)，其高度是不變的。由于在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中要向爐內(nèi)分期分批加入造渣劑、助熔劑 (初期 )等造渣材料和冷卻劑 (末期 )，使?fàn)t內(nèi)狀況發(fā)生變化，相當(dāng)于加入一個擾動，同時在不同階段，渣的泡沫程度及粘 度也不同，而目前的固定氧槍高度吹煉不能及時適應(yīng)這些情況，從而使?fàn)t內(nèi)的反應(yīng)及退渣不能平穩(wěn)地進(jìn)行。造渣是轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的一項重要內(nèi)容，渣的好壞直接關(guān)系到煉鋼過程能否順利進(jìn)行，有時甚至造成溢渣或噴濺，從而降低鋼的收得率以及粘槍，因此要盡量避免溢渣和噴濺。另一方面，固定槍位的吹煉模式也無法適應(yīng)鐵水、廢鋼、造渣材料等化學(xué)成分變化引起反應(yīng)狀況的不同。針對轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中固定槍位所存在的問題，我們采用模糊控制的方法使氧槍槍位根據(jù)爐內(nèi)的具體情況進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，同時針對轉(zhuǎn)爐煉鋼是一爐一爐進(jìn)行的，爐與爐之間既不完全相同又有聯(lián)系的特 點，采用自學(xué)習(xí)技術(shù)確定每一爐次氧槍的槍位，使轉(zhuǎn)爐煉鋼過程平穩(wěn)進(jìn)行，從而提高碳溫命中率。 13 目前，轉(zhuǎn)爐煉鋼氧槍槍位一般是根據(jù)吹煉狀況分段設(shè)定的［ 1］。在每一段中，槍位不再變化，如圖 1 所示。在本文中，根據(jù)轉(zhuǎn)爐煉鋼的不同階段采用不同的控制策略。在吹煉初期和中期，由于分批加入造渣材料和助熔劑，且渣高與聲音具有明確的反比關(guān)系，因此采用模糊控制調(diào)節(jié)槍位。而在吹煉末期，則采用較低的固定槍位進(jìn)行吹煉，以利于石灰進(jìn)一步渣化，使脫碳反應(yīng)按擴(kuò)散進(jìn)行，渣鋼反應(yīng)趨于平衡，爐內(nèi)鋼水成分和溫度得以均勻。在初、中期的 模糊控制中仍然采用這種分段設(shè)定的槍位作為基本設(shè)定，而在每一段中，根據(jù)爐況采用模糊控制對槍位進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，即 u=u0+Δ u，其中 u 為要控制的氧槍槍位， u0 為每個階段設(shè)定的基本槍位，Δ u 為對槍位的調(diào)整量。 （ 1). 氧槍升降要 求 為適應(yīng)轉(zhuǎn)爐吹煉工藝要求，在吹煉過程中，氧槍需要多次升降一調(diào)整槍位。轉(zhuǎn)爐對氧槍升降機(jī)構(gòu)提出了要求，應(yīng)具有合適的升降速度并可以變速，并能保證氧槍升降平穩(wěn)、控制靈活、操作安全。氧槍漏水等出現(xiàn)故障時能快速更換氧槍、結(jié)構(gòu)簡單便于維護(hù)。 (2） .聲音測量槍位 在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，由 于吹入轉(zhuǎn)爐的氧氣 (頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐還要在底部吹入氮氣、二氧化碳、氬氣等氣體 )的攪拌作用以及爐內(nèi)發(fā)生的強(qiáng)烈氧化等反應(yīng)，使得煉鋼期間發(fā)出很強(qiáng)的聲音，聲音的大小與爐內(nèi)狀況有著明確的對應(yīng)關(guān)系，聲音的強(qiáng)度與爐渣高度成反比，尤其是在吹煉的初期和中期，這種關(guān)系更為準(zhǔn)確［ 2］，因此可以通過測量聲音準(zhǔn)確了解爐內(nèi)情況，以便更好地控制吹煉過程。測聲儀的麥克風(fēng)安裝在位于爐口處的爐墻內(nèi)，運行頻率為 180177。 (3).模糊子集及隸屬函數(shù)的選取 將測得的聲音的偏差及偏差變化率進(jìn)行歸一化，并選取聲音的偏差 SE 及其 14 變化率 SC的模糊 子集分別為 SE:｛ NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB｝ =｛ Se3,Se2,Se1,Se0,Se1,Se2,Se3｝＝｛ Sei,i∈ I= ［ 3,2,1,0,1,2,3］｝ SC：｛ NB， NS， ZE， PS， PB｝＝｛ Sc2,Sc1,Sc0,Sc1,Sc2｝＝｛ Scj， j∈ J=［ 2,1,0,1,2］｝ 偏差 SE 及其變化率 SC 的隸屬函數(shù)選如圖 2所