【文章內(nèi)容簡介】 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。如果空氣是從爐低吹入，那就是低吹轉(zhuǎn)爐。隨著制氧技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已普遍使用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐 （也有側(cè)吹轉(zhuǎn)爐）。這種轉(zhuǎn)爐吹如的是高壓工業(yè)純氧，反應(yīng)更為劇烈，能進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和鋼的質(zhì)量。 濟(jì)鋼120t轉(zhuǎn)爐簡介山東鋼鐵股份有限公司濟(jì)南分公司轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)，按照轉(zhuǎn)爐噸位分4座45噸轉(zhuǎn)爐、3座120噸轉(zhuǎn)爐、1座210噸轉(zhuǎn)爐，噸位表示冶煉一爐鋼水的最大出鋼量。這幾座轉(zhuǎn)爐因為承擔(dān)不同產(chǎn)線的鋼水任務(wù)，分別劃分到不同的分廠管理 。120噸轉(zhuǎn)爐和210噸轉(zhuǎn)爐是2003年以后設(shè)計投產(chǎn)的，采用國內(nèi)最先進(jìn)的工藝控制，新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備，讓我們濟(jì)鋼近十年成為國內(nèi)板材精品基地之一。轉(zhuǎn)爐是爐體可轉(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。轉(zhuǎn)爐按爐襯的耐火材料性質(zhì)分為堿性（用鎂砂或白云石為內(nèi)襯）和酸性（用硅質(zhì)材料為內(nèi)襯）轉(zhuǎn)爐；按氣體吹入爐內(nèi)的部位分為底吹、頂吹和側(cè)吹轉(zhuǎn)爐；按吹煉采用的氣體，分為空氣轉(zhuǎn)爐和氧氣轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是以液態(tài)生鐵為原料的煉鋼方法。其主要特點是：靠轉(zhuǎn)爐內(nèi)液態(tài)生鐵的物理熱和生鐵內(nèi)各組分（如碳、錳、硅、磷等）與送入爐內(nèi)的氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量，使金屬達(dá)到出鋼要求的成分和溫度。爐料主要為鐵水和造渣料（如石灰、石英、螢石等），為調(diào)整溫度，可加入廢鋼及少量的冷生鐵塊和礦石等。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，鐵水中的碳在高溫下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合氣體，即轉(zhuǎn)爐煤氣。轉(zhuǎn)爐煤氣的發(fā)生量在一個冶煉過程中并不均衡，且成分也有變化，通常將轉(zhuǎn)爐多次冶煉過程回收的煤氣經(jīng)降溫、除塵，輸入儲氣柜，混勻后再輸送給用戶。轉(zhuǎn)爐設(shè)備主要包括轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)、氣化冷卻系統(tǒng) 、煙氣凈化系統(tǒng)、煤氣回收系統(tǒng)、二次除塵系統(tǒng)、氧槍系統(tǒng)、副槍系統(tǒng)等。120t轉(zhuǎn)爐采用了多項新技術(shù)，其中包括：轉(zhuǎn)爐冶煉采用頂?shù)讖?fù)吹工藝，頂吹氧氣，底吹惰性氣體（N2/Ar），加強(qiáng)熔池攪拌。副槍技術(shù)，提高冶煉終點目標(biāo)命中率。同時也減輕了工人的勞動強(qiáng)度，縮短冶煉周期，增加轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力。上修爐工藝，降低勞動強(qiáng)度，提高工作效率，安全有保證，修砌質(zhì)量高。全汽化冷卻煙道系統(tǒng)提高蒸汽回收量，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。完善的二次除塵系統(tǒng)，降低環(huán)境污染，改善勞動條件。120t轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝十分復(fù)雜。為了節(jié)約成本，采用廢鋼做部分煉鋼原料。煉鋼工藝中鐵水必不可少，鐵水供應(yīng)也是工藝的一部分。此外，煉鋼過程中還應(yīng)供應(yīng)輔原料、鐵合金。濟(jì)鋼中厚板廠于1998年2月正式建成投產(chǎn)，歷經(jīng)二期、三期工程及熱處理工程的配套建設(shè)，以及2010年的粗軋機(jī)改造雙機(jī)架雙AGC自動控制系統(tǒng)，技術(shù)裝備已達(dá)國內(nèi)領(lǐng)先水平，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)處于全國領(lǐng)先地位，現(xiàn)已成為濟(jì)鋼總公司“建設(shè)中國一流、世界知名的現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)”的重要主體生產(chǎn)廠之一。中厚板廠3500已精確把握了鋼坯熱裝熱送、蓄熱式燃燒、厚度自動控制（AGC）、熱機(jī)軋制、軋后快速冷卻、強(qiáng)力矯直、超聲波探傷、鋼板無氧化熱處理等關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)過多年的研究探索,逐步研究出X系列、油罐鋼等品種開發(fā)的生產(chǎn)工藝。現(xiàn)年產(chǎn)量130萬噸。0007年200萬噸，同類行業(yè)第一中厚板廠主要產(chǎn)品是厚度8～90mm、最大寬度3200mm的中厚鋼板，主要品種有：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、船體用結(jié)構(gòu)鋼板，鍋爐壓力容器板、高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板、管線鋼板、油罐用鋼板等。具備高附加值和高技術(shù)含量的拳頭產(chǎn)品，如JB670DB、Q550D、JG785DB、X系列等“高強(qiáng)”鋼板，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、造船、煤炭礦山、壓力容器等行業(yè)。廠內(nèi)所生產(chǎn)的Q345D鋼板用于奧運會鳥巢工程，Z向鋼用于中央電視臺新主樓。圖10 中厚板廠生產(chǎn)工藝流程圖圖11 中厚板廠熱處理生產(chǎn)工藝流程圖熱軋生產(chǎn)過程中，主要涉及如下設(shè)備：加熱爐，高壓水除鱗，定寬壓力機(jī)，粗軋第一架軋機(jī)，粗軋高壓水除磷，立輥軋機(jī)，粗軋第二架軋機(jī)，板卷箱，邊部感應(yīng)加熱器，精軋除磷，精軋立輥軋機(jī)，精軋連軋機(jī)組，測厚儀，板型儀，層流冷卻，卷取機(jī)，噴號機(jī)，打捆機(jī)。并由這些設(shè)備串聯(lián)成為生產(chǎn)線，生產(chǎn)帶鋼等產(chǎn)品。 濟(jì)鋼第一小型軋鋼廠原設(shè)計為年產(chǎn)15萬噸半連軋棒材生產(chǎn)線，隨著近幾年的改造，特別是99年大修后軋機(jī)電控系統(tǒng)采用了全數(shù)字調(diào)速裝置，Φ1Φ16規(guī)格采用了切分軋制工藝，成品的線速度大大提高，達(dá)到了14m/s，生產(chǎn)能力有了大幅度提高，生產(chǎn)能力達(dá)到了60萬噸水平，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。2003年進(jìn)行了全連軋改造，全線工藝設(shè)備主要有：加熱能力130t/h（熱裝170t/h）加熱爐一座，軋機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)了18架次全連軋，120米步進(jìn)式冷床一座，切頭飛剪2臺，倍尺飛剪1臺，850噸定尺冷剪1套，成品收集臺架2套。設(shè)計年產(chǎn)能力為80萬噸?，F(xiàn)年產(chǎn)能達(dá)到120萬噸，為全國同類型生產(chǎn)線產(chǎn)量最高。圖12 工藝設(shè)備總體布置3自動控制技術(shù)在生產(chǎn)過程控制中的應(yīng)用[1級標(biāo)題]集散控制系統(tǒng)在干熄焦工程中的應(yīng)用，作為本工程的儀表控制系統(tǒng)，μXL集散控制系統(tǒng)應(yīng)運行在最佳狀態(tài)，保證干熄焦的熄焦效果和余熱鍋爐的正常運行。μXL集散控制系統(tǒng)的特點：強(qiáng)有力的控制機(jī)能，實現(xiàn)了正規(guī)的遠(yuǎn)程自動操作；系統(tǒng)構(gòu)成靈活，有良好的擴(kuò)展性；實現(xiàn)了高度的可靠性。本套μXL集散控制系統(tǒng)由三臺現(xiàn)場控制單元、三臺操作站、插件箱、各種插件和通信總線等組成，為了提高系統(tǒng)的可靠性，采用了冗余的MFCD控制單元，實現(xiàn)了CPU、輸入輸出卡MAC2（控制用）、電源及通信的雙重化。共包括六個子系統(tǒng)：2熄焦系統(tǒng) ，2鍋爐系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，循環(huán)風(fēng)機(jī)主電機(jī)測溫系統(tǒng)，循環(huán)氣體成份在線分析系統(tǒng)和氣力輸送系統(tǒng)。2控制器（1MFCD、2MFCD）各包括8個回路調(diào)節(jié)，64個模擬量監(jiān)視點，15個開關(guān)量監(jiān)視點，4個開關(guān)量輸出點。 3控制器（3MFCD）包括64個開關(guān)量監(jiān)視點，26個模擬量監(jiān)視點及11個開關(guān)量輸出點。μXL集散控制系統(tǒng)提供豐富的軟件功能，可完成內(nèi)部反饋儀表和開關(guān)儀表的定義及內(nèi)部儀表同外部接線端子的連接，實現(xiàn)回路調(diào)節(jié)、順序控制、數(shù)學(xué)運算、數(shù)值積算、報警顯示、連鎖、通訊、趨勢記錄、打印等工作。該系統(tǒng)設(shè)計了工藝流程畫面19個，控制分組畫面14個，趨勢畫面16頁。工藝流程畫面上有聲光報警提示，便于操作人員及時掌握緊急信息。濟(jì)南鋼鐵廠應(yīng)用芬蘭羅德洛基公司的燒結(jié)控制模型，共包括11個控制模型，其中一級模型（L1級）6個，分別為：混合料總量控制模型、返礦比例控制模型、燃料比率控制模型、混合料水分控制模型、點火控制模型、混合料給料控制模型。這6個模型結(jié)合羅德洛基公司資料和在一燒的應(yīng)用基礎(chǔ)，編程工作由我方自行完成。二級模型（L2級）共5個，分別為：原料加工模型、基本配料判斷模型、動態(tài)配料判斷模型、燃燒上升點(BRP)偏差控制模型、燃燒上升點(BRP)位置控制模型。6個一級模型概述：( 1) 混合料總量控制模型混合料總量控制模型在線控制混合料槽中的物料量保持在一個允許的范圍內(nèi), 所要控制的變量是混合料的配料量和混合料槽內(nèi)的物料量。該模型可自動調(diào)節(jié)配料室不同物料的下料量, 使之與設(shè)定值保持一致。在上位機(jī)上輸入混合量總量及各種物料的比例后, 模型對配料室各種物料每一時刻的下料量進(jìn)行實時跟蹤并存入緩沖區(qū), 根據(jù)配比動態(tài)的自動調(diào)整每一種物料的下料量, 采用常規(guī)控制、串級控制、補(bǔ)償控制相結(jié)合的方法, 實現(xiàn)了自動換倉時無擾動切換, 避免了在出現(xiàn)堵料、斷料情況下料量波動的現(xiàn)象, 精確的控制各物料的下料總量的平衡。(2) 返礦比例控制模型返礦比率控制模型的目的是: 使返礦在燒結(jié)混合料中的比率盡可能保持恒定。這個返礦比率受控于冷返礦的產(chǎn)生量, 總返礦量受控于燃料分加處的燃料下料量, 使冷返礦料倉的料位保持在一定的范圍之內(nèi), 達(dá)到燒結(jié)過程中返礦平衡的目標(biāo)。(3) 燃料比率控制模型燃料比率控制模型在線控制混合料中燃料的比率。模型考慮到燃料中的固定碳和水分的含量, 使混合料中固定碳的含量保持恒定, 控制燒結(jié)生產(chǎn)中的固體燃料消耗。此外, 該模型根據(jù)返礦的產(chǎn)生量, 在計算中考慮返礦對燃料配加量的影響。濟(jì)鋼燒結(jié)廠 30 % 的燃料在配料室中添加, 70 % 的燃料在二混后分加, 該模型考慮了過程延遲和原料瞬時流量的變化。當(dāng)配料室燃料的下料量有波動時, 系統(tǒng)能夠自動記錄時間與波動量的大小, 經(jīng)過延時后, 自動調(diào)整燃料分加處的燃料下料量, 從而達(dá)到了控制燒結(jié)生產(chǎn)中固體燃料消耗量的目的。(4) 混合料水分控制模型水分控制模型是在原料平衡計算基礎(chǔ)之上進(jìn)行的。模型用原料的濕重來計算干重和不同階段的水的流量。該模型考慮到了污泥對一混水分的影響, 實際的水分的控制在一混、二混、三混中進(jìn)行, 根據(jù)物料平衡來調(diào)整混合料中水的含量。(5) 點火控制模型該模型分為點火溫度控制和點火強(qiáng)度控制兩個方式, 通過調(diào)整點火空氣煤氣的比率實現(xiàn)。其中點火強(qiáng)度控制是一種先進(jìn)的燒結(jié)點火控制模式, 在考慮到燒結(jié)機(jī)速度、點火溫度和煤氣熱值的情況下, 使點火效果最好, 煤氣消耗最低。(6) 混合料給料控