電弧爐制造廠家介紹電弧爐煉鋼爐況實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)

    2.1測(cè)溫取樣新技術(shù)

    電弧爐煉鋼過(guò)程中，鋼液的溫度測(cè)量和取樣一直是制約電弧爐電能消耗和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。針對(duì)傳統(tǒng)人工測(cè)溫取樣安全性差、成本高等問(wèn)題，一系列自動(dòng)化測(cè)溫取樣新技術(shù)得以開發(fā)并推廣應(yīng)用。

    2.1.1自動(dòng)測(cè)溫取樣

    目前，普遍使用的取樣和測(cè)溫方式是通過(guò)人工將取樣器或熱電偶，從爐門插入鋼水中來(lái)完成的。SIEMENSVAI公司設(shè)計(jì)的SimetalLiquiRob自動(dòng)測(cè)溫取樣機(jī)器人，外層涂有特殊防塵隔熱纖維，具有6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)更換取樣器和測(cè)溫探頭、檢測(cè)無(wú)效測(cè)溫探頭等功能，可以通過(guò)人機(jī)界面全自動(dòng)控制。美國(guó)PTI公司開發(fā)的PTITempBoxTM自動(dòng)測(cè)溫取樣系統(tǒng)，穿過(guò)爐壁進(jìn)入熔池測(cè)溫取樣。該裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)特殊的設(shè)計(jì)，滿足電弧爐冶煉的惡劣環(huán)境和工藝要求，改善了爐內(nèi)傳熱效率，從而降低了冶煉過(guò)程的能量消耗。

    目前，國(guó)內(nèi)大部分電弧爐煉鋼企業(yè)仍采用傳統(tǒng)的人工取樣測(cè)溫方式，先進(jìn)的自動(dòng)測(cè)溫取樣裝置，近年來(lái)開始引入到國(guó)內(nèi)電弧爐實(shí)際生產(chǎn)。

    2.1.2非接觸式連續(xù)測(cè)溫

    鋼液溫度的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)能夠?qū)υ炫菽撘好摿住?yōu)化供電等相關(guān)工藝的優(yōu)化操作起指導(dǎo)性作用。鑒于電弧爐煉鋼過(guò)程高溫惡劣的冶煉環(huán)境，一直以來(lái)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼液溫度的連續(xù)性監(jiān)測(cè)。SIEMENSVAI開發(fā)了一套創(chuàng)新型方案——基于組合式超音速噴槍的非接觸式連續(xù)鋼液溫度測(cè)量系統(tǒng)（SimetalRCBTemp）。區(qū)別于傳統(tǒng)的測(cè)溫方法，該系統(tǒng)能夠在短時(shí)間內(nèi)，準(zhǔn)確地測(cè)出鋼液溫度及出鋼時(shí)間，使電弧爐煉鋼過(guò)程的通電時(shí)間和斷電時(shí)間均為最佳。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了非接觸鋼液的連續(xù)測(cè)溫，提高了電弧爐煉鋼的生產(chǎn)能力。但該系統(tǒng)溫測(cè)的可靠性和使用壽命須進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。

    2.2泡沫渣監(jiān)測(cè)控制技術(shù)

    電弧爐煉鋼過(guò)程的泡沫渣操作，能夠?qū)撘和諝飧綦x，覆蓋電弧，減少輻射到爐壁、爐蓋的熱損失，高效地將電能轉(zhuǎn)換為熱能向熔池輸送，提高加熱效率，縮短冶煉周期。冶煉過(guò)程中造泡沫渣是低消耗和高生產(chǎn)率電爐煉鋼的關(guān)鍵。近年來(lái)，泡沫渣操作的相關(guān)監(jiān)測(cè)控制技術(shù)得到研究和應(yīng)用。

    SIEMENS開發(fā)了SimeltFSM泡沫渣監(jiān)控系統(tǒng)。針對(duì)泡沫渣的高度和分布對(duì)爐內(nèi)聲音傳播的影響，能夠定性地測(cè)定爐內(nèi)泡沫渣的存在狀態(tài)，調(diào)節(jié)泡沫渣操作和穩(wěn)定電弧，以改善電弧爐能量供應(yīng)，提高生產(chǎn)效率。

    美國(guó)PTI公司開發(fā)的電弧爐爐門清掃和泡沫渣控制系統(tǒng)PTISwingDoorTM減少了外界空氣的進(jìn)入，提高了煉鋼過(guò)程的密封性。從而保證冶煉過(guò)程中爐膛內(nèi)渣層的厚度，減少了能源消耗，提高電弧傳熱效率，改善能量利用效率。

    目前，國(guó)內(nèi)大部分鋼廠仍采用人工方式控制泡沫渣的制作，部分鋼廠采用了電弧爐爐門系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，能量利用效率明顯提高。而由于電弧爐煉鋼爐況的復(fù)雜性，基于爐內(nèi)發(fā)聲的泡沫渣監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性有待驗(yàn)證。

    2.3煙氣連續(xù)分析系統(tǒng)

    現(xiàn)代電弧爐煉鋼集高效、安全和環(huán)保于一體，對(duì)于煉鋼過(guò)程煙氣檢測(cè)、控制和工藝優(yōu)化的要求越來(lái)越高。現(xiàn)代電弧爐煙氣分析系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確地測(cè)量煙氣的溫度、流量以及煙氣中CO、CO2、H2、O2、H2O和CH4等成分。煙氣分析系統(tǒng)利用采集的信息和自身的控制模型，對(duì)冶煉過(guò)程分析、判斷并控制。煙氣的在線探測(cè)傳感器一般安裝在電弧爐第四孔處，須進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)以適應(yīng)第四孔苛刻的高溫和煙塵環(huán)境，增加其可靠性和使用壽命。

    國(guó)內(nèi)江蘇淮鋼采用美國(guó)Praxair公司開發(fā)的基于爐氣分析的二次燃燒系統(tǒng)進(jìn)行二次燃燒用氧控制，取得了明顯的節(jié)能效果，噸鋼電耗下降28kWh，冶煉時(shí)間縮短7.5min。

    煙氣分析系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外電弧爐上已有廣泛應(yīng)用，效果良好。就目前實(shí)際應(yīng)用情況而言，耐高溫和粉塵的氣體探測(cè)傳感器需繼續(xù)研究開發(fā)，以進(jìn)一步降低使用成本，提高氣體分析的準(zhǔn)確性。