转炉副枪的电气自动化控制

许刘晓

摘 要：随着我国炼钢技术的不断发展与进步，转炉副枪炼钢已经全面实现电气自动化控制，目前采用转炉副枪自动化炼钢已经成为现代炼钢技术的主要发展趋势。所谓的转炉副枪是指一个特殊的三层钢管，主要冷却方式是水冷，在这个三层钢管的下端有一个探头电极夹，而用于探测的触头就安装在这个电极夹上。在国内的大量大型转炉中都已经安装了副枪系统，在这种先进技术的趋势下，我国的炼钢技术也在朝着电气自动化方向发展。

关键词：转炉副枪；电气；自动化控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.140

0 前言

转炉副枪装置的主要组成部分主要包括副枪枪体、小车升降驱动装置、插装装置、枪体矫直装置以及探头供给装置等几大部分。而由于作用功能以及作用场合的不同，副枪探头又有测温探头、定碳探头、定氧探头以及测钢水液面探头四种类型。在引进电气自动化装置后，在工作过程中减少了核正、补吹等工序，大大减少了工作程序，提高了转炉的产量。本文将就电气自动化控制对转炉副枪工作的要点做出探讨。

1 转炉副枪系统简介

1.1 何为转炉副枪

随着我国大型转炉设备的不断发展与成熟演变，人们对其工作效率及生产产品质量的要求越来越高。而采用先进的计算机技术实施动态控制，使生产效率得到了巨大的提升，尽管整个过程都有计算机直接控制，但是在实际生产中依然存在误差，为了达到产品的最终合格性，需要对炉内的温度等参数进行实时控制，而对炉内进行采样的设备就是转炉副枪，转炉副枪对于提高产品的生产质量以及产品性能做出很大的贡献。这种转炉副枪主要采用的冷却方式是水冷，其外观与氧枪类似。

1.2 转炉副枪的功用及效果

在实际生产中，副枪的功用有很多，通过实现验证与实践分析可以知道副枪的主要功用有：及时测量钢水的温度、C质量分数、氧的体积分数、熔池液面高度以及取样分析等。副枪在取样过程中可以在不间断吹炼的工况下进行取样，极大地降低了工作复杂程度。在取样过程中，副枪上的探头可以通过烟道上的一个专用入口进入，在插入钢水的同时探头上的热电偶产生感应信号，当任务完成后探头缩回并将所采取的钢水式样送至工作室进行分析实验。根据不同的工作目的，可以进行更换所需的探头（TSC、TSO、T探头）。在这种多功能副枪装置的利用下，使得副枪装置具备功能齐全、使用寿命长、维护维修方便、运行安全可靠等众多优点。使用T类探头可以单独测量钢水的温度，而不必受其他因数的影响。

1.3 转炉冶炼的特点

在炼钢的过程中，转炉副枪炼钢得到了极大地应用于推广。转炉冶炼很大程度的降低了生产周期，对于提高生产效率有重要的作用于意义。由于生产过程中转炉冶炼自身的特殊方法，使得铁、锰铁等原料的用量大大降低。在目前倡导绿色生产的号召下，转炉副枪生产也达到了节约能源，节能环保的效果，耐火材料的应用也大大减少，由于生产过程的自动化程度高，降低了劳动强度，节约了生产成本，使生产企业的利益大大增加。

2 转炉副枪的自动化控制系统

转炉自动控制系统在实际生产中有着重要的功用与用途。以某钢铁公司为例，120t转炉炼钢自动化控制系统由十几套操作站以及六套plc组成。两级通讯网络组成了自动化系统，视线里数据通讯了交换与转接。在各个操作室内，分别设置有操作站来操控计算机系统，在这样一个联系紧密且技术高端的系统中，转炉自动化控制系统得到了极大地能力发挥与应用。

3 转炉副枪电气控制系统组成及其功能

转炉副枪电气控制系统的组成也有非常复杂的子系统构成，副枪的整个系统是由一个由CPU模块、CPS模块、EHC模块等九大模块所构成的一个叫PLC系统的整体集中控制。这些子系统模块共同配合完成，支撑转炉副枪系统完成自动化控制过程。在副枪电气控制系统的构成中，其又由探头自动装卸装置、特殊仪表系统以及副枪提升驱动系统组成。副枪电气控制系统的特殊公用离不开这三大系统之间的密切配合，其每一部分都有着重要、不可替代的作用。由三相异步电动机、减速机等部件组成的副枪驱动系统，副枪驱动系统具有工作可靠，稳定性好以及工作效率高的特点，在转炉自动化控制过程中有重要的意义与作用。同时，副枪旋转驱动控制系统也有重要的作用，为了满足其工作场合及工作特性，副枪旋转控制系统主要安装了用于减速的减速机、产生特殊脉冲的脉冲发生器以及检测速度的测速发生器，无论是那一部分都有着非常重要的地位。APC系统的探头储存器功能强大，用途广泛，容纳探头的数目也比较多。为了配合探头装置工作，在APC装置内部安装有探头拆卸装置，在进行完探头探测工作后，探头拆卸装置将探头夹住，并将副枪提升，使探头与副枪分离，以完成副枪的拆卸工作。

4 副枪系统在我国炼钢工业中的意义

随着副枪系统自动化控制的实现，我国在炼钢工业中对其的利用越来越广泛。副枪系统的自动化将大部分劳动力解放出来，节省了大量的劳动力。在节省大量时间的基础上，也降低了对工人的技术要求，大大降低了生产成本，省时省力。由于转炉装置的成本较高，在生产中，人们都希望转炉具备尽可能长的寿命，节省成本。目前，副枪的使用解决了这个问题，由于副枪装置的配备，使得冶炼过程工艺进行了优化，传统的倒炉作业被简化甚至取消，在进行大量冶炼过程中，可以明显发现转炉的使用寿命以及转炉维护护龄得到极大的延长。转炉副枪的使用不仅从使用寿命及工作强度方面表现出优越性，在转炉的工作效率以及模型使用方面也展现出其独特的使用价值。副枪的使用大大提高了吹炼终点的命中率，在所有设备以及用料配备合理并且完善的情况下，命中率的失误不超过百分之十。副枪的利用从性能、成本以及效率方面充分展示了其优越性，在冶炼工业中发挥着重要的作用。

5 转炉副枪炼钢技术的未来发展趋势

5.1 市场需求量持续增加

随着我国经济建设的不断完善与发展，工厂企业对于钢的需求量

（下转第174页）（上接第162页）

将处于持续攀升的状态，随之将使炼钢行业也处于蒸蒸日上的不断发展与壮大的趋势，由此，我国建材市场的需求也将处于强劲势头。尽管我国未来对于固定资产的投入将处于平稳状态或者有一定的调整，但是社会投资水平依然处于不断增长的趋势。很多国家重点投资的项目，类似西气东输、南水北调、三峡工程等的建立，西部大开发的脚步将会越走越稳，步伐推进也会越来越快，这个过程就使得我国对于钢材的需求量大幅度攀升。在人们生活水平不断提高的同时，人们对于基本生活条件所需的衣、食、住、行等方面的物质要求也不断增长。因此，在这种人们生活水平大幅度提升、国民经济大幅度提升的时代，钢材市场将会处于持续增强的状态。

5.2 高附加值钢种的大幅度增长

随着市场需求的不断日新月异的变化，高附加值的钢种也得到了极大地完善与利用。在我国众多工厂的大型转炉炼钢厂中，为了提高产品质量以及产品性能，同时增强市场竞争力，提高企业效益，相关工作人员将会将目光由传统钢种转向高附加值钢种。所谓好附加值钢种一般是指低合金高强度或者微合金高强度钢种，类似于V等的威合金钢种将被运用到更为广阔的领域。不仅是我国的汽车行业，以致很多船舶制造、机械制造等也将呈现大幅度的增长。

6 结语

在转炉副枪的技术在不断的改进与完善过程中，提高转炉的生产效率、适应社会市场与先进技术的发展趋势、提高转炉的控制精度以及降低生产成本成为主要目标。在实现科学炼钢的基础上，为了达到稳定操作，降低成本提高生产效率，相关人员已将自动化控制同转炉副枪技术相结合，在未来的技术领域内也将会上升到一个更为广阔的空间。

参考文献：

[1]郑忠，史战东，高小强等.两种转炉炼钢终点控制模型的比较[J].特殊钢，2008，29（06）：20-22.

[2]陶钧，谢书明，柴天佑.转炉炼钢控制模型的研究与展望[J]. 钢铁，1999（08）：69-72.endprint