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59副枪.ppt

59副枪

精品课件库
2019-06-15 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《59副枪ppt》,可适用于综合领域

副枪在转炉炼钢中的应用*副枪的起源和发展副枪硬件的技术诀窍源于日本新日铁公司其首次在年应用于荷兰康利斯公司号转炉车间的号转炉上。迄今为止达涅利·康利斯公司包括其分公司(英国或荷兰)总共设计制造了套副枪系统正服务于世界各地客户的工厂内其中包括法国的Sollac、美国的InlandSteel、西班牙Ensidesa、巴西的Acominas、中国武汉武钢、中国本溪本钢、中国梅山梅钢和中国济南济钢等。公司在套副枪项目的执行过程中不断的进行开发同时结合了DIRC系统使此项技术不断提高并最终成为达涅利·康利斯公司(DanieliCorus)的专有技术。康利斯公司开发了SDM模型。副枪的功能副枪设备是转炉在垂直状态不间断吹炼的情况下对钢水进行测温取样的有效工具。现代炼钢技术依靠副枪的测量来调节吹氧量和转炉原料的添加量。副枪系统具备以下主要功能:·在测量前自动选择探头并连接到副枪探头的夹持器上·用TSO探头可测量冶炼终点温度、氧活度(仅在吹炼终点时测量)、取样同时可测量吹炼后的熔池液位·用TSC探头可测量冶炼过程温度、定碳、取样·将传感器信号传给信号处理器再经PLC传给过程计算机实现自动控制·在转炉控制室的工作站上可直接显示结果和质量代码·从副枪上可自动取下探头使用副枪的优点:减少出钢时间(减少分钟/炉)降低铁耗(降低公斤/吨钢)增加废钢消耗(增加公斤/吨钢)减少氧气消耗(减少立方米/吨钢动静态模型下)节省能源(相当于℃)减少耐材损耗(减少%)改善工作环境副枪工作的描述转炉上有一烟罩系统。在接近吹炼终点碳含量约为ppm时副枪将穿过活动烟罩进入转炉进行过程检测测量结果经处理后传到过程计算机中来计算吹氧量及冷却剂的添加量并具体实施以满足钢水终点碳含量和温度的要求。同时试样被回收并分析以判断终点的钢水成份。在修正后的吹炼结束时副枪可再次进入转炉取样并获得其它信号以确定终点碳含量温度和氧含量。如果需要补吹也可进行三、四次甚至更多次的测量。在回收试样时副枪设备可自行取下探头放入直通操作平台的探头收集槽。试样被从探头上自动分离出来并送到化验室进行分析。上述操构成一炉冶炼的周期。当探头自动安装装置装上一个新探头时系统开始准备下一炉冶炼周期。对吹炼过程或吹炼终点的测量在半自动或计算机控制模式下都可实现。副枪基本结构(一)卷扬平台副枪枪体密封帽副枪入口(测量位)探头自动安装装置(连接/维护位)探头收集槽主氧枪浸入熔池中的副枪旋转框架和旋转设备气动刮渣器副枪的基本结构(二)信号电缆枪体冷却水导管副枪提升驱动系统副枪枪体探头存储箱副枪导向辊主氧枪孔副枪升降速度表副枪的基本结构(三)│探头自动安装装置探头拆卸装置探头存储箱气动马达驱动的链式输送机探头翻转臂探头喂装部分探头安装平台支撑框架副枪的自动控制过程-探头连接过程a)探头连接过程探头连接过程开始后将按如下步骤自动进行:·从选定的探头存储室中取出探头·将探头送至探头翻转臂·用探头夹夹取探头·探头翻转臂转到垂直位置·关闭导向漏斗·低速降枪直至探测到探头连接·打开导向漏斗和探头夹·探头翻转臂转到水平位置·按设定高度提升副枪直到有足够空间移到测量位置为止b)测量过程测量过程开始时将按如下步骤自动进行:·移至测量位置·高速氮气吹扫副枪入口·打开密封帽·等待来自过程计算机的连锁信号确定吹氧速度和底吹速度都以降低(仅对于吹炼中测量)·按照速度图表中的速度降枪·将副枪停在设定点上<浸入深度约为cm)·进行测量·开始复位过程副枪的自动控制过程-测量过程复位过程测量完成后复位过程自动激活开始如下步骤:·按照速度图表中的速度提枪·发出信号给过程计算机确定吹氧速度和底吹速度可提高到正常速度(仅对于吹炼中测量)·在副枪预设定高度关闭并打开刮渣器·关闭密封帽并停止氮气高速吹扫·移至探头连接位置·降枪直至抬头拆卸位·关闭探头拆卸装置·提枪至预设定高度即副枪探头夹持器头正好与导向漏斗对中(开始位置)·打开探头拆卸装置将探头送至探头收集槽复位过程开始后不管在什么位置或在什么步骤中所有副枪设备将回到初始位置。这就意味着副枪将移至探头拆卸位置卸下探头此项探头拆卸功能不管探头是否连接到副枪上都将执行。副枪将被提升并等在探头连接过程的起始位置等待下一周期的开始。副枪的自动控制过程-复位过程副枪的主要机械电气设备及描述机械设备电气设备旋转框架和旋转设备配电柜副枪提升驱动系统带套VVVF变频装置的驱动柜副枪小车导轨和加强梁PLC控制柜副枪小车伏UPS电池控制柜副枪导向装置伏紧急电源副枪枪体旋转型式人机接口系统探头自动安装装置PLC编程设备(笔记本电脑)探头拆卸装置PLC编程设备(工业用机)探头收集槽(L级UPS)见..刮渣器APC加热器副枪入口密封帽设在现场的操作箱:副枪入口B操作控制箱:APC定位板C操作控制箱:旋转平台平衡器D操作控制箱:冷却水阀站探头中间存储箱设备接线盒上转轴和下转轴现场接线盒支撑构件卷扬平台和APC电缆提升吊具探头存储箱加热系统储存架普通内部电缆维护平台和梯子特别电缆风动送样系统操作台上的事故控制装置其它注:旋转副枪枪身专用的手动工具将会提供。副枪与其他系统的联锁输入到副枪系统:·转炉垂直(精度±度)允许降副枪·烟罩在转炉上方正确位置·检修车在正确位置·主氧枪平台在吹炼集结停止位置·吹氧流量设定值(Nmhr)·吹氧流量实际值(Nmhr)·吹氧流量减少到标定值的·底搅弱搅方式·吹氧量设定值(Nm)·吹氧量实际值(Nm)副枪系统的输出信号:·允许移动烟罩(副枪不在测量位置)·允许移动维修车、·允许以最大吹氧量吹氧·允许转炉倾动(副枪在转炉之上)·底搅以低强度搅拌(副枪测量期间)副枪的DIRC系统与SDM控制模型最新一代的DIRC微处理器系专为副枪系统的应用而研制。与以往的系统相比更快、更准确并且结果有更强的再现性。速度:在副枪进入熔池约秒钟后熔池温度等结果将显示在转炉控制操作台上。精度:显示结果同时给出一个“质量编码”告诉操作工其测量精度例如:就表示凝固温度为℃前面的为质量代码表示精确到℃这样便于精确的测量碳含量。再现性:测量结果的再现性高度表现在使用了改进后的测量与结果分析技术并结合了最新设计的探头和良好的操作实践经验。SDM控制模型SDM即静态和动态过程控制模型它可进行原材料配比(包含熔剂)和吹氧量的计算以及逸出转炉的碳和氧的计算。使用SDM的目的是为了提高终点温度和碳含量控制的效率和精度。使用SDM有以下优点:·提高了工艺效率·终点温度控制精度高·终点碳含量控制精度高·减少补吹次数·降低渣中的Fe含量·提高了转炉内衬的寿命·优化废钢冶炼效率SDM模型建立在热力学和冶金学原理的基础上不依赖有无如下装备运行:·副枪·底吹搅拌系统·废气分析系统SDM模型支持所有方式的吹炼控制操作:·一吹到底冶炼操作·中途停吹操作使用副枪人工取样·短暂停吹操作使用副枪·过程吹炼使用副枪·双渣法操作SDM模型支持所有方式的出钢操作:·传统的出钢方式:依据吹炼终点的温度测量和取样分析的结果来出钢。·快速出钢:依据吹炼终点的温度测量和定碳的结果以及吹炼中取样分析的结果来出钢。·直接出钢:依据吹炼中的温度测量和定碳以及取样分析的结果来出钢而后吹的影响一并考虑。SDM集成到一组计算模块中可完成以下功能:·工艺目标计算·脱硫计算·加料计算(包括熔剂)·吹炼计算·动态控制计算·废气分析计算·二次吹炼计算·吹炼终点确认·钢包合金化计算·炉次冶炼终点计算·模型反馈计算·炉次冶炼终点Mn、P、S成份预报静态模型包括建立热平衡、氧平衡、铁平衡和渣平衡。为了建立热平衡需计算以下参数:·反应热量·铁水热量(显热)·转炉等待过程中的热量损失·用于加热和熔化添加剂的热量·用于加热和熔化废钢的热量·钢包中的热量损失依据钢包的记录对于氧平衡:·吹炼氧气·来自添加剂的氧·用于反应的氧·在钢水中的溶解氧对于Fe平衡·来自含Fe原料带入的Fe如铁水、废钢、铁矿石、球团等等·烟尘中的Fe损失·渣中带走的Fe·出钢过程中Fe损失·铁合金带入的Fe对于渣平衡:·来自添加剂、铁水渣、前一炉的留渣及耐材内衬中的氧化物·反应生成的氧化物SDM模型还包括:一系列的冶金反应用于预测Mn、P和S的成份渣中的全铁含量和渣碱度的计算以及等待过程中的温度损失、氧枪高度的计算还可以预测炉内产生的废气中CO的平均百分比。对于脱磷、锰的回收和脱硫等工艺过程的监测模型会计算出每一炉的P、Mn、S和Fe的标准值。这些值是将实际炉次与所谓的标准炉次进行比较而计算出的。当实际炉次的大量参数与标准炉次相等时则可以计算出其相应的Mn、P、S和Fe的含量。当它们的Mn、P、S和Fe这些参数存在差异时其影响将被计算进去然后会得出上面所提到的标准值。由于这些值可以在不同的炉次间进行比较这个标准值已成为了监测工艺操作的一个强有力的工具。其它冶金关系用于预测脱碳率和含氧化铁的冷却剂的还原率与钢水中碳含量的关系。另外还可计算出改变吹炼速度和(或)氧枪高度所产生的影响以及操作过程中两者的响应时间。冶金关系还可与钢包合金化模型结合计算出在出钢过程中Mn和C的损失脱氧剂(Al和/或C)用量以及类似铝、硅、碳和各种其它合金料与渣该质剂的加入所带来的温度影响。为了反馈计算在进行钢包分析时合金料的合金收得率被计算并储存起来。此模型还包括钢包热损失计算的冶金关系它是根据钢包内衬的类型、钢包记录、钢包的烘烤和加盖情况来计算的。SDM应用于工艺过程的模型计算吹炼前a)工艺目标计算:此项计算的目的是计算出钢操作之前吹炼结束时转炉的目标温度和碳含量。输入:·出钢后钢水目标温度·出钢后钢水目标成份·出钢后钢水目标重量·钢包信息(炉次记载)·特殊出钢要求输出:·出钢前目标温度·出钢前目标碳含量·出钢前目标钢水重量·合金添加剂的情况b)脱硫计算:仅在铁水要脱硫时才进行计算。铁包中目标硫含量可直接输入也可以根据吹炼终点钢水硫含量的目标值计算得出。输入:·铁水重量·所供铁水中的硫含量·铁水目标硫含量或:吹炼末期钢水的目标硫含量输出:·脱硫剂用量吹炼前c)加料计算:实际的加料计算步骤与钢厂中的操作步骤保持一致加废钢的指令可下达到废钢区或在程序调整后调用预装好的废钢槽中的废钢。加废钢的结果可用于调整铁水装入量反之亦然。输入:·铁水的成份和温度·预分类废钢的重量(如果强制使用)·终点目标温度和碳含量·目标钢水重量·吹炼操作参数输出:·废钢的装入量·铁水的装入量·转炉加料的情况·出钢前目标钢水成份d)吹炼计算:根据转炉实际加料的数据计算出一次吹炼期的耗氧量。这是根据选定的吹炼操作模式算出的。另外也将计算出备用的吹炼模式的耗氧量以备事故状态下进行切换。输入:·所入炉铁水的实际重量·所入炉废钢的实际重量输出:·耗氧量·转炉添加剂的重量·终点时钢水目标重量·出钢前钢水目标成份·出钢前渣的目标成份·副枪浸入深度·氧枪高度吹炼过程各种SDM计算如下:a)动态控制计算:如果吹炼中的测量使用了副枪则在中途测量点时调用动态模型。输入:·由副枪测量系统确定熔池温度和碳含量输出:·副枪测量点之后的吹氧量·加入冷却剂的重量·氧枪高度b)二次吹炼计算:如遇中途停吹将执行二次吹炼计算。在中途停吹期间进行测温、定碳并取样。另外也可以选择等待取样分析结果。输入:·在中途停吹测量中确定熔池温度和碳含量·可选项:取样分析结果输出:·中断后吹氧量·加入冷却剂的重量·氧枪高度吹炼后将进行以下计算:a)吹炼结束确认:根据所得到的结果确认是否达到了目标。如果需要的话还会给出补吹建议。为确认结果的有效性将采取以下操作:·“传统”操作:吹炼结束的确认是根据:·吹炼结束时实际温度和碳含量·吹炼结束时取样分析结果·“快速出钢”操作:吹炼结束的确认是根据:吹炼结束时实际温度和碳含量前一个测量点的取样分析结果(结合二次吹炼结果)·“直接出钢”操作吹炼结束的确认是根据:仅用前一个测量点取样分析结果(结合二次吹炼结果)输入:·见上述描述输出:·补吹建议(如果需要)·如采用“快速出钢”或“直接出钢”则计算当前钢水成份b)钢包合金化计算:SDM模型也可支持出钢过程中钢包合金化工艺在形成钢包合金化模型时还会将合金化对温度的影响也考虑进去。根据如下出钢操作(即:传统或快速出钢/直接出钢)将使用实际或是计算出的钢水温度和成份来计算。输入:·实际或是计算出的钢水成份·实际或是计算出的钢水温度·钢水目标成份输出:·加入钢包的合金重量·需补充的冷却剂重量冶炼终点计算出钢后进行炉次冶炼终点计算。其目的是评估冶炼炉次并计算冶炼终点数据做报表。输入:·出钢前钢水成份·出钢后钢水成份输出:·出钢后计算出的钢水重量·每种元素的合金收得率模型反馈计算除大部分是上述计算外还要进行所谓的“由结果追溯到原因”的计算(关闭项)。其目的是校正各种工艺参数以用于下一炉。这一特性体现了SDM具有的自学习功能。此反馈计算将用于对静动态模型的一些所谓“关闭项”的数值进行修正。根据冶炼炉次的目标和实际结果每个炉次都会产生修正系数。修正后的值在下一炉由一反馈过滤进程进行处理。输入:·每个工艺步骤的实际结果输出:·修正后的模型参数如:·氧平衡和热平衡的关闭项·精炼参数系统环境冶炼计划实际操作数据转炉画面铁水和废钢称重及跟踪转炉过程信息交换与其他二级系统的通讯冶炼炉次记录报表人机通信二、副枪探头总述为提高转炉炼钢的效率实现对转炉过程的动态控制副枪的运用很广泛特别是在吨以上的大转炉上。通过副枪探头可以不倒炉连续或单独地测定温度、碳、氧、液面并取样很大程钢铁提高转炉的作业率梅山钢铁公司转炉采用副枪系统后单炉节约分钟通过建立模型可实现全自动炼钢。副枪探头分类:T:单测温探头可在后吹后只需测温时使用相比其他两种副枪探头可节约成本。TSC:用于测定冶炼过程温度、定碳、取样。采用高精度的定碳盒通过测定钢水的凝固温度计算出钢水中的碳含量以决定后吹的时间及供氧量。同时取出一个双厚度样可做光谱和气体分析。可用在温度和碳的动态控制。TSO:用于测定冶炼终点温度、氧活度、取样。采用氧电池精确测定终点钢水的氧活度根据转炉钢水的碳氧平衡计算钢水中的碳含量以决定出钢时的配碳及脱氧剂和合金的加入量并可测定溶池的液面高度。同时取出一个双厚度样可做光谱和气体分析。特点:高精度定碳精度达到±,完全可以依靠副枪的数据进行全自动冶炼。副枪探头的类型及外型尺寸、探头类型TSC型测温、取样、定碳TSO型测温、取样、定氧T型测温、探头的外形尺寸探头外径:mm探头内径:mm探头全长:mm接插件:mm、副枪探头的测量范围、精度项目范围精度温度℃热电偶精度℃(在℃钯熔点温度时)碳含量液相线测量热电偶精度±℃(在℃钯熔点温度时)氧含量ppm氧电势精度mv试样S××/mm双厚度钢水样可同时用作光谱和气体分析、探头的适用条件及结构图、TSC型探头吹炼过程用测定冶炼过程熔池的T和C含量和取样为调整终点控制提供依据快速定碳原理根据转炉终点时碳氧平衡αo*C~f(T)定碳公式logC=ffTf*logαof=f=f=αo起始值(ppm)C=T=°Cαo=ppm快速定碳优点:在线定碳控制底吹效率,提高顶底复吹转炉冶炼效率缩短出钢时间分钟增产每天炉节约能耗及耐材、TSC型探头的使用条件T>℃废钢全部熔化降低氧枪供氧强度和底吹流量吹炼终点前分钟使用副枪探头插入深度mm测量时间秒。TSC探头在DIRC-上的显示:红温度蓝凝固温度黑副枪行程、TSO型探头吹炼终点用测量熔池T和O含量取终点成份样计算脱氧剂加入量测量熔池液面、TSO型探头的使用条件氧枪提枪后停留秒使用副枪插入深度mm测量时间秒。TSO探头测熔池液位的优点熔池液位测量:熔池的液位是通过测量和分析钢水和渣中的氧含量差和温度差来确定的。它的测量所使用的探头即吹炼终点所用的TSO探头。因此每一炉的熔池液位都可测量而不需要另外的探头。对熔池液位精确可靠的测量可用于:·副枪在同一浸入深度的测量·耐材消耗的监测·对主氧枪的吹炼高度进行有效控制正确控制吹炼高度可减少铁损和耐材消耗总之会带来更好更经济的吹炼效果。TSC探头在DIRC-上的显示:红温度绿定氧黑副枪行程探头成功率探头类型熔池温度定碳定氧取样TSCTSOT*

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