李海波

摘 要：介紹了馬鞍山鋼鐵股份公司四鋼軋總廠聲納化渣技術(shù)的運(yùn)用。聲納化渣就是根據(jù)轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)爐內(nèi)聲音的強(qiáng)弱測(cè)定出爐渣的泡沫化程度，將爐內(nèi)的造渣情況以聲納曲線曲線的形式反映到屏幕上，使操作者直觀地了解爐內(nèi)鋼渣的乳化狀態(tài)，從而可及早采取措施以便早化渣、化好渣，維護(hù)爐渣的乳化狀態(tài)，達(dá)到減少噴濺和返干，順利地完成造渣和冶煉任務(wù)。目前馬鋼就四鋼軋3座300噸轉(zhuǎn)爐使用此技術(shù)。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐；聲納化渣；造渣；返干

1 前言

轉(zhuǎn)爐煉鋼造渣監(jiān)控技術(shù)，國(guó)外早在六十年代就發(fā)展起來(lái)了。目前國(guó)內(nèi)很多鋼廠操作工都是以經(jīng)驗(yàn)看爐口火焰來(lái)判斷爐況，這就存在很多主觀誤差.每個(gè)操作工的水平不一樣，同一個(gè)操作工在不同時(shí)間搖爐水平也不一樣.這樣就導(dǎo)致噴 濺和返干經(jīng)常發(fā)生，降低了金屬收得率，同時(shí)又影響轉(zhuǎn)爐和氧槍壽，。聲納化渣技術(shù)檢測(cè)續(xù)性好且精度高，可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程化渣狀況的連續(xù)監(jiān)測(cè)，并設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，已應(yīng)用于一些小轉(zhuǎn)爐煉鋼廠。但在百噸以上頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐上，由于其爐膛的變化以及底吹氣體的作用，增大了對(duì)化渣特征音頻頻段的分析難度，因此目前還未得到應(yīng)用。馬鋼四鋼軋3座300噸轉(zhuǎn)爐與2009年開(kāi)始使用荷蘭達(dá)涅利公司的聲納化渣系統(tǒng)，就此系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行介紹。

2 基本原理介紹

這是采用聲音強(qiáng)度測(cè)量化渣狀況的一種方法。在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，高速氧流沖擊熔池發(fā)出噪音，噪音強(qiáng)度大小取決于爐渣液面的高度。渣面與音強(qiáng)成反比。 如果化渣好，渣層厚，則爐渣的消音能力強(qiáng)，爐內(nèi)發(fā)出的音聲水平低。所以可以通過(guò)檢測(cè)音強(qiáng)值變化，了解化渣的好壞。

聲納化渣技術(shù)應(yīng)具有在屏幕上自動(dòng)設(shè)置和調(diào)整“ 噴濺線”、“ 返干線”和“ 正常化渣區(qū)”，在線顯示音頻化渣曲線；噴濺和返干報(bào)警提示；槍位曲線實(shí)時(shí)顯示及上述工藝參數(shù)的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)。

2.1.聲納系統(tǒng)的構(gòu)成

聲納系統(tǒng)由麥克風(fēng)及其保護(hù)裝置、水套的供水供氣系統(tǒng)、信號(hào)前置放大器、聲處理儀、計(jì)算機(jī)5部分構(gòu)成。

麥克風(fēng)：采集噪聲信號(hào)的換能器。把現(xiàn)場(chǎng)噪聲轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，必不可少。采用了駐極體麥克風(fēng)。因?yàn)椴捎糜来攀降膭?dòng)圈話筒會(huì)吸附現(xiàn)場(chǎng)的鐵粉，從而造成設(shè)備壽命極短。

探頭保護(hù)套：現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度高，為了保證探頭的正常工作必須加裝保護(hù)套。保護(hù)套包含供水和供氣系統(tǒng)。

信號(hào)前置放大器：其作用是把現(xiàn)場(chǎng)采集的微弱噪聲信號(hào)放大，降低阻抗。進(jìn)行遠(yuǎn)傳。

聲納處理儀：聲納化渣系統(tǒng)的主機(jī)，把前置放大器送來(lái)的信號(hào)和與計(jì)算機(jī)相應(yīng)通訊需求的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一。

計(jì)算機(jī)：對(duì)聲納信號(hào)的最終處理，作出聲強(qiáng)曲線，與同時(shí)的氧量曲線和槍高曲線進(jìn)行同畫(huà)面的比較，以利于工藝操作指導(dǎo)的實(shí)用性與科學(xué)性。

2.2 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)爐的綜合特性對(duì)吹煉過(guò)程中的聲音進(jìn)行頻譜和幅度分析，得到一個(gè)音強(qiáng)指數(shù)信號(hào)并畫(huà)出一條紅色的變化曲線，可幫助操作人員提前判斷噴濺或返干即將發(fā)生，因而可以盡早采取相應(yīng)措施，避免或減輕噴濺的發(fā)生，進(jìn)而減少鋼鐵料的損失。

本系統(tǒng)還具有噴濺過(guò)程記錄功能，便于日后的分析。

（1）數(shù)據(jù)記錄。在每一爐鋼的冶煉過(guò)程中，本系統(tǒng)對(duì)主要連續(xù)變化量進(jìn)行曲線記錄。例如：聲強(qiáng)指數(shù)、氧氣流量、氧槍高度、噴濺狀態(tài)等。

（2）操作記錄。在每一爐鋼的冶煉過(guò)程中，每一次操作都會(huì)被記錄在案。按爐號(hào)長(zhǎng)期保存，可隨時(shí)調(diào)出查詢。

（3）記錄的查詢。表的下方有幾個(gè)操作鍵，點(diǎn)擊“上一爐”或“下一爐”鍵表的內(nèi)容就會(huì)換成上一爐（或下一爐）鋼的操作記錄。點(diǎn)擊“曲線”鍵就會(huì)出現(xiàn)本爐鋼的冶煉過(guò)程曲線圖，圖中注明了各曲線的名稱、單位和標(biāo)尺。

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，聲納化渣技術(shù)可以優(yōu)化生產(chǎn)操作，降低爐渣較大量噴濺和減少嚴(yán)重返干的發(fā)生。根據(jù)煉鋼部對(duì)聲納化渣系統(tǒng)調(diào)試階段的操作水平與正式投入運(yùn)行后的操作水平進(jìn)行比較可看出，工人的操作水平有了明顯的提高，聲納化渣系統(tǒng)在煉鋼部實(shí)現(xiàn)了完美的運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)

[1]李學(xué)東.化渣噪聲監(jiān)視技術(shù)的研究[D].山東：山東大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，2007

[2]元銳，元玉峰.音頻化渣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].山東冶金，2002，（04）

[3]李學(xué)東，李曉峰.轉(zhuǎn)爐化渣噪聲的隨機(jī)分析[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用及軟件，2007，（07）

[4]陳嘉穎.轉(zhuǎn)爐造渣過(guò)程檢測(cè)的聲學(xué)原理及應(yīng)用[D].上海：上海大學(xué)煉鋼教研室，1999