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        數(shù)據(jù)分析在轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

        2020-12-19 13:55:37
        中國(guó)金屬通報(bào) 2020年11期
        關(guān)鍵詞:槍位堿度鐵水

        唐 璟

        (酒鋼集團(tuán)榆中鋼鐵有限責(zé)任公司,甘肅 蘭州 730000)

        隨著時(shí)代的進(jìn)步,冶煉行業(yè)也得到了進(jìn)一步發(fā)展,并對(duì)其提出了新要求。為了與時(shí)代發(fā)展相適應(yīng),加快生產(chǎn)速度,增強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量,需要以數(shù)據(jù)分析的方式及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題,減少對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量的影響因素,早日實(shí)現(xiàn)預(yù)期生產(chǎn)目標(biāo),滿足社會(huì)發(fā)展需求。

        1 轉(zhuǎn)爐冶煉的相關(guān)概述

        轉(zhuǎn)爐冶煉具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性特征,主要是將廢鋼鐵、鐵水等煉成鋼,此鋼中包含著一定的化學(xué)成分。現(xiàn)階段,轉(zhuǎn)爐煉鋼已經(jīng)成為較為常見的煉鋼生產(chǎn)方式。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,不僅存在很多不穩(wěn)定性的因素,而且還涉及到眾多數(shù)據(jù)參數(shù),其數(shù)據(jù)與最終生產(chǎn)效果息息相關(guān)。因此,要做好數(shù)據(jù)分析工作,確保數(shù)據(jù)記錄的真實(shí)性,以便隨時(shí)掌握轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)狀態(tài),將質(zhì)量問(wèn)題扼殺在萌芽中,實(shí)現(xiàn)理想的生產(chǎn)效果。

        2 數(shù)據(jù)分析在轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中的應(yīng)用

        2.1 生產(chǎn)條件

        轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)過(guò)程中,需要對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行明確。在本研究中,所分析的對(duì)象為:某鋼廠120t轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)數(shù)據(jù)。氧槍操作方式主要有三種:第一種為恒流量方式,第二種為恒壓方式,第三種為變槍位方式。3.95為供氧強(qiáng)度(標(biāo)準(zhǔn))/m3·(min·t)-1[1]。

        鐵水條件主要有以下幾個(gè),其中其溫度應(yīng)該在1300~13800(單位:℃)之間。W(SI)、W(C)、W(P)分別為:0.3% ~ 0.6%、4.0%~4.5%、≤0.10%。

        在轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中,造渣劑是比不可少的,使用頻率較高的有三種,一是輕燒白云石,二是石灰,三是燒結(jié)礦。

        2.2 高碳鋼的冶煉生產(chǎn)數(shù)據(jù)

        通常情況下,在進(jìn)行車輪圈、扁圓彈簧的編制中,需要借助高碳鋼。在具體使用中,為了提升生產(chǎn)水平,增強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量,需要對(duì)高碳鋼中夾雜物和相應(yīng)成分進(jìn)行科學(xué)合理的控制[1]。為了實(shí)現(xiàn)良好的控制效果,應(yīng)該對(duì)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中磷的一次命中率進(jìn)行有效控制,并逐步提升出鋼溫度,進(jìn)而可為高碳鋼的冶煉生產(chǎn)提供有利條件,達(dá)到減少夾雜物的目的,對(duì)生產(chǎn)效率與質(zhì)量的提高具有重要意義。

        2.2.1 轉(zhuǎn)爐對(duì)高碳鋼的控制要求

        其主要控制對(duì)象為溫度的控制、W(P)的控制和W(C)的控制,具體而言,其分別應(yīng)該保證在大于或者等于1620(單位:℃)、大于等于0.016%和大于等于0.08%。

        2.2.2 樣本收集及問(wèn)題梳理

        數(shù)據(jù)分析在轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)的應(yīng)用過(guò)程中,樣本收集及問(wèn)題梳理是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。一般來(lái)說(shuō),為了實(shí)現(xiàn)理想的數(shù)據(jù)分析效果,需要至少花費(fèi)60天進(jìn)行數(shù)據(jù)收集工作,也就是要對(duì)688爐高碳鋼生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,確保數(shù)據(jù)的全面性,為數(shù)據(jù)分析工作開展奠定良好的基礎(chǔ)[3]。與此同時(shí),還需要做好相關(guān)問(wèn)題的梳理分析工作,具體如下:

        其一,通過(guò)對(duì)磷一次命中率分析可知,其僅達(dá)到了61.3%,離預(yù)期目標(biāo)還很遠(yuǎn),有較大的改進(jìn)空間,為保證質(zhì)量,需要對(duì)此問(wèn)題加以解決,進(jìn)一步提高磷一次命中率。

        其二,通過(guò)對(duì)實(shí)際產(chǎn)生中溢渣參數(shù)、噴濺比整理可知,其分別為19.7%、40.4%??梢?,溢渣、噴濺比較嚴(yán)重,還需要繼續(xù)改進(jìn)[4]。

        其三,終點(diǎn)溫度與終點(diǎn)碳含量也不夠理想,其分別為1621(單位:℃)、0.09%。因此,需要加大控制力度,提升控制水平。

        2.2.3 加料數(shù)據(jù)分析

        在數(shù)據(jù)分析工作開展中,加料數(shù)據(jù)的分析是不容忽視的。通過(guò)數(shù)據(jù)分析結(jié)果可確保轉(zhuǎn)爐加料優(yōu)化的針對(duì)性,實(shí)現(xiàn)良好的優(yōu)化效果,進(jìn)而能夠促使生產(chǎn)質(zhì)量提升。主要是因?yàn)樵趯?duì)加料數(shù)據(jù)開展分析過(guò)程中,能夠?yàn)楦吡兹轄t渣的獲取提供依據(jù),進(jìn)而獲得適當(dāng)堿度的高磷容爐渣。該爐渣具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),不僅具有良好的流動(dòng)性,而且在操作上還表現(xiàn)了化渣快的特征,具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性,可為轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)提供有利條件。

        第一,經(jīng)濟(jì)性有效數(shù)據(jù)的確定。在確定經(jīng)濟(jì)性有效數(shù)據(jù)方面,應(yīng)記錄每一爐終渣堿度參數(shù)及副槍檢測(cè)結(jié)果,此過(guò)程應(yīng)該注重順序性,主要是按照先后順序來(lái)開展此項(xiàng)工作[5]。在此基礎(chǔ)上,還需要開展數(shù)據(jù)對(duì)比工作,以便了解相應(yīng)的變化。具體而言可借助坐標(biāo)系進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算,縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)分別為副槍TSC-P實(shí)際檢測(cè)結(jié)果和終渣堿度,通過(guò)相關(guān)計(jì)算與分析可知,副槍TSC檢測(cè)磷、堿度R與脫磷效果、物料使用效率呈反比,與成本呈正比。也就是說(shuō)TSC-P和R控制越低,所需要投入的成本就越少,而脫離效果會(huì)更加,可促使物料的使用效率提升。

        第二,加料、輔料消耗對(duì)脫磷效果的影響。在本次研究中,主要是將276爐數(shù)據(jù)作為主要的研究對(duì)象。在實(shí)際研究中,對(duì)其進(jìn)行了合理劃分,分為四個(gè)樣本,分別用a、b、c、d來(lái)代替。針對(duì)于該數(shù)據(jù)的分析,以往的方式過(guò)于落后,難以全面展現(xiàn)針對(duì)于裝土量及鐵水成分,輔料消耗所產(chǎn)生的具體影響。因此,需要對(duì)傳統(tǒng)的分析方式進(jìn)行創(chuàng)新,進(jìn)行輔料的轉(zhuǎn)化,如以單位質(zhì)量的硅消耗作為主要形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,并采取相應(yīng)的計(jì)算方式。此過(guò)程中,需借助相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算,即,通過(guò)科學(xué)合理的計(jì)算,可提升分析結(jié)果的準(zhǔn)確性[6]。在對(duì)有關(guān)參數(shù)開展對(duì)比之后,發(fā)現(xiàn)樣本一次脫磷率逐漸呈下降趨勢(shì),具體而言:

        a樣本:鐵水、鐵水硅、TSC-P、TSC溫度、鐵水溫度、一批料堿度、終渣堿度、一批料比例分別為:115t、0.34%、0.013%、1614℃、1390℃、1.54、2.41、0.6。廢鋼、鐵水磷、TSC吹煉時(shí)間、一批料石灰量、一批料輕燒量、一批燒結(jié)礦量、一批輕燒理論需求量、總輕燒理論需求量、總石灰量、總輕燒量、總燒結(jié)礦礦量分別為:12.93t、0.082%、653s、3.42、2.05、3.71、2.65、7.88、6.21、2.05、6.15。

        b樣本:鐵水、鐵水硅、TSC-P、TSC溫度、鐵水溫度、一批料堿度、終渣堿度、一批料比例分別為:109.9t、0.4%、0.0.187%、1619℃、1362℃、2.1、2.84、0.65。廢鋼、鐵水磷、TSC吹煉時(shí)間、一批料石灰量、一批料輕燒量、一批燒結(jié)礦量、一批輕燒理論需求量、總輕燒理論需求量、總石灰量、總輕燒量、總燒結(jié)礦礦量分別為 :13.39t、0.08%、690s、4.05、7.6、3.17、2.03、9.49、5.49、12.65、0.65。

        c樣本:鐵水、鐵水硅、TSC-P、TSC溫度、鐵水溫度、一批料堿度、終渣堿度、一批料比例分別為:116.5t、0.41%、0.0202%、1608℃、1367℃、2.22、2.61、0.62。廢鋼、鐵水磷、TSC吹煉時(shí)間、一批料石灰量、一批料輕燒量、一批燒結(jié)礦量、一批輕燒理論需求量、總輕燒理論需求量、總石灰量、總輕燒量、總燒結(jié)礦礦量分別為 :15.15t、0.081%、693s、4.51、7.23、6.35、1.39、9.02、5.1、11.29、12.71。

        d樣本:鐵水、鐵水硅、TSC-P、TSC溫度、鐵水溫度、一批料堿度、終渣堿度、一批料比例分別為:115.3t、0.45%、0.0398%、1610℃、1365℃、1.51、2.82、0.43。廢鋼、鐵水磷、TSC吹煉時(shí)間、一批料石灰量、一批料輕燒量、一批燒結(jié)礦量、一批輕燒理論需求量、總輕燒理論需求量、總石灰量、總輕燒量、總燒結(jié)礦礦量分別為:16.06t、0.076%、671s、3.15、4.23、2.8、2.97、13.14、5.54、12.61、8.08。

        以樣本a為標(biāo)桿,進(jìn)行對(duì)比可知,不同樣本之間相關(guān)參數(shù)存在一定的差異性。相對(duì)而言,在堿度控制上,較差樣本表現(xiàn)了偏高的形式,可能會(huì)減緩化渣的速度,難以確保獲得良好的爐渣流動(dòng)效果。從燒結(jié)礦方面來(lái)看,要想提升脫磷效果,需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶砑雍驼{(diào)整。在該環(huán)節(jié)中,應(yīng)該重點(diǎn)考慮溫度因素。從輕燒加入量來(lái)看,針對(duì)于較差樣本而言,不僅一批輕燒加入量與相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)不符合,而且總輕燒也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了理論需求。在此情況下,容易導(dǎo)致氧化鎂渣中過(guò)飽和太多,在很大程度上對(duì)渣的流動(dòng)性產(chǎn)生了不良影響,無(wú)法保證脫磷效果。

        為了對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行改善和優(yōu)化,需要加強(qiáng)對(duì)樣本A燒結(jié)礦、終渣堿度、輕燒量等數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,在其達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,可以此為依據(jù)進(jìn)行加料方案的制定,促使數(shù)據(jù)分析更加準(zhǔn)確,為實(shí)際生產(chǎn)工作開展奠定基礎(chǔ)[7]。

        2.3 槍位優(yōu)化

        將數(shù)據(jù)分析應(yīng)用在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中,之所以要進(jìn)行槍位優(yōu)化,主要是為了促使生產(chǎn)過(guò)程更加穩(wěn)定,獲取合適的爐渣氧化性,進(jìn)而為脫磷工作的開展做準(zhǔn)備[8]。另外,槍位對(duì)噴濺、終點(diǎn)碳氧都具有重要影響,所以槍位控制是十分必要的。在實(shí)際控制時(shí),需要將終點(diǎn)碳控制在≥0.01%,以便促使終點(diǎn)氧含量降低。這就需要促使槍位對(duì)供氧速度提供相應(yīng)的保障。在轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)中,噴濺問(wèn)題是比較常見的,主要是以前期噴濺為主。例如,當(dāng)前期渣氧化性處于較強(qiáng)的狀態(tài)下,便會(huì)埋下隱患,提升噴濺問(wèn)題出現(xiàn)的可能性。為了避免此問(wèn)題發(fā)生,需要對(duì)前期槍位進(jìn)行壓低,做好相應(yīng)的調(diào)整工作。如,如果之前的吹煉高度為190(單位:cm),那么需要將其調(diào)整至180(單位:cm)。通過(guò)科學(xué)的調(diào)整,可對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行有效解決,增強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量。

        2.4 工藝調(diào)整后生產(chǎn)效果

        在該研究中,通過(guò)對(duì)槍位優(yōu)化和加料調(diào)整之后,為了對(duì)相關(guān)參數(shù)變化進(jìn)行了解,開展了為期90天的實(shí)驗(yàn)跟蹤工作[9]。最終通過(guò)對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)的分析可知,輕燒量、含氧量、噴濺比都呈現(xiàn)了下降的趨勢(shì),并且磷一次命中率也有所提高,最高達(dá)到了67.2,充分說(shuō)明了槍位與加料的調(diào)整對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量提升的重要意義。

        3 結(jié)語(yǔ)

        總而言之,轉(zhuǎn)爐冶煉屬于一項(xiàng)較為復(fù)雜的工序。在生產(chǎn)過(guò)程中,會(huì)涉及到很多數(shù)據(jù)參數(shù),其與生產(chǎn)質(zhì)量具有較大的關(guān)聯(lián)性。因此,需要借助數(shù)據(jù)分析方式,為生產(chǎn)提供依據(jù),對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行有效解決,確保生產(chǎn)質(zhì)量。

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