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自动出钢更安全更高效

2019-06-24 15:31:00     作者:王志

  613~614由西马克与首钢迁钢份联合主办的全国炼钢厂——电气自动化推介会2019在首钢迁安会议中心举行

  

  西马克中国公司总裁兼首席执行官Norbert THEELEN致开幕辞他向大家介绍了西马克公司集团在中国的历史并分析了中国钢铁行业的形势他指出中国钢铁企业开始从大规模粗放式的生产模式向高品质高质量高清洁的钢生产模式转变随着废钢资源增加中国的高炉炼铁长流程模式逐步转向更智能更清洁的电炉炼钢方向发展另一方面中国的转炉在炼钢起主导作用的位置。“西马克集团希望让在中国的钢铁企业的生产更高效更环保。”Norbert THEELEN表示

  

西马克中国公司总裁兼首席执行官Norbert THEELEN发表致辞

  北京首钢股份有限公司炼钢作业部副部长刘风刚在会上致开幕辞他表示首钢迁钢秉承开放创新共享的理念迁钢这一年做的包括和西马克集团一起开发的自动化智能化的经验向国内同行分享和交流给同行提示和启发

 

图为北京首钢股份有限公司炼钢作业部副部长刘风刚发表致辞

  目前钢铁行业面临全球产能过剩原材料价格波动经济危机贸易冲突与关税等严峻形势也面临多样化小型订单企业需要提前预判的挑战。” 西马克集团电气自动化事业部炼钢连铸与环保部副总裁Reiner Kuelchen先生表示,“钢铁企业需要做好经济成本原料成本的管理才能应对市场上的挑战”  

  

图为Reiner Kuelchen发表演讲

  而让钢铁企业自动化生产是降低企业成本的重要因素之一西马克集成机械设计电气设计而且有自己的X-Pact平台所有的产品都是在此平台的框架下衍生开发出来

  目前炼钢自动化的程度不高提高炼钢自动化程度是行业的机会所在西马克开发了带有工业4.0属性的自动出钢模也开发了全流程的产业优化方案目前炼钢自动化的程度还有待提高智能炼钢是行业的机会所在西马克集团开发的带有工业4.0属性的自动出钢模型已经在国内迁钢成功投入运行该模型不仅考虑了出钢过程本身也集成了大量的安全预防措施确保在出钢过程中即使有意外情况发生也可以保证人员及设备的安全

  不仅如此西马克集团还开发了不需要副枪就可以控制钢液成分及温度的转炉炼钢模型以及可横跨炼铁炼钢精炼区域不同工位间的全流程能源优化生产过程优化模型等等的全流程产业优化方为智能炼钢提供全方位的支持


  传统出钢的痛点

  传统出钢工艺的固有缺陷是出钢操作环境存在高温粉尘灼烫风险不同操作员之间差异性较大出钢操作不稳定人工操作失误往往会带来质量安全事故岗位劳动强度大出钢操作智能化控制水平低。”刘风刚表示

  Reiner KUELCHEN看来当前钢包流转大部分是由人工进行操作钢包在流转过程中钢包的选择多数依据人们的经验有经验的操作工流转的效益高一点如果钢厂规模过大或者钢包过多的时候就容易产生问题有的操作工为了达到上台的钢水温度不至于过低会在往前的每一个工序流程上故意增加出钢温度来达到上台前温度保证适合浇钢的要求但是这也意味着多余的温度损失和能量消耗成本增加

  Reiner KUELCHEN认为要解决这方面的问题就要考虑如下的因素比如钢包的热容及耐材温度信息要准确钢包优化的目标温度一定要合理钢包的使用率一定要合理运输时间也要准确把握这样可以达到增加产量的目的同时减少能源消耗

  刘风刚指出自动出钢控制理念是能够对设备运行状态进行实时监控异常情况作出做出反馈保障自动出钢始终能够在安全的环境下运行将出钢操作回归成PLC程式保证出钢操作的稳定与高效满足不同炉况不同钢种不同工艺对出钢序列的要求通过视频监控系统对出钢状态进行监控并利用图像识别技术对出钢过程中的干扰进行甄别并对自动出钢程式做出优化自动出钢达到设计目的指导生产创造效益

  自动化出钢的条件目前成熟了么答案是肯定的目前在冶金行业可以利用钢包识别技术激光起重机定位、3D激光扫描等技术实现自动化生产

  钢厂的生产流程是接到客户的订单以后会制订生产计划生产计划节奏下发以后工厂开始进行生产转炉就会根据生产计划进行生产并和工厂的生产计划进行实时通讯动态调整

  如果企业拥有西马克的钢包管理系统后生产会更加顺畅。” Reiner KUELCHEN表示该系统会将钢包通过钢包定位技术在正确的时间放在正确的位置上在这过程中钢包需要运转被运输自动钢包的运也十分重要其优势是优化生产流程缩短加工时间起动机在最佳条件下运行从而减少磨损明确的钢包路径和方式以及安全性提高

  转炉(BOF)的生产过程需要很多辅助系统功能——自动天车系统起重机移动有了自动天车系统就可扩展实现钢包运输铁水装料废钢等工序的自动化装料

  不过需要注意的是欧洲和中国的相关法律法规要求是只有半自动运转移动是可行的天车起重机操作员必须监控自动天车的起重机移动监控也可以通过远程控制来实现例如操作员坐在远程控制室中通过摄像头监控控制天车起重机);操作员需要在危险情况下接管控制权自动天车起重机运行时0米平台的天车起重机区域内必须可以进行人为有人自由操作

  西马克集团对钢包天车设计方案是首先拿到厂房企业的图纸在图纸上标识出哪些是钢包位并定义哪些是天车的起包位哪些是天车的落包位根据企业房内的设备分布设计钢包的移动路径避开障碍物

  此外自动出钢过程也需要智能机械手臂从而取代员工进行测温取样通过结合钢包流转流程和自动加废钢兑铁水的流程可以达到炼钢自动化

  自动出钢的两大部分

  自动出钢包括两大部分一是自动出钢过程二是自动出渣过程。”西马克中国电气自动化事业部副总裁Christoph STAPPENBECK分析了出钢的步骤并介绍了X-pact自动出钢过程

  

Christoph STAPPENBECK介绍X-pact自动出钢

  X-pact自动出钢具有减小下渣量缩短出钢时间钢包加合金成分均匀化最小化人员配置改善工作环境与人员安全增加复用性减少齿轮箱压力提高收得率的效果

  自动出钢在业界备受关注在自动出钢的过程中X-pact自动出钢会同步控制转炉倾动位置钢包运输车位置同时X-pact自动出钢还会组合控制合金溜槽钢包加料档渣机沟档渣

  Christoph STAPPENBECK介绍,X-pact自动出钢的系统组成为钢渣车挡渣机构合金溜槽转炉倾动钢包车带称重炉衬轮廓测量摄像头系统下渣检测系统激光测距仪、PLC系统无线面板选项)、操作台

  如何保证出钢过程中的安全性转炉的环境不理想经常在生产过程中部分传感器被烧。X-pact的系统针对转炉生产情况在信号正常时 ,采用正常的生产模式在部分传感器的信号有问题的时候还会有相应的生产模式如果信号缺失的更多也还会有确保安全出钢的措施要是生产发生问题最先确保的是安全例如出钢过程中发生了溢钢转炉会马上停下看情况决定下一步是继续出钢还是进行安全保障 为了保障安全生产西马克集团设计了三种不同类型的出钢模式系统会获得转炉出钢出钢重量实时数据被系统获得如果现场信号都正常系统的模型这个数据就会根据模型和出钢口炉衬的侵蚀情况和钢水静压力炉衬的侵蚀情况算出钢水能正常进入钢包转炉转炉出钢角度转炉的钢水能正常进入钢包当转炉可用信号减少时可以使用基于出钢重量的参考曲线控制出钢的角度和出钢的时不同的转炉炉衬寿命有着不同的参考曲线通过获得钢水重量和相应的模型决定当钢包车称重信号不可用时可以使用基于出钢时间使用参考曲线表格控制出钢钢水角度

  对于炉口溢钢渣或者钢水的情况可以通过摄像头检测最终安全级别得到了提升而且不会终止出钢工序

  自动出钢的效果如何首钢股份炼钢部与西马克技术公司集团深度开展合作双方共同完成了安全逻辑的建立出钢模式的设计以及图像分析算法的开发经过逐项进行测试。2019225自动出钢热试成功在正常生产阶段(57~至今自动出钢成功率93.5%,运行稳定可靠刘风刚表示:“自动出钢技术的成功开发与应用得益于双方无懈的合作标志着我厂转炉炼钢过程控制跨上新台阶。”

  会议取得圆满的成功与会代表一致认为自动出钢更高效搞笑更安全通过这次推介会与会代表对自动出钢有了更多的了解自动出钢的工程周期较短一般只需要几个月的时间主要是传感器和系统的安装西马克集团的集成方案完善精细合理

  此外西马克集团的技术专家还对转炉烟气控制与终点吹炼预测钢包管理系统炼钢厂智能制造的探讨与交流连铸技术解决方案与模型SMS西马克集团现代自动化系统改进转炉炼钢工艺和经典应用案例进行汇报

  

与会代表在会场合影

  614日上午与会代表参观了首钢迁钢炼钢作业部二炼钢产线重点参观了转炉自动化出钢的实际现场应用这次参观加深了与会代表对西马克自动化炼钢技术发展炼钢智能化系统解决方案的了解与会代表一致认为自动化炼钢技术对中国钢铁工业转型升级和高质量发展具有重要的意义

图为代表们在认真参观首钢迁西马克联合开发的自动出钢现场。
图为与会代表对西马克自动出钢技术表现极大兴趣并积极与西马克相关专家交流
  

 

  

来源:中国冶金报-拉斯维加斯赌场

编辑:陈曦

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