本報(bào)記者 王志
在6月13日~6月14日召開的由西馬克與首鋼股份聯(lián)合主辦的2019年全國煉鋼廠電氣自動(dòng)化推介會(huì)上，西馬克中國公司總裁兼首席執(zhí)行官泰倫結(jié)合中國鋼鐵行業(yè)的形勢(shì)，談了對(duì)自動(dòng)出鋼的看法。他認(rèn)為，與傳統(tǒng)出鋼模式相比，自動(dòng)出鋼會(huì)更安全、更高效。
智慧煉鋼的機(jī)會(huì)
泰倫指出，中國鋼鐵企業(yè)開始從大規(guī)模粗放式的生產(chǎn)模式向高品質(zhì)、高質(zhì)量、高清潔的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。一方面，隨著廢鋼資源增加，中國的高爐煉鐵長流程模式會(huì)逐步轉(zhuǎn)向更智能、更清潔的電爐煉鋼方向發(fā)展；另一方面，在中國，轉(zhuǎn)爐煉鋼仍起主導(dǎo)作用。
北京首鋼股份有限公司煉鋼作業(yè)部副部長劉風(fēng)剛在致辭時(shí)表示，首鋼遷鋼秉承開放創(chuàng)新共享的理念，將遷鋼一年來的工作經(jīng)驗(yàn)，以及與西馬克集團(tuán)一起開發(fā)自動(dòng)化、智能化產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)與同行分享。
“目前鋼鐵行業(yè)不但面臨全球產(chǎn)能過剩、原材料價(jià)格波動(dòng)、貿(mào)易沖突、關(guān)稅壁壘等嚴(yán)峻的外部形勢(shì)，而且面臨著訂單多樣化、小型化及客戶需求提前預(yù)判等急迫的內(nèi)部挑戰(zhàn)?！?西馬克集團(tuán)電氣自動(dòng)化事業(yè)部煉鋼連鑄與環(huán)保部副總裁萊納·庫岑表示，“要應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，鋼鐵企業(yè)就要做好經(jīng)濟(jì)成本、原料成本管理?！?/p>
自動(dòng)化生產(chǎn)是鋼鐵企業(yè)降低成本的重要手段。目前，煉鋼企業(yè)自動(dòng)化的程度不高，發(fā)展?jié)摿κ志薮?。西馬克集團(tuán)開發(fā)的帶有工業(yè)4.0屬性的自動(dòng)出鋼模型已經(jīng)在遷鋼成功投入運(yùn)行。該模型不僅考慮了出鋼過程本身，也集成了大量的安全預(yù)防措施，確保在出鋼過程中，即使有意外情況發(fā)生，也可以保證人員及設(shè)備的安全。
不僅如此，西馬克集團(tuán)還開發(fā)了不需要副槍就可以控制鋼液成分及溫度的轉(zhuǎn)爐煉鋼模型，以及可橫跨煉鐵、煉鋼、精煉區(qū)域不同工位間的全流程能源優(yōu)化和生產(chǎn)過程優(yōu)化模型等的全流程產(chǎn)業(yè)優(yōu)化方案，為智能煉鋼提供全方位的支持。
傳統(tǒng)出鋼的局限
“傳統(tǒng)出鋼工藝智能化控制水平低，往往需要人工操作。人工出鋼不但存在操作環(huán)境高溫、多粉塵等安全風(fēng)險(xiǎn)，而且存在操作人員差異大容易導(dǎo)致的出鋼質(zhì)量不穩(wěn)定等質(zhì)量問題。這些傳統(tǒng)出鋼工藝的缺陷一直困擾著鋼鐵行業(yè)。”劉風(fēng)剛表示。
萊納·庫岑指出，當(dāng)前鋼包流轉(zhuǎn)大部分是由人工進(jìn)行操作。在流轉(zhuǎn)過程中，人們往往依據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)鋼包進(jìn)行選擇，在鋼廠規(guī)模過大、鋼包過多的時(shí)候就容易產(chǎn)生問題。有的操作工為了使鋼水溫度不至于過低，會(huì)在之前的每一個(gè)工序流程上故意上調(diào)出鋼溫度來達(dá)到上臺(tái)前溫度以適合澆鋼的要求，但多余的溫度損失和能量消耗將增加成本。
萊納·庫岑認(rèn)為，要解決這方面的問題可以從以下幾個(gè)方面入手。比如，鋼包的熱容及耐材信息要準(zhǔn)確，鋼包優(yōu)化的目標(biāo)溫度一定要合理，鋼包的使用率一定要合理，運(yùn)輸時(shí)間也要準(zhǔn)確把握。這樣才可以達(dá)到增加產(chǎn)量的目的，同時(shí)減少能源消耗。
劉風(fēng)剛指出，自動(dòng)出鋼控制理念能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)異常情況做出反饋，保障自動(dòng)出鋼始終能夠在安全的環(huán)境下運(yùn)行，保證出鋼操作的穩(wěn)定與高效，滿足不同爐況、不同鋼種、不同工藝對(duì)出鋼序列的要求。通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)出鋼狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并利用圖像識(shí)別技術(shù)，對(duì)出鋼過程中的干擾進(jìn)行甄別，并對(duì)自動(dòng)出鋼程式做出優(yōu)化，最終達(dá)到自動(dòng)出鋼、生產(chǎn)創(chuàng)效的目的。
自動(dòng)化出鋼的條件目前成熟了么？答案是肯定的。目前，在冶金行業(yè)可以利用鋼包識(shí)別技術(shù)、激光定位、3D激光掃描等技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。萊納·庫岑表示，西馬克的鋼包管理系統(tǒng)會(huì)把鋼包通過鋼包定位技術(shù)在正確的時(shí)間放在正確的位置上。這將最大限度地優(yōu)化生產(chǎn)流程，縮短加工時(shí)間；當(dāng)天車在最佳條件下運(yùn)行時(shí)，也將減少磨損；明確的鋼包路徑和方式意味著安全性的提高。
煉鋼自動(dòng)化需要很多輔助系統(tǒng)，如自動(dòng)天車系統(tǒng)。有了自動(dòng)天車系統(tǒng)，就可以擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)諸如鋼包運(yùn)輸、兌鐵水、加廢鋼等工序的自動(dòng)化。
此外，自動(dòng)出鋼過程也需要智能機(jī)械手臂，從而取代員工進(jìn)行測溫取樣。這樣，就可以通過結(jié)合鋼包流轉(zhuǎn)流程和自動(dòng)加廢鋼兌鐵水的流程達(dá)到煉鋼自動(dòng)化。
自動(dòng)出鋼的優(yōu)勢(shì)
自動(dòng)出鋼在業(yè)界備受關(guān)注。西馬克中國電氣自動(dòng)化事業(yè)部副總裁石岱峰分析了出鋼的步驟，并介紹了應(yīng)用X-pact?自動(dòng)化系統(tǒng)的自動(dòng)出鋼過程和自動(dòng)出渣過程。在自動(dòng)出鋼的過程中，X-pact?自動(dòng)出鋼會(huì)同步控制轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)位置，鋼包車位置、同時(shí)X-pact?自動(dòng)出鋼還會(huì)組合控制合金溜槽鋼包加料、擋渣機(jī)溝擋渣。
據(jù)石岱峰介紹，X-pact?自動(dòng)出鋼系統(tǒng)的組成為鋼渣車、擋渣機(jī)構(gòu)、合金溜槽、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)、鋼包車帶稱重、爐襯輪廓測量、攝像頭系統(tǒng)、下渣檢測系統(tǒng)、激光測距儀、PLC（可編程邏輯控制器）、無線面板（選項(xiàng)）、操作臺(tái)等。X-pact?自動(dòng)出鋼具有減少下渣量、縮短出鋼時(shí)間、鋼包加合金成分均勻化、最小化人員配置、改善工作環(huán)境與人員安全、增加復(fù)用性、減小齒輪箱壓力、提高收得率等優(yōu)點(diǎn)。
如何保證出鋼過程中的安全性？如果轉(zhuǎn)爐的環(huán)境不理想，那么會(huì)導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中部分傳感器被燒毀。X-pact?的系統(tǒng)針對(duì)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)情況，在信號(hào)正常時(shí) ，采用正常的生產(chǎn)模式，在部分傳感器的信號(hào)有問題的時(shí)候，則會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的生產(chǎn)模式，同時(shí)還有確保安全出鋼的措施。要是生產(chǎn)發(fā)生問題，最先確保的是安全，例如出鋼過程中發(fā)生了溢鋼，轉(zhuǎn)爐會(huì)馬上停下，看情況決定下一步是繼續(xù)出鋼還是進(jìn)行安全保障。為了保障安全生產(chǎn)，西馬克設(shè)計(jì)了3種不同類型的出鋼模式，系統(tǒng)會(huì)獲得轉(zhuǎn)爐出鋼的出鋼重量數(shù)據(jù)。如果現(xiàn)場信號(hào)都正常，系統(tǒng)的模型就會(huì)根據(jù)出鋼口爐襯的侵蝕情況和鋼水靜壓力，計(jì)算出鋼水正常進(jìn)入鋼包的轉(zhuǎn)爐出鋼角度。當(dāng)轉(zhuǎn)爐可用信號(hào)減少時(shí)，可以使用基于出鋼重量的參考曲線控制出鋼的角度。當(dāng)鋼包車稱重信號(hào)不可用時(shí)，可以使用基于出鋼時(shí)間的參考曲線控制出鋼角度。對(duì)于爐口溢鋼渣或者鋼水的情況，操作人員則可以通過攝像頭檢測，在確保安全的同時(shí)將出鋼工序進(jìn)行下去。
《中國冶金報(bào)》（2019年06月27日 03版三版）
