本報通訊員 張青林
2019年初以來，安鋼集團(tuán)第二煉鋼廠的煉鋼生產(chǎn)呈現(xiàn)出穩(wěn)定、快捷、高效的發(fā)展態(tài)勢。特別是在產(chǎn)量強(qiáng)勁增長的同時，沒有出現(xiàn)“蘿卜快了不洗泥”式的質(zhì)量滑坡和指標(biāo)下降現(xiàn)象，關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)顯著優(yōu)化。
截至今年6月底，該廠品種鋼合格率達(dá)到100%，鋼鐵料消耗達(dá)到1057.85千克/噸，硅錳比合格率達(dá)到95.65%，工序能耗為36.64千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，終點碳消耗、濺渣合格率、合金成本等多項指標(biāo)均創(chuàng)該廠煉鋼歷史最好紀(jì)錄。
這一切都得益于該廠多年來持續(xù)不斷加強(qiáng)新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，為煉鋼生產(chǎn)插上了騰飛的翅膀。該廠參與研發(fā)的首套能夠在煉鋼現(xiàn)場成功應(yīng)用的C（碳）、T（溫度）在線實時動態(tài)檢測系統(tǒng)——“灰體光譜數(shù)字化”煉鋼系統(tǒng)，就是其中一項典型的新技術(shù)應(yīng)用范例。
科技追求不停歇
一直以來，安鋼第二煉鋼廠不斷尋求技術(shù)創(chuàng)新和突破，先后自主研發(fā)了國內(nèi)領(lǐng)先的物流跟蹤系統(tǒng)，填補(bǔ)國內(nèi)空白的連鑄坯定重切割系統(tǒng)、連鑄自動化應(yīng)用技術(shù)等，通過一系列科技創(chuàng)新實現(xiàn)了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的持續(xù)優(yōu)化，綜合經(jīng)濟(jì)效益大幅提升。
近年來，該廠又將科技創(chuàng)新的目光聚焦在轉(zhuǎn)爐冶煉過程的參數(shù)控制方面。從世界范圍來看，目前大多數(shù)轉(zhuǎn)爐，特別是中小型轉(zhuǎn)爐的冶煉過程控制，仍采用人工判斷法。
受固有的主觀因素和個體差異的影響，人工判斷不可避免會產(chǎn)生誤差，增加產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定性，造成能源、材料、勞動力的巨大浪費(fèi)，阻礙產(chǎn)能的有效發(fā)揮和鋼水質(zhì)量的提升。現(xiàn)有的一些控制系統(tǒng)，諸如：爐氣分析動態(tài)控制、冶煉噪聲分析、光信息控制、圖像分析等，由于命中率低、工人勞動強(qiáng)度大、設(shè)備體積大且成本高、維護(hù)費(fèi)用昂貴、近爐高溫區(qū)域工作壽命短等原因，僅能在小范圍內(nèi)適用，無法進(jìn)行工業(yè)化推廣。因此，研發(fā)一種成本低廉、簡單可靠，能夠取代人工判斷法，能夠適應(yīng)煉鋼現(xiàn)場高溫環(huán)境的實時在線測量控制系統(tǒng)，是國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼企業(yè)亟須解決的難題。
科技研發(fā)解難題
安鋼第二煉鋼廠自身雖有豐富的實踐經(jīng)驗，但在先進(jìn)科技設(shè)備方面仍有所欠缺。因此，該廠積極與專業(yè)技術(shù)院校進(jìn)行合作，經(jīng)過多方考察驗證，最終決定與南京理工大學(xué)聯(lián)手，共同進(jìn)行“灰體光譜數(shù)字化”參數(shù)實時檢測項目的開發(fā)。“灰體光譜數(shù)字化”技術(shù)可以在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，實時檢測碳、磷、硫、溫度等主要參數(shù)，是科技部863計劃項目的研究成果。南京理工大學(xué)在“灰體光譜數(shù)字化”方面的研究起步早，研究項目基本成形。
新技術(shù)以大數(shù)據(jù)、工業(yè)智能化多模塊為基礎(chǔ)，以光譜合成等多技術(shù)集成為手段，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離非接觸式檢測。由于關(guān)鍵設(shè)備遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)爐高溫區(qū)域，該系統(tǒng)抗干擾性強(qiáng)，能適用于所有轉(zhuǎn)爐煉鋼環(huán)境，并且測量精度高、動態(tài)范圍大，能在線動態(tài)實時顯示冶煉過程C、T數(shù)據(jù)，為煉鋼全過程提供直接指導(dǎo)，為智能化煉鋼提供關(guān)鍵性技術(shù)支撐。值得一提的是，該系統(tǒng)設(shè)備成本低廉，為一次性投入，無任何維護(hù)費(fèi)用。
2015年6月底，安鋼第二煉鋼廠與南京理工大學(xué)正式簽訂開發(fā)協(xié)議；當(dāng)年8月份，項目初步上線運(yùn)行。初試期間，雙方根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)和安裝位置的變化，數(shù)次調(diào)整測溫數(shù)據(jù)、改進(jìn)測溫算法，至2016年12月份，各項技術(shù)指標(biāo)全部達(dá)到或優(yōu)于協(xié)議要求，完全實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。該系統(tǒng)應(yīng)用之后，不僅提高了煉鋼產(chǎn)量，降低了原料成本，而且提高了鋼水質(zhì)量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的社會效益。
該項煉鋼新技術(shù)在安鋼第二煉鋼廠首次實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，首次實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐煉鋼過程碳、硫、磷、溫度等參數(shù)非接觸式在線實時動態(tài)檢測，可完全取代人工判斷，有著廣闊的應(yīng)用前景。
對于目前國內(nèi)120噸級以上轉(zhuǎn)爐來說，副槍是標(biāo)配，技術(shù)成熟，終點命中率較高。但是，利用副槍只能實現(xiàn)煉鋼過程的終點控制，無法實現(xiàn)冶煉全過程連續(xù)監(jiān)控，并且副槍探頭為一次性消耗品，增加成本，不利于節(jié)能減排?！盎殷w光譜數(shù)字化”技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用可望輔助甚至取代副槍等測試手段，一次投入，長期使用，將促進(jìn)世界煉鋼行業(yè)節(jié)能減排、提高效率、降低成本、提高質(zhì)量，意義重大。
科技煉鋼顯神威
2017年3月份，該項目正式通過技術(shù)部門驗收。為使科技創(chuàng)新項目盡早發(fā)揮效能，安鋼第二煉鋼廠及時組織職工進(jìn)行適應(yīng)性技術(shù)培訓(xùn)，并針對項目技術(shù)指標(biāo)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，隨時修訂完善相關(guān)工藝技術(shù)操作規(guī)程；技術(shù)人員堅持跟班進(jìn)行指導(dǎo)，隨時解決冶煉過程中遇到的問題。經(jīng)過1年多的磨合應(yīng)用，科技與生產(chǎn)的契合度日臻完美，傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗判斷方法逐漸被取代。
2018年下半年，該廠科技煉鋼的效能開始發(fā)揮出來，帶動生產(chǎn)指標(biāo)持續(xù)優(yōu)化。與2017年同期相比，終點碳提高約0.02%，一倒率由之前的68%提高到82%，散裝料消耗噸鋼降低8千克~10千克，合金料消耗噸鋼降低1千克~2千克。據(jù)測算，終點碳每提高0.01%，噸鋼合金成本降低約1.15元，僅此一項該廠每年就可多創(chuàng)效300多萬元。
2019年初以來，隨著鋼鐵市場的好轉(zhuǎn)，該項新技術(shù)成為助力該廠主要冶煉指標(biāo)實現(xiàn)飛躍的關(guān)鍵技術(shù)，受到一線煉鋼人員的大力追捧。該項新技術(shù)對煉鋼過程中碳、硫、磷等各種元素含量和溫度的實時檢測，使轉(zhuǎn)爐出鋼時間的把控更加精確，有效節(jié)約了吹煉時間，極大地推動了轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能的發(fā)揮。在推動產(chǎn)能發(fā)揮、實現(xiàn)增產(chǎn)創(chuàng)效的同時，該項新技術(shù)還可對鋼水成分和質(zhì)量進(jìn)行精準(zhǔn)控制，促使產(chǎn)品質(zhì)量大幅提升。此外，冶煉過程各種參數(shù)的實時動態(tài)檢測，也極大地減輕了冶煉人員的勞動強(qiáng)度，節(jié)省了人工成本。
《中國冶金報》（2019年08月08日 03版三版）
