<p class="ql-block" style="text-align:center;">煉鋼廠</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">青年“<span style="color:rgb(57, 181, 74);">創(chuàng)享匯</span>”欄目</p><p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="color:rgb(237, 35, 8);">2024年度第十六期</b></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">此欄目</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">主要展示</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">煉鋼廠團員青年在</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">平凡創(chuàng)新、自主改善、科技創(chuàng)新</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">合理化建議等創(chuàng)新方面</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">好成果、好項目</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">激發(fā)團員青年的創(chuàng)新熱情</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">為煉鋼廠創(chuàng)新創(chuàng)效插上青春翅膀</p> <p class="ql-block"><b style="color:rgb(176, 79, 187);">【創(chuàng)新案例】</b></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="color:rgb(255, 138, 0);">《優(yōu)化冶煉工藝 集成智能模型，打好精煉降耗“組合拳”》</b></p> <p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="color:rgb(57, 181, 74);">分享人</b></p><p class="ql-block" style="text-align:center;"><b style="color:rgb(57, 181, 74);">設備管理室 王明哲</b></p> 問題描述 <p class="ql-block"> 鋼水LF精煉單元具有調(diào)整鋼水成分和溫度，脫硫、控制夾雜物形態(tài)等功能，是煉鋼工序生產(chǎn)高附加值品種鋼的主要生產(chǎn)單元之一，是潔凈鋼生產(chǎn)平臺的重要組成部分，更是煉鋼生產(chǎn)組織實現(xiàn)高效銜接的關鍵工序。</p> <p class="ql-block"> 當前國內(nèi)外多數(shù)鋼鐵企業(yè)LF精煉生產(chǎn)管控模型較為粗放，供電曲線、底吹控制等工藝的不精確，導致電耗居高不下，真正意義上智能化集成管控沒有成功先例，難以實現(xiàn)成分、溫度、時間的精準控制。</p> 原因分析 <p class="ql-block">1.埋弧效果觀察不直觀，導致的電能浪費</p><p class="ql-block"> LF加熱過程中，主要依靠電極電弧向渣中傳熱，隨后由爐渣將熱量傳遞到鋼水中，因此LF加熱過程中必須化好渣，提高爐渣埋弧效果才能提高電能利用率。</p><p class="ql-block"> 通過項目團隊現(xiàn)場觀察，部分爐次到站頂渣熔化不良，隨后LF集中加熱造渣料，爐渣整體熔化不良、埋弧效果差，電弧裸露，導致電弧熱效率降低，平均多消耗500KWh/爐。</p> <p class="ql-block">2.供電曲線不合理，電能消耗大</p><p class="ql-block"> LF冶煉過程中，一般采用3檔直接升溫，無智能管控模型，當爐渣熔化不良、流動性差時，埋弧效果差進而導致升溫效率低，導致電耗增加。</p><p class="ql-block">3.底吹氬氣控制不標準，熱量損失大</p><p class="ql-block"> LF冶煉過程中需要全程吹氬，氬氣流量不同導致鋼水溫降不同，小組針對2022年10月至2023年3月不同氬氣流量進行了現(xiàn)場觀察和記錄，結果如下：</p> <p class="ql-block"> 若底吹流量調(diào)節(jié)不及時、大氬氣攪拌時間長，則會導致鋼水溫降過快，增加電耗。</p><p class="ql-block">4.除塵開口度調(diào)節(jié)不及時，鋼水降溫快</p><p class="ql-block"> LF爐依靠爐蓋除塵、頂吸除塵去除冶煉過程中的煙塵，保證環(huán)保效果，當LF冶煉中后期，LF溢煙量減少，若不調(diào)節(jié)爐蓋除塵，則大量野風被吸入，帶走鋼水熱量，約0.1℃/min。</p> 改善措施 <p class="ql-block">1.精益數(shù)據(jù)分析，建立預測模型</p><p class="ql-block"> 首先，團隊以LF流程為基礎，結合散熱理論，應用JMP混合模型工具，建立LF出站溫度的預測模型。以原始理論溫升（出站溫度-液相線溫度）為Y，以 是否RH、包齡、包況、出站至開澆時間為變量，構建模型，預測結果的平均過熱度與實際保持一致，但整體波動有減少，為進一步降低過熱度，對Y進行調(diào)整，如果過熱度>20，則使Y減少5，最終得到預測結果的平均過熱度20℃，較實際值低4℃。</p> <p class="ql-block"> 2. 開發(fā)三維可視化系統(tǒng)，實時報警，動態(tài)監(jiān)控 </p><p class="ql-block"> 團隊與山鋼研究院、山信軟件進行合作，開發(fā)的三維可視化系統(tǒng)利用大屏將LF精煉設備三維建模，并利用靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)對模型實現(xiàn)協(xié)同驅動，使三維可視化系統(tǒng)與實際過程實時映射。將各類工藝聯(lián)鎖報警嵌入三維可視化系統(tǒng)，實現(xiàn)及時預警。</p> <p class="ql-block"> 3.制作二級控制界面，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到崗位操作“零延遲” </p><p class="ql-block"> 團隊與山鋼研究院、山信軟件進行合作，制作二級控制畫面，可實現(xiàn)界面吹氬實時調(diào)整、加熱設置、加料操作等與一級界面同步，，從模型計算、自動控制、人工操作可實現(xiàn)無縫銜接，不僅體現(xiàn)過程控制標準化作業(yè)、數(shù)字化集成，更要適應現(xiàn)場生產(chǎn)組織調(diào)整、突發(fā)情況等異常因素。</p> <p class="ql-block">4、精細化調(diào)整渣料入爐時間，優(yōu)化埋弧效果</p><p class="ql-block"> 渣料分2批加入，確保加熱過程爐渣持續(xù)發(fā)泡埋弧良好，保證升升溫效果，前3min加入渣料總量1/2。待弧流穩(wěn)定后3min加入剩余渣料，到站渣子粘稠，先加入化渣劑，后加石灰。</p><p class="ql-block">5、多檔位精準管控，持續(xù)優(yōu)化供電曲線</p><p class="ql-block"> 送電前確認了確認3相電極下端是否保持水平，確保電耗加熱時3相電極同時起弧，如3相電極下端不平時，手動下降將電極調(diào)平后方可送電。加熱前3min采用低檔升溫化渣，其后采用中高檔位升溫。精準計算加熱時間，控制加熱次數(shù)≤2次。</p><p class="ql-block">6、打好氬氣調(diào)整“提前量”，減少鋼水溫降</p><p class="ql-block"> 送電前調(diào)整好氬氣，液面翻動直徑10-15 cm，減少因氬氣過大造成加熱不穩(wěn)，軟吹液面翻動≤10cm，減少降溫。</p><p class="ql-block">7、密切觀察除塵效果，保持微正壓氣氛，軟吹時降低除塵開口度，減少鋼水熱量損失。</p> 改善效果 <p class="ql-block">1.埋弧效果改善</p><p class="ql-block"> 制定了LF渣料動態(tài)加入標準，LF送電過程加入碳化鈣埋弧，埋弧效果良好，提高了電能利用率，平均節(jié)約電耗320Kwh/爐。</p> <p class="ql-block">2.供電曲線優(yōu)化</p><p class="ql-block"> 根據(jù)LF到站渣況，優(yōu)化制定了LF加熱過程供電曲線控制標準，平均節(jié)約260Kwh/爐。</p> <p class="ql-block">3.底吹氬優(yōu)化</p><p class="ql-block"> 根據(jù)脫硫壓力、合金化等工藝操作，制定了LF底吹氬控制曲線，平均節(jié)約溫度2.5℃，節(jié)約電耗240Kwh。</p> <p class="ql-block">4.爐蓋除塵動態(tài)調(diào)節(jié)</p><p class="ql-block"> LF加熱中后期，7min以后，將爐蓋除塵調(diào)低，既保證了爐內(nèi)微正壓氣氛，又能減少鋼水溫降，平均減少溫降2℃，節(jié)約電耗200Kwh/爐。</p> <p class="ql-block">通過以上措施，合計可減少LF電耗：</p><p class="ql-block"> 130+320+260+240+200=1150Kwh/爐。</p><p class="ql-block">LF爐產(chǎn)量約2300爐/月，電價0.68元/Kwh，則節(jié)約電耗可創(chuàng)效：</p><p class="ql-block"> 2300*1150*0.67*12=2126.58萬元/年</p> 創(chuàng)新點 <p class="ql-block"> 通過該項目的研發(fā)實施，可直接推廣應用至全國各煉鋼廠的LF精煉爐，同步降低電耗，同時對于電極用量也有一定的降低效果，同時爐內(nèi)微正壓、提高埋弧效果有利于減少鋼水的二次氧化，提高鋼水質(zhì)量，此外“大數(shù)據(jù)+精益+模型”的模式有效促進了現(xiàn)場作業(yè)的標準化、數(shù)字化管控，為過程加熱、加料、合金化、底吹等關鍵操作提供了解決方案，有效促進LF精煉過程的綜合能耗控制、合金成本降低、過程質(zhì)量保障。</p> <p class="ql-block" style="text-align:center;">圖文、視頻提供｜王明哲、劉卓智、張子豪</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">編輯｜張子豪</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">審核｜辛樂眾</p><p class="ql-block" style="text-align:center;">共青團山東鋼鐵集團日照有限公司煉鋼廠委員會</p>