本報記者 王志
在6月13日~6月14日召開(kāi)的由西馬克與首鋼股份聯(lián)合主辦的2019年全國煉鋼廠(chǎng)電氣自動(dòng)化推介會(huì )上，西馬克中國公司總裁兼首席執行官泰倫結合中國鋼鐵行業(yè)的形勢，談了對自動(dòng)出鋼的看法。他認為，與傳統出鋼模式相比，自動(dòng)出鋼會(huì )更安全、更高效。
智慧煉鋼的機會(huì )
泰倫指出，中國鋼鐵企業(yè)開(kāi)始從大規模粗放式的生產(chǎn)模式向高品質(zhì)、高質(zhì)量、高清潔的生產(chǎn)模式轉變。一方面，隨著(zhù)廢鋼資源增加，中國的高爐煉鐵長(cháng)流程模式會(huì )逐步轉向更智能、更清潔的電爐煉鋼方向發(fā)展；另一方面，在中國，轉爐煉鋼仍起主導作用。
北京首鋼股份有限公司煉鋼作業(yè)部副部長(cháng)劉風(fēng)剛在致辭時(shí)表示，首鋼遷鋼秉承開(kāi)放創(chuàng )新共享的理念，將遷鋼一年來(lái)的工作經(jīng)驗，以及與西馬克集團一起開(kāi)發(fā)自動(dòng)化、智能化產(chǎn)品的經(jīng)驗與同行分享。
“目前鋼鐵行業(yè)不但面臨全球產(chǎn)能過(guò)剩、原材料價(jià)格波動(dòng)、貿易沖突、關(guān)稅壁壘等嚴峻的外部形勢，而且面臨著(zhù)訂單多樣化、小型化及客戶(hù)需求提前預判等急迫的內部挑戰?！?西馬克集團電氣自動(dòng)化事業(yè)部煉鋼連鑄與環(huán)保部副總裁萊納·庫岑表示，“要應對挑戰，鋼鐵企業(yè)就要做好經(jīng)濟成本、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)展潛力十分巨大。西馬克集團開(kāi)發(fā)的帶有工業(yè)4.0屬性的自動(dòng)出鋼模型已經(jīng)在遷鋼成功投入運行。該模型不僅考慮了出鋼過(guò)程本身，也集成了大量的安全預防措施，確保在出鋼過(guò)程中，即使有意外情況發(fā)生，也可以保證人員及設備的安全。
不僅如此，西馬克集團還開(kāi)發(fā)了不需要副槍就可以控制鋼液成分及溫度的轉爐煉鋼模型，以及可橫跨煉鐵、煉鋼、精煉區域不同工位間的全流程能源優(yōu)化和生產(chǎn)過(guò)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。
傳統出鋼的局限
“傳統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，而且存在操作人員差異大容易導致的出鋼質(zhì)量不穩定等質(zhì)量問(wèn)題。這些傳統出鋼工藝的缺陷一直困擾著(zhù)鋼鐵行業(yè)?！眲L(fēng)剛表示。
萊納·庫岑指出，當前鋼包流轉大部分是由人工進(jìn)行操作。在流轉過(guò)程中，人們往往依據經(jīng)驗對鋼包進(jìn)行選擇，在鋼廠(chǎng)規模過(guò)大、鋼包過(guò)多的時(shí)候就容易產(chǎn)生問(wèn)題。有的操作工為了使鋼水溫度不至于過(guò)低，會(huì )在之前的每一個(gè)工序流程上故意上調出鋼溫度來(lái)達到上臺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·庫岑認為，要解決這方面的問(wèn)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確，鋼包優(yōu)化的目標溫度一定要合理，鋼包的使用率一定要合理，運輸時(shí)間也要準確把握。這樣才可以達到增加產(chǎn)量的目的，同時(shí)減少能源消耗。
劉風(fēng)剛指出，自動(dòng)出鋼控制理念能夠對設備運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，對異常情況做出反饋，保障自動(dòng)出鋼始終能夠在安全的環(huán)境下運行，保證出鋼操作的穩定與高效，滿(mǎn)足不同爐況、不同鋼種、不同工藝對出鋼序列的要求。通過(guò)視頻監控系統對出鋼狀態(tài)進(jìn)行監控，并利用圖像識別技術(shù)，對出鋼過(guò)程中的干擾進(jìn)行甄別，并對自動(dòng)出鋼程式做出優(yōu)化，最終達到自動(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)可以利用鋼包識別技術(shù)、激光定位、3D激光掃描等技術(shù)實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)。萊納·庫岑表示，西馬克的鋼包管理系統會(huì )把鋼包通過(guò)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；當天車(chē)在最佳條件下運行時(shí)，也將減少磨損；明確的鋼包路徑和方式意味著(zhù)安全性的提高。
煉鋼自動(dòng)化需要很多輔助系統，如自動(dòng)天車(chē)系統。有了自動(dòng)天車(chē)系統，就可以擴展實(shí)現諸如鋼包運輸、兌鐵水、加廢鋼等工序的自動(dòng)化。
此外，自動(dòng)出鋼過(guò)程也需要智能機械手臂，從而取代員工進(jìn)行測溫取樣。這樣，就可以通過(guò)結合鋼包流轉流程和自動(dòng)加廢鋼兌鐵水的流程達到煉鋼自動(dòng)化。
自動(dòng)出鋼的優(yōu)勢
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，并介紹了應用X-pact?自動(dòng)化系統的自動(dòng)出鋼過(guò)程和自動(dòng)出渣過(guò)程。在自動(dòng)出鋼的過(guò)程中，X-pact?自動(dòng)出鋼會(huì )同步控制轉爐傾動(dòng)位置，鋼包車(chē)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、擋渣機溝擋渣。
據石岱峰介紹，X-pact?自動(dòng)出鋼系統的組成為鋼渣車(chē)、擋渣機構、合金溜槽、轉爐傾動(dòng)、鋼包車(chē)帶稱(chēng)重、爐襯輪廓測量、攝像頭系統、下渣檢測系統、激光測距儀、PLC（可編程邏輯控制器）、無(wú)線(xiàn)面板（選項）、操作臺等。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(guò)程中的安全性？如果轉爐的環(huán)境不理想，那么會(huì )導致在生產(chǎn)過(guò)程中部分傳感器被燒毀。X-pact?的系統針對轉爐生產(chǎn)情況，在信號正常時(shí) ，采用正常的生產(chǎn)模式，在部分傳感器的信號有問(wèn)題的時(shí)候，則會(huì )觸發(fā)相應的生產(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(wèn)題，最先確保的是安全，例如出鋼過(guò)程中發(fā)生了溢鋼，轉爐會(huì )馬上停下，看情況決定下一步是繼續出鋼還是進(jìn)行安全保障。為了保障安全生產(chǎn)，西馬克設計了3種不同類(lèi)型的出鋼模式，系統會(huì )獲得轉爐出鋼的出鋼重量數據。如果現場(chǎng)信號都正常，系統的模型就會(huì )根據出鋼口爐襯的侵蝕情況和鋼水靜壓力，計算出鋼水正常進(jìn)入鋼包的轉爐出鋼角度。當轉爐可用信號減少時(shí)，可以使用基于出鋼重量的參考曲線(xiàn)控制出鋼的角度。當鋼包車(chē)稱(chēng)重信號不可用時(shí)，可以使用基于出鋼時(shí)間的參考曲線(xiàn)控制出鋼角度。對于爐口溢鋼渣或者鋼水的情況，操作人員則可以通過(guò)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》（2019年06月27日 03版三版）
