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电炉炼钢新概念——Q-MELT系统
信息来源:世界金属导报      时间:2015-11-30 15:00:40


随着电炉生产工艺越来越复杂,再加上对提高设备生产能力、减少环境污染的要求越来越高,就要求控制策略必须考虑到系统动态控制,要求对静态预设定工艺参数实现实时自适应控制。

   达涅利Q-MELT是按照一种联合过程控制监视器和管理器来设计的过程控制系统,可自动识别预期行为的偏差,并使其自动返回到预定的冶炼过程。其主要控制目标是功率输入变化、钢水化学成分,以及炉渣和和钢水冶炼。设备限制条件则通过功率诊断方法,集成到控制过程中。

   这种最新一代设备控制盘配备了很多传感器和摄像头,形成一个完整的生产工艺过程监视系统,可安装在任何地方,并不需要开设专用窗口来直接观察生产工艺过程,因此可提高生产操作人员安全性,并使他们全面掌握生产工艺状况。

   Q-MELT过程监视管理器可控制所有的生产工艺环节,保持电炉高效运行和安全生产。其控制范围从装料阶段,一直到出钢过程,可有效提高生产操作灵活性,根据入炉原料,选择相应的熔炼工艺。

   MELT-MODEL熔炼模型是Q-MELT系统的核心,MELT-MODEL将通过多个机上传感器采集的数据,与根据预设定静态熔炼模型计算得到的过程变量进行协调。它还可用于协调由Q-REG 集成、用于电炉功率控制的闭环控制系统,用于废气成分分析的LINDARC电弧炉烟气分析系统和用于化学成分控制的Q-JET系统。

   通过功能强大的数据挖掘引挚Q3Int el l igence,可采集智能相关数据变量,并自动进行分类,纳入结构化关系数据库。范围广泛的统计过程分析可用于处理大量的数据信息,鉴别哪些是人们希望的正常运行过程,哪些是异常现象。如果持续出现偏离预期工艺过程状态的情况,系统将持续进行CO燃烧过程优化和有效利用燃料,努力使熔炼过程能够适应变化了的生产运行条件。将熔炼过程作为一个整体进行一体化控制,再加上对偏离预期工艺过程状态的电炉工艺变量进行实时跟踪,有利于提高能源利用效率和设备生产能力。

   通过现场安装的LINDARC废气分析仪,可确保废气分析做出快速响应。它能够快速提供反馈信息(小于2s),以便在精炼阶段及时调节吹氧量,有效控制钢水脱碳过程,同时抑制熔池钢水氧化。

   废气成分数据可用于分析当前电炉运行效率,并形成改善电炉生产操作的最佳策略。同时对含水量进行实时检测,以确保生产运行安全,防止爆炸事故发生。

   对于一炉钢水来说,LI NDARC和MELTMODEL系统能够预测钢水中的碳含量和钢水温度。将这些数据输入到动态控制模型,可实现功率和吹氧量控制,目的是最大限度地缩短钢水过热时间,同时控制脱碳水平。这种控制思路可提高生产过程金属收得率,提高设备效率。

   Q-REG 系统可根据MELT-MODEL要求,动态调节电气参数设定值。通过这种方式,可确保实现有功功率输入最大化。

   在精炼阶段,通过建立在电弧V和I实时分析基础上的达涅利专有技术,可持续监视电弧覆盖指数(ACI)变化情况。

   当ACI超过某一合适的阈值时,即可检测到泡沫渣最佳造渣条件,系统将自动减少静态碳粉喷吹量设定值。如果电弧没有覆盖,则碳粉喷吹量将相应增加。

   当整个冶炼工艺过程快要结束时,最好改用动态控制,以有效控制石灰—白云石加入量,恢复炉渣碱度,同时降低造渣剂消耗量。

   Q-REG 系统的液压回路线性化功能,使定位系统自动检测响应具有非线性特点,以使特定升降范围控制阀做出非线性响应。动态调节主画面显示压力状态和电气—化学参数工作点,而过程参数的静态分析则由MELT-MODEL系统来完成。

   与绝大多数现有系统相比,该系统的主要优点是MELT-MODEL能够适应不断变化的生产运行条件,使电炉一直保持最佳性能。要想对不断变化的电炉生产运行条件(比如,不同的炉料配比)做出及时反应,通过非动态设定方法是无法实现的。与根据时间和能量确定的传统式固定控制程序相比,这显然是一个显著进步。

   此外,要想更深入地了解电炉炼钢生产工艺和相关预处理和后处理,最好的办法是使用最新检测技术和状态监视系统。

   Q-MELT将用于炉渣检测(Q-SLAG)、连续温度检测(Q-TEMP)和废气分析(LENDARC)的各项分析技术集成为一体,再加上采用碳平衡法,可以完全实现所有相关输入和输出数据的监视管理和分析。

   绝对安全性是通过LINDARC系统保证的。该系统可检测出电炉废气中水蒸气含量超过规定标准的异常现象,检测到任何一处冷却水泄漏。而且,它可以通过电极辐射通量密度监视器(Q-RAY),对整个炉壁的辐射热流密度做出评估,以及时调整电气参数设定值,从而平衡水冷壁上的热负荷分布。

   正如在设备试车过程中所显示的那样,该系统能够根据动态控制和预测控制算法,及时对异常生产状态做出反应,其反应速度远比生产操作人员快得多。因此,系统可有效防止异常生产状态出现,至少可将潜在的损失控制到最小程度。通过这种方式,MELTMODEL系统还可以处理冷却水泄漏和传至炉壁的电弧辐射量过大等异常情况。

   达涅利Q-MELT的模块化概念使钢材生产商获得必要的生产操作灵活性,改善电炉生产工艺过程。

   另有一套作为补充、可独立使用的成套技术,将Q-MELT集成在一起。它包括在电炉作业区实现自动、手动操作所需的各种设备,通过远程控制机电一体化设备,进一步提高生产效率、设备利用系数和生产操作安全性。

  

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