煉鋼廠(chǎng)快速熱電偶鋼水測溫系統提升

摘要:本文介紹了安鋼第二煉軋廠(chǎng)快速熱電偶測溫系統提升攻關(guān)過(guò)程,通過(guò)對現場(chǎng)實(shí)際數據收集,查找煉鋼廠(chǎng)中測溫系統中存在的測溫槍燒毀較多、測量溫度值偏差大等現象，通過(guò)對測溫系統進(jìn)行剖析,改造測溫槍主要測溫元件,如接插件等，達到了煉鋼廠(chǎng)測溫系統的穩定運行,為煉鋼提供正確測溫數據。
引言
      煉鋼生產(chǎn)中,鋼水溫度是一.項重要的生產(chǎn)技術(shù)指標,有效控制煉鋼過(guò)程中的鋼水溫度是提高鋼水質(zhì)量和鑄機恒拉速澆鑄的重要保證-1。在鋼水冶煉工藝中,溫度控制是貫穿整個(gè)煉鋼流程的重要工藝指標，鋼水的脫磷、脫硫、脫氣、連鑄連澆等重要冶金手段均離不開(kāi)溫度的正確控制;若溫度控制不合適,易產(chǎn)生耐材過(guò)度熔損(穿漏事故)、澆注中斷、連鑄漏鋼等安全生產(chǎn)事故。當今鋼鐵冶煉工序,為了穩定產(chǎn)品性能,壓縮產(chǎn)品波動(dòng)范圍,對“窄窗口、窄波動(dòng)、正確控制、系統聯(lián)運”理念追求度逐年上升,因此對鋼水測溫系統提升進(jìn)行攻關(guān),減少安全、生產(chǎn)、質(zhì)量等事故發(fā)生的隱患,有著(zhù)較深遠的影響意義。
      安鋼二煉軋廠(chǎng)快速熱電偶測溫系統主要存在的問(wèn)題有,測溫槍更換數量較大,更換測溫槍平均150支/月,每年更換約1800支槍;測溫數值波動(dòng)較大，常出現連續多次測溫數據波動(dòng)大,工序間的溫度控制常出現異常跳動(dòng),有時(shí)甚至無(wú)法做為工藝控制的參考數據等。
項目實(shí)施過(guò)程
1.1系統梳理及數據采集
       由于安鋼二煉軋廠(chǎng)快速熱電偶測溫系統在攻關(guān)前存在的問(wèn)題較多,在錯綜復雜的各種問(wèn)題中，找出系統中存在的主要問(wèn)題,需要數據支撐。因此我們對測溫系統運行梳理,形成系統化溫度校核、記錄模式,其中的關(guān)鍵點(diǎn)有:校槍標準統一化,采用同一臺校槍儀對同一條生產(chǎn)線(xiàn)的前后各工序進(jìn)行校驗,達到標準的統一，消除不同校槍儀對同一生產(chǎn)線(xiàn)不同工序的校槍偏差;校槍節點(diǎn)規范化,根據各工序工藝特點(diǎn),鎖定校槍溫度點(diǎn),如LF爐最常用的溫度區間為1550℃~1650℃，選取1550℃、1600℃及1650℃進(jìn)行校核等,做到校驗溫度貼近現場(chǎng)使用溫度,減少不可預估的誤差;設備正確化，測溫設備檢測儀器，對信號的采集、輸送等要求較高,在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下,槍體變形、電纜線(xiàn)破損等均會(huì )引起測溫數據偏差大,因此對測溫槍零部件的逐步檢查,包括槍體接插件(測溫槍采集溫度元件)及電纜線(xiàn)等,如果有損壞或是異常影響測溫結果的,進(jìn)行更換;校槍儀間的偏差校核,采用不同校槍儀對煉鋼區各崗位測溫系統進(jìn)行校驗,并形成周期檢測，校驗校槍儀之間的偏差值,保證校槍儀的標準性;管理數據化,建立各崗位校槍、換槍、失效測溫偶頭等測溫系統異常信息臺賬,組織各崗位學(xué)習制度,記錄異常信息,形成測溫系統異常信息收集記錄,便于統計與分析;
通過(guò)以上方法,我們把測溫系統運行、校核等關(guān)鍵環(huán)節形成了系統化管理,并收集大量數據,為查找系統故障提供支撐。
1.2快速熱電偶測溫系統不穩定因素分析
1.2.1不同校槍儀之間的偏差分析
       對安鋼二煉軋廠(chǎng)精煉爐、連鑄等13個(gè)崗位進(jìn)行測溫系統規范管理持續兩周,記錄關(guān)鍵數據,如校槍儀間的偏差值、測溫槍損壞原因等進(jìn)行逐個(gè)分析。采用現有的校槍儀進(jìn)行校驗,每個(gè)崗位采用三臺校槍儀分別對同--根測溫槍進(jìn)行核驗,當校槍儀校驗結果穩定后,記錄其校槍儀間的最大偏差值,形成圖1。

       從圖1中可以看出，第1周和第2周校槍儀之間偏差值較大，并且呈現出不穩定趨勢，最大偏差4℃;分析原因主要有,由于我廠(chǎng)校槍儀校驗數據傳輸線(xiàn)為自行改裝,存在著(zhù)接頭接觸不良的現象;校.槍儀電池電壓不穩定引起檢測信號波動(dòng);
測溫槍損壞，導致更換頻繁，數據收集統計如表1。

從表1中可以看出,測溫槍更換數量較多,每周平均需要更換32根槍,分析其原因主要有。
(1)測溫槍燒損。
       測溫槍燒損數量較多,平均每周燒損22支槍。在這一點(diǎn)上,我們跟蹤測溫槍使用流程,發(fā)現測溫槍燒損主要原因有,測溫偶頭與測溫槍插入管部分長(cháng)度不匹配,測溫槍插人管偏長(cháng)(如圖2),導致測溫槍在插人偶頭后,因熱電偶受力容易導致熱.電偶與紙管之間出現縫隙(如圖3),在測溫過(guò)程中,鋼水沿著(zhù)縫隙進(jìn)入紙管內,燒毀測溫槍;偶頭紙管耐鋼水燒蝕性不穩定,在正常測溫過(guò)程中,偶頭插人鋼水后，紙管受到鋼水高溫的燒蝕,若個(gè)別紙管質(zhì)量不達標,在測溫過(guò)程中,鋼水燒毀紙管直接進(jìn)人紙管內燒毀測溫槍槍頭(測溫元件一接插人件),如圖4、圖5。


(2)測溫槍在使用過(guò)程中測量數據偏差大。
       快速熱偶測溫槍依靠人工插人的方式操作,對測溫區域的--致性把握有一定難度",而安鋼二煉軋廠(chǎng)快速熱電偶測溫系統本身存在著(zhù)偏差,即測溫槍在使用過(guò)程中不穩定,測量值出現跳躍性波動(dòng)，因此種原因每周更換測溫槍約11支(如表1)。我們從測溫槍本體結構出發(fā),對測溫槍本體進(jìn)行解剖分析,發(fā)現影響測溫數據波動(dòng)的根源在于測溫槍槍頭的核心部件,測溫數據的采集元件接插件(如圖6)的穩定性,其質(zhì)量的穩定性直接影響測量結果，特別是環(huán)境因素變化時(shí)（如高溫），接插件的穩定性更為重要。

1.3快速熱電偶測溫系統化攻關(guān)方法
       校槍儀校核同一支槍數值偏差大，針對這一點(diǎn)，我們對校槍儀結構及使用說(shuō)明進(jìn)行剖析，發(fā)現校槍儀在使用過(guò)程中，數據傳輸線(xiàn)、電池電壓對校槍的結果影響較大，因此采取的主要措施有，更換校槍儀校驗數據傳輸線(xiàn)，減少因接觸不良產(chǎn)生的模糊偏差；及時(shí)更換校槍儀供電電池，保證校槍儀供電電壓的穩定。
       測溫偶頭與測溫槍插入管部分長(cháng)度不匹配，根據原因分析，測溫槍插入紙管內的插入管偏長(cháng)，我們采取了在測溫槍插入管尾部添加墊片，保證測溫偶頭與測溫槍接觸的同時(shí)，尾部產(chǎn)生的較小縫隙或沒(méi)有縫隙，避免測溫偶頭受力過(guò)大熱電偶與紙管間產(chǎn)生縫隙（如圖7）。

       偶頭紙管耐鋼水燒蝕性不穩定，采用高密度紙管，保證在正常的測溫時(shí)間內，紙管不會(huì )被鋼水燒毀，改進(jìn)前后的紙管對比如圖8、圖9所示。

       測溫槍在使用過(guò)程中測量數據偏差大，主要是由于快速熱電偶測溫槍數據采集元件（接插件）在其本體溫度波動(dòng)后引起的檢測值不穩定造成的。我們更換檢測相對穩定的接插件（如圖10），從實(shí)物對比上看，改進(jìn)前的接插件做工相對粗糙，價(jià)格低廉，使用穩定性較差。

2項目攻關(guān)結果
2.1校槍儀校驗結果
       通過(guò)更換校槍儀傳輸數據線(xiàn)、及時(shí)更換電池等手段，對同一支槍的校核數據效果趨于穩定，如表2所示。

       從表2中可以看出，第3周、第4周、第5周校槍儀之間的偏差明顯減少，達到可控范圍，并且趨于穩定狀態(tài)，最大偏差值為2℃，縮減了測量溫度與真實(shí)值間的偏差，攻關(guān)效果明顯。
2.2測溫偶頭與測溫槍匹配情況
      攻關(guān)后，測溫槍與測溫偶頭之間結合的精度提高（如圖11），減小了測溫偶頭與測溫槍插入管之間的縫隙，避免了操作過(guò)程中熱電偶與紙管間易產(chǎn)生縫隙，減少燒槍的可能性。

2.3熱電偶紙管改進(jìn)效果
       由于紙管密度提高，耐鋼水燒蝕性提高，在正常測溫過(guò)程中，紙管燒毀的機率大大減少，圖12為改進(jìn)后的紙管使用效果，從圖中可以看出，在測溫使用，紙管經(jīng)高溫鋼水燒蝕后，仍然保持著(zhù)完整的外貌，穩定性較好。
2.4接插件改進(jìn)效果
      測溫槍核心數據采集元件——接插件，改進(jìn)后，我們采用低溫紅外測溫槍測量接插件溫度，在接插件本體溫度變化時(shí)，采用同一臺校槍儀進(jìn)行校驗，校驗的數據偏差值形成表3。

       從表3中我們可以看出，在接插件溫度變化過(guò)程中，改進(jìn)前的測溫槍接插件穩定性不高，校核偏差溫度波動(dòng)較大，且不穩定，最大偏差值為4℃；改進(jìn)接插件后的測溫槍使用相對穩定，多次校驗，波動(dòng)最大值為1℃，使用效果較好。
2.5測溫槍更換情況
       從項目開(kāi)始后5周時(shí)間，快速熱電偶測溫槍更換信息形成表4。

       從表4中可以看出，此項目在攻關(guān)以來(lái)，效果顯著(zhù)，從第3周開(kāi)始更換測溫槍的數量明顯減少，第4周、第5周每周只更換了8根槍?zhuān)瑹龢寯盗繛橐泊蠓葴p少，為煉鋼工藝提供了較好的溫度支撐。
2.6中包溫度合格率
       經(jīng)過(guò)項目攻關(guān)，測溫系統化提升，中包溫度控制能力提高，中包溫度合格率明顯提升。以安鋼二煉軋廠(chǎng)1#連鑄機為例，快速熱電偶測溫系統攻關(guān)前三個(gè)月與攻關(guān)后三個(gè)月，中包溫度合格率對比如表5所示。

       從表5可以看出，快速熱電偶測溫系統攻關(guān)后，從中包溫度合格率上看，上升了10.26%，攻關(guān)效果明顯。
      綜上，安鋼二煉軋廠(chǎng)通過(guò)對快速熱電偶測溫系統攻關(guān)后，穩定了冶煉過(guò)程溫度，提高了連鑄中包溫度合格率，進(jìn)而達到穩定產(chǎn)品質(zhì)量的目的，此項目的推進(jìn)對煉鋼工藝過(guò)程的控制上有著(zhù)深遠的意義。
3結束語(yǔ)
      安鋼二煉軋廠(chǎng)通過(guò)對快速熱電偶測溫系統進(jìn)行攻關(guān)，發(fā)現引起煉鋼廠(chǎng)快速熱電偶測溫系統測量值波動(dòng)的因素主要有，測溫槍接插件（測溫元件）隨溫度變化的穩定性；測溫槍插入管與測溫偶頭紙管長(cháng)度的間容性；測溫偶頭紙管的耐燒蝕性及校槍儀電壓的穩定性等；