韶关钢铁有限公司 广东韶关 512000
摘要：通过引入副枪装置及其对其进行优化改进，使副枪的利用率大幅度提高，炼钢分厂在提高生产能力、提高产品质量和节约探头使用等方面效果显著。
关键词：机械手；流程图;模型
前言
2011年6月，韶钢与中冶赛迪共同合作开发的转炉副枪设备在4号转炉安装并调试，标志着韶钢转炉使用副枪设备的开始。该设备调试期间，在各专业技术人员的共同努力下，逐步解决了工艺、机械、电气和仪表等多方面的疑难问题。截至2012年8月，副枪的利用率由调试初期的15%上升到90%，故障率由调试初期的10%下降到3.5%。随着副枪利用率大幅度提升，该设备在缩短炉次冶炼时间、终点定碳定氧、自动测温取样以及降低劳动强度等方面的优越性凸显出来，受到了职工的欢迎。
1副枪系统优化改进具体内容
1.1使用中冶赛迪研制开发的副枪设备
该套副枪装置由升降小车移动轨道、固定轨道、升降小车、横移小车及对中定位锁紧装置、小车升降卷扬装置、防坠装置、副枪枪体、测温取样探头存储箱、探头机械手、事故紧急提升系统、探头回收系统以及副枪系统的冷却水、氮气吹扫系统控制阀站等设备组成。
1.2设备的优化及改进
1.2.1TSO探头接插成功率低，影响副枪利用率。改进措施如下：
（1）重新设计枪体铜头与夹持管的连接接头（二），使接头（二）与铜头连接后能够完全填满铜头凹槽，同时重新要求厂家设计探头长度，利于接插件与探头接插，从而提高探头接插成功率。
（2）调整机械手位置，确保机械手立起后，导向装置中心与枪体夹持管对中，以利于提高探头接插成功率。
1.2.2建立副枪系统运行故障报警流程图，并建立副枪升降、机械手动作和卸探头气缸开闭的联锁程序。
1.2.3.通过对现场接近开关的改造，提高副枪自动控制过程中的稳定性，避免了因为限位信号的故障，导致副枪自动程序中断，影响测量。
1）副枪口气缸采用磁感应开关方式进行优化，将磁感应开关分离出来，接近开关要避开高温区域，确保正常运作。
2）把机械手直径为10的限位开关改成图尔克的直径为30的接近开关，增大接触面积，防止出现振动后，信号消失现象。
3）把副枪横移限位开关由横移车轨道旁，移动到锁紧装置层，避免了因为空间狭小导致维修不方便，降低了故障处理时间。
1.2.4.选用耐高温的副枪螺旋导线，加粗信号线的截面积，增强抗拉强度。
1.2.5.建立《副枪应用岗位操作规程》《副枪使用及维护管理规定》和《副枪装置机械设备维护检修作业指导书》以指导维护人员和工艺操作人员作业。
1.2.6、优化副枪操作画面和变频参数。
1）增加了测量时插入深度对话框，可以使操作人员根据现场实际情况进行修改，优化插入深度，避免结钢，影响接插效果。
2）增加了转炉炉底对话框，可以使操作人员根据现场实际情况进行修改，优化副枪运行基准点，使得副枪运行安全可靠。
3）当下副枪测量时，优化氧枪吹氧量的控制，避免因测量原因导致炉内反应停滞。
4）优化了副枪升降变频器参数、机械手变频器参数、横移车变频器参数，增强了系统可靠性，加快了系统运行周期，使得整个测量周期控制在120S以内。
5）优化副枪事故提升系统，通过对事故提升限位和事故提升离合器的改造，增强副枪系统在原有控制系统失灵的状态下，可以把副枪提升到安全位置，确保系统安全。
6）优化历史趋势和报警记录，当故障发生时可以做到可追溯性。
2系统的技术特点和先进性
2.1技术特点
2.1.1.副枪装置的工作型式为横移式；
2.1.2.探头长度为2000mm，并能够自动装卸及回收，副枪本体结构合理，弯曲矫直；
2.1.3.测量时，可以在吹炼中测量，也可在停吹后进行测量。副枪的停止精度垂直为±10mm，横移为±15mm；
2.1.4.副枪工作周期不超过120s，具有测温、定碳、定氧、测液面、取样的功能。
2.2先进性
2.2.1.通过TSC过程定碳、定氧和测温，能够为模型提供有效的过程数据，以利于实现模型动态控制吹炼，从而进一步提高终点碳温“双命中”率。
2.2.2.实现了不倒炉出钢，缩短冶炼周期15%左右，从而提高了生产能力；
2.2.3.有效控制转炉终点温度和碳含量，终点碳命中率高，为转炉配碳提供了可靠依据，从而提高了成品碳的命中率。
2.2.4．效果分析
通过引入副枪装置及其对其进行优化改进，使副枪的利用率大幅度提高，炼钢二分厂在提高生产能力、提高产品质量和节约探头使用等方面效果显著。2012年8月~2013年7月，该厂在延长生产时间方面创效益达到2780.16万元。表1是该设备应用及优化改造前后各项技术指标对比。
3效益分析
3.1效益计算
3.1.1提高生产能力创效益
未用该套设备前每炉钢的冶炼周期为40min，副枪投入使用后，每炉钢的冶炼周期为35min。相比缩短5min；按年产钢200万吨计算，若单炉产量128吨，则需要冶炼15625炉钢，每炉钢节约5min，共节约生产时间15625×（40-35）×90%（利用率）=70312min，冶炼周期按35min计算，可生产70312÷35=2009炉，单炉产量按128t计算，可产钢2009×128=257152t，吨钢效益按100元计算，可创效益=257152×100=2571.52万元/年。
3.1.2减少报废探头创效益
2011年8月至2012年7月每月平均因接插失败报废探头约为60支，每年月报废约720支；2012年8月至2013年7月每月接插失败报废探头为5支，每年约60支，探头价格200元/支。节约探头费用=（720-60）×200=13.2万元/年。
3.2.投入费用
3.2.1购置2套副枪装置设备及建设安装费用600万元（一次性投资）；
探头消耗费用：经统计，2012年8月至2013年7月共12个月产钢211.7万吨，单炉产量为127.77吨，一年约冶炼16569炉。每炉钢使用TSC和TSO探头各一支，单价200元/支，一年探头消耗费用=16569×2×200=662.76万元；副枪维护费用15万元/年。
3.2.2直接经济效益
直接经济效益=2571.52+13.2-600-662.75-15=1306.97万元/年。
4.结语
韶钢与中冶炼赛迪合作研发使用的转炉副枪在炼钢分厂成功运用，它在延长生产时间、提高产品质量和降低职工劳动强度等方面效果显著，尤其在加快生产节奏方面，提高生产能力方面做出了突出贡献，为公司和厂创造了可观的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]刘新建，曹剑叶，等.转炉副枪系统与自动化炼钢[J].冶金自动化，2012，S1：90-92.
[2]李小阳，施启昌，黄伟等.转炉自动化炼钢装置副枪设备安装与精调[J].冶金设备管理与维修，2009，143（5）：20-21.
论文作者:陈志贤1,文瑞2
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/19
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