转炉烟气分析动态控制及技术应用

《转炉烟气分析动态控制及技术应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、转炉烟气分析动态控制及技术应用刘莫岩（鞍山宝得钢铁有限公司，辽宁鞍山114000）【摘要】由人工经验控制到动态智能控制是转炉炼钢自动化的发展方向，而利用质谱仪在线分析转炉烟气进行动态控制是实现转炉炼钢技术自动化最有效的途径；介绍烟气分析动态控制炼钢技术在宝得钢厂120吨转炉的开发应用情况，对提高转炉终点命中率，实现炼钢自动化，特别是对国内中小型转炉具有借鉴作用。.jyqkAS系统；（2）在线分析质谱仪；（3）转炉烟气分析动态控制系统；1.1LOMAS烟气采集和处理系统在烟气当中有大量气体，该系统能够实现对这些气体的分析，确保了解烟气中的组成。LOMAS系统为了确保探测到准

2、确的气体成分，在系统内部安排了两个甚至更多的气体探头，并且有专门的仪器来分析气体成分。分析工作主要利用了系统中的两个探头，对装置内的烟气进行周期性的取样，并且预留了一个探头来起到备用的作用，确保烟气检测处理工作的不断进行。1.2在线分析质谱仪在LOMAS系统完成对烟气的分析工作之后，主要由在线分析质谱仪来承担对烟气成分的分析工作，在计算机软件的有效支持下，在线分析质谱仪的工作效率较高，在短时间内就能完成整个分析工作，并且还能在高效率的同时保证较好的工作精度。在不少于1.5秒的时间内，就能完成整个烟气的分析工作。在一些情况中，还能承担起对转炉烟气成分的实时检测工作，对CO、

3、CO2等气体的含量与比例进行实时检测，为后期工作提供大量的数据支持。1.3转炉烟气分析动态控制系统为了实现准确又高效的转炉烟气分析检测工作，总系统一般由静态与动态两个部分构成。（１）静态控制模型。在一个静态控制模型中，系统要通过分析任务所要达成的目标来灵活决定不同原料之间的比例，并且以此为基础来确定整个冶炼方案。烟气动态分析生产方式最关键的一点就是需要及时处理大量的信息，这样的环境对传统的转炉生产模型提出了更高层次的要求，为此生产单位一般会对模型进行深度改进，确保能够承担繁重的生产任务。（2）动态控制模型。在动态控制模型当中，如何实现对转炉的动态控制是整个工作的基础，并且

4、能够给予静态模型一定的补偿，确保其内部物质的平衡。在物理学物料平衡原理支持下，能够建立起对灵活的转炉生产平衡体系，对分析结果进行及时的矫正与修改，确保转炉生产出正确的产品，高质量的产品。2炉气分析技术应用目前，转炉炉气的主要利用价值就是回收其尚未彻底燃烧的CO，而为保证煤气的发热值，对于吹炼前后期CO含量较低的煤气，往往弃之不用，不仅浪费资源也对环境造成污染，而且大量有用信息得不到有效利用。而质谱仪则可对这部分有用信息加以利用，为现场人员提供充分的操作依据。2.1返干时CO和CO2的变化规律如果吹炼过程中出现异常现象，如喷溅或返干，CO和CO2含量将出现相应的异常变化。另

5、外收放喉口、氧枪操作和添加辅助料也会对CO和CO2含量的变化产生影响，低枪位操作时候过去，使得从氧枪喷出的氧气主要用于脱碳，致使CO增多，从炉口吸入的空气量便减少，这一点可由N2含量下降到最低点得到证实。同时，用于炉内二次燃烧的氧量也减少，CO2含量下降，因为渣中的FeO参与脱碳反应而被大量消耗，低枪位操作又使渣中FeO得不到应有的补充，渣中FeO减少使炉渣变得粘稠，甚至僵硬，这一点可根据生产过程中取样时，有时副枪全被戳折而得到证实。值得注意的是，要分清由于氧枪操作上的人为变化而引起CO含量突变与返干时特征的区别，即CO曲线渐变与突变的区别。在总吹时间3/4处，CO曲线垂

6、直上升，这是因为此时降枪导致脱碳速率加大而引起CO含量突升。可见，正确判断炉内的冶炼状况，要参考合理的操作制度。2.2喷溅时CO和CO2变化规律当CO含量突降时，往往意味着喷溅的来临。研究认为，当CO含量低时，说明大量的CO留存在炉渣中，当积累到一定程度，就会以突然喷发的形势并携带一定量的炉渣，从炉口喷出，即为喷溅。炉渣发生喷溅时的炉气中CO和CO2含量有一个突降、突升的变化，此时喷溅严重。当炉渣变得粘稠，致使大量的CO不易排出，而风机转速一定,N2含量的突升说明转炉内排出的气体剧减，需要从炉口吸入空气进行补充。此时脱碳的反应仍然连续高速地激烈进行，源源不断生产的CO大量

7、积累在乳化系中，当粘稠的炉渣中所积累的CO由量变到质变时，则发生喷溅。另外，为解决返干而进行提枪操作会使返干的炉渣上层富集大量的FeO，若炉渣渣层过厚，富集FeO的上层炉渣变稀而下层仍然处于返干状态，这一点可由取样时，取样勺只能达到炉渣层一定深度便再也探不进而得到证实。脱碳反应在氧气流股和被搅乱的富含FeO的炉渣双重氧化作用下，局部瞬时产生的大量CO便从炉口喷出，一旦发现CO含量升高，同时CO2、N2含量下降时，则意味着渣中CO（FeO）减少，炉渣极可能已发生返干，应立即提枪化渣。3炉气分析技术存在的问题（１）炉气分析法是利用