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摘要：永钢炼铁厂长期以来都是通过目测判断铁水包盛放量，受岗位员工责任心影响较大，铁水包重量符合率一直处于23%左右，影响后道炼钢生产节奏，通过增加智能液位检测装置，实现铁水液位自动测量，铁水包符合率达到80%以上。
关键词：铁水包；检测；盛放量
一、目前现状
江苏永钢集团有限公司共有10座高炉，年产铁水约830万吨。在铁水装包时均未安装有效的检测装置，在装铁水过程中，由岗位员工一直盯着铁水包液面，盛放量完全由工人靠目测判断，这对岗位人员的责任心有较高的考验，且存在较高的不确定因素。从而导致铁水重量命中率一直处于23%左右，炼钢并包率达40%左右。
二、存在的问题
由于炼铁厂目前没有有效的铁水液位检测装置，在生产过程中主要存在以下几个方面问题：
1、铁水包铁水的盛放量无法得到有效的控制。目前没有可行、有效的检测设备做依托，靠人工目测存在较多的安全隐患，如铁水飞溅、粉尘、高温、有毒有害气体等因素，且目测判断难度较大，工作环境（差）恶劣。
2、影响铁水包使用寿命。铁水包盛放铁水量无法准确控制，放的过多对铁水包包口处耐材薄弱的地方造成损伤，降低铁水包使用寿命，也存在铁水溢出烧坏铁水车事故等安全隐患。另铁水放的过少，会影响铁水包的使用效率，导致下游单位需要并包、翻包操作，造成铁水温降过快，对炼钢生产节奏带来较大影响，无形中增加了永钢的生产成本。
3、无法满足高效的“一罐制”生产需要。由于铁水包的盛放量无法准确控制，导致并包、翻包，热损失降低等情况，因此对铁水液面的准确监控显得尤为重要。
4、需改善作业环境。出铁口环境恶劣，弥漫着大量高温烟尘及毒气如二氧化硫等，采用人工目测查看判断对员工职业健康有较大影响。
三、采取措施
针对永钢在生产工序上存在的困扰，通过增加铁水液位检测装置可得到有效解决。
1、在炼铁出铁场出铁口上面的除尘罩上打孔并焊接安装液位检测探头，其检测装置为高频雷达检测仪表。在出铁口铁水包的正中心上方除尘罩位置进行开孔，安装液位检测探头，其检测装置为高频雷达检测仪表，从而达到避开倾倒铁水流的目的。在工作时雷达发生的信号将和铁水液面始终处于垂直状态，若倾斜安装将对检测的准确性造成影响。另外，根据现场岗位人员的作业习惯将显示屏安装在显眼地方，做到一目了然。由于厂房内设备设施较多，电磁干扰现象也是一种常态，因此，在布线时将小于1.5mm2的两芯屏蔽电缆敷设在雷达料位计到系统主机之间并用金属管实施防护，在电缆两端必须安装接地装置。
每个高炉安装一套主机，每个罐位安装一个探头和一个工业触摸屏，可分别设置铁水重量和液面高度的目标值。
2、由于铁水包的正上方安装了测量设备，并使用超高频的雷达设备，因此，在工作时，该装置与铁水液面在非接触的情况下即可测量液位高度。并按照以下公式自动算出铁水液位高度：h=H-vt÷2，其中，h为铁水包内铁水液位高度；H为液位计到包底的距离；v为雷达波速度；t为雷达波发射到接收的时间间隔。通过主机系统的计算、判断和转换后，在每个罐位处实现触摸屏的显示与输入。
3、针对出铁口环境恶劣对雷达脉冲造成的影响，生产现场采用雷达波发射角度小、穿透能力强，能较好抗粉尘干扰能力的高频雷达料位计。对于炉前出铁口环境温度高且空气中存在大量高温烟尘的现象，为消除粉尘对探头的发射和接收造成的影响，选用的探头自带吹扫功能，在出铁时可利用压缩空气进行吹扫冷却。
四、效益评价
通过铁水包增加智能液位检测装置，铁水重量符合率由23.6%提高至80%，并包率由40%降低至20%。
1、综合经济效益
（1）直接经济效益
按并包一次平均20℃温降，减少1℃成本0.129元/吨，按天计算：
一钢并包数可减少32包，单包重量45吨；二钢 21包，单包重量50吨；三钢15包，单包重量120吨。
年减少并包温降的铁水为（32*45+21 *50+15*120）*30*12=1544400吨，降本为1544400*0.129*20=3984552元，约398.4万元。
（2）除尘及行车电费：
一钢行车并包一次电费为4.6元/包，二钢并包一次电费为5.5元/包，三钢并包一次电费14.9元/包。一钢、二钢除尘与炉前或精炼二次除尘管道并联，无法量化成本，但每次并包直接影响到转炉炉前除尘效果，其环保效果不能忽略。三钢除尘风机为变频控制，并包时频率由32HZ（330KW）提升到37HZ（520KW），每次并包5分钟折合电费9.5元/包，年节省：
（4.6*32+5.5*21+14.9*15+9.5*15）*30*12=226332 元，约22.6万元。
（3）综合经济效益=398.4+22.6=421万元/年
2、间接效益：
（1）环保效益：减少在炼钢、电炉处的并包、翻包，减少热损失和粉尘排放。
（2）安全效益：避免了由于铁水飞溅、粉尘及高温等因素给操作人员带来的安全隐患。
五、总结
通过增加该测量手段可解决当前公司铁水重量检测滞后的现状，实现非满包铁水车在不同高炉受铁，提高铁水包使用效率，避免非满包铁水影响生产节奏，减少因非满包等待下炉出铁的温降损失等，是一系列优化生产措施的必要条件，主要有：
（1）減少铁水温降损失，提高废钢比。提高铁水包包重符合率，满足炼钢、特钢厂的生产需要，实现铁水灌注、装运的可控性，减少并包等无效劳动造成的温降损失，为后续提高废钢比奠定基础。
（2）提高了铁水包使用效率，使铁水包耐材侵蚀情况可量化。通过铁水液位和重量的关系，可辅助判断出耐材正常侵蚀情况，避免铁水包过度修包或欠维修的情况。此外因铁水放入过程液位准确，可避免铁水装入过多导致铁水车烧损，及高液位铁水包在运输中的安全风险。
（3）通过采用先进测量设备，辅助信息化手段对铁水液位进行精确计量记录，可追溯数据，便于分析，更是为推进铁水“一包到底”操作理念的推行打下良好基础，符合公司转型升级要求。
六、结束语
从近一年的统计数据看，通过增加该系统可有效提高铁水包M值符合率，满足±2.5吨的占比在80%，较目前23.6%的符合率有明显提升。
参考文献
[1]李振强；铁水罐铁水液位测量显示系统的设计[J]；自动化应用；2015年12期.
[2]徐大勇；铁水温度价值的分析和评价[J]；冶金能源Vo1.26；2007年5月
[3]李振强；高炉雷达探尺的设计及应用[J]；装备制造技术；2016年01期.
（作者单位：江苏永钢集团有限公司）
关键词：铁水包；检测；盛放量
一、目前现状
江苏永钢集团有限公司共有10座高炉，年产铁水约830万吨。在铁水装包时均未安装有效的检测装置，在装铁水过程中，由岗位员工一直盯着铁水包液面，盛放量完全由工人靠目测判断，这对岗位人员的责任心有较高的考验，且存在较高的不确定因素。从而导致铁水重量命中率一直处于23%左右，炼钢并包率达40%左右。
二、存在的问题
由于炼铁厂目前没有有效的铁水液位检测装置，在生产过程中主要存在以下几个方面问题：
1、铁水包铁水的盛放量无法得到有效的控制。目前没有可行、有效的检测设备做依托，靠人工目测存在较多的安全隐患，如铁水飞溅、粉尘、高温、有毒有害气体等因素，且目测判断难度较大，工作环境（差）恶劣。
2、影响铁水包使用寿命。铁水包盛放铁水量无法准确控制，放的过多对铁水包包口处耐材薄弱的地方造成损伤，降低铁水包使用寿命，也存在铁水溢出烧坏铁水车事故等安全隐患。另铁水放的过少，会影响铁水包的使用效率，导致下游单位需要并包、翻包操作，造成铁水温降过快，对炼钢生产节奏带来较大影响，无形中增加了永钢的生产成本。
3、无法满足高效的“一罐制”生产需要。由于铁水包的盛放量无法准确控制，导致并包、翻包，热损失降低等情况，因此对铁水液面的准确监控显得尤为重要。
4、需改善作业环境。出铁口环境恶劣，弥漫着大量高温烟尘及毒气如二氧化硫等，采用人工目测查看判断对员工职业健康有较大影响。
三、采取措施
针对永钢在生产工序上存在的困扰，通过增加铁水液位检测装置可得到有效解决。
1、在炼铁出铁场出铁口上面的除尘罩上打孔并焊接安装液位检测探头，其检测装置为高频雷达检测仪表。在出铁口铁水包的正中心上方除尘罩位置进行开孔，安装液位检测探头，其检测装置为高频雷达检测仪表，从而达到避开倾倒铁水流的目的。在工作时雷达发生的信号将和铁水液面始终处于垂直状态，若倾斜安装将对检测的准确性造成影响。另外，根据现场岗位人员的作业习惯将显示屏安装在显眼地方，做到一目了然。由于厂房内设备设施较多，电磁干扰现象也是一种常态，因此，在布线时将小于1.5mm2的两芯屏蔽电缆敷设在雷达料位计到系统主机之间并用金属管实施防护，在电缆两端必须安装接地装置。
每个高炉安装一套主机，每个罐位安装一个探头和一个工业触摸屏，可分别设置铁水重量和液面高度的目标值。
2、由于铁水包的正上方安装了测量设备，并使用超高频的雷达设备，因此，在工作时，该装置与铁水液面在非接触的情况下即可测量液位高度。并按照以下公式自动算出铁水液位高度：h=H-vt÷2，其中，h为铁水包内铁水液位高度；H为液位计到包底的距离；v为雷达波速度；t为雷达波发射到接收的时间间隔。通过主机系统的计算、判断和转换后，在每个罐位处实现触摸屏的显示与输入。
3、针对出铁口环境恶劣对雷达脉冲造成的影响，生产现场采用雷达波发射角度小、穿透能力强，能较好抗粉尘干扰能力的高频雷达料位计。对于炉前出铁口环境温度高且空气中存在大量高温烟尘的现象，为消除粉尘对探头的发射和接收造成的影响，选用的探头自带吹扫功能，在出铁时可利用压缩空气进行吹扫冷却。
四、效益评价
通过铁水包增加智能液位检测装置，铁水重量符合率由23.6%提高至80%，并包率由40%降低至20%。
1、综合经济效益
（1）直接经济效益
按并包一次平均20℃温降，减少1℃成本0.129元/吨，按天计算：
一钢并包数可减少32包，单包重量45吨；二钢 21包，单包重量50吨；三钢15包，单包重量120吨。
年减少并包温降的铁水为（32*45+21 *50+15*120）*30*12=1544400吨，降本为1544400*0.129*20=3984552元，约398.4万元。
（2）除尘及行车电费：
一钢行车并包一次电费为4.6元/包，二钢并包一次电费为5.5元/包，三钢并包一次电费14.9元/包。一钢、二钢除尘与炉前或精炼二次除尘管道并联，无法量化成本，但每次并包直接影响到转炉炉前除尘效果，其环保效果不能忽略。三钢除尘风机为变频控制，并包时频率由32HZ（330KW）提升到37HZ（520KW），每次并包5分钟折合电费9.5元/包，年节省：
（4.6*32+5.5*21+14.9*15+9.5*15）*30*12=226332 元，约22.6万元。
（3）综合经济效益=398.4+22.6=421万元/年
2、间接效益：
（1）环保效益：减少在炼钢、电炉处的并包、翻包，减少热损失和粉尘排放。
（2）安全效益：避免了由于铁水飞溅、粉尘及高温等因素给操作人员带来的安全隐患。
五、总结
通过增加该测量手段可解决当前公司铁水重量检测滞后的现状，实现非满包铁水车在不同高炉受铁，提高铁水包使用效率，避免非满包铁水影响生产节奏，减少因非满包等待下炉出铁的温降损失等，是一系列优化生产措施的必要条件，主要有：
（1）減少铁水温降损失，提高废钢比。提高铁水包包重符合率，满足炼钢、特钢厂的生产需要，实现铁水灌注、装运的可控性，减少并包等无效劳动造成的温降损失，为后续提高废钢比奠定基础。
（2）提高了铁水包使用效率，使铁水包耐材侵蚀情况可量化。通过铁水液位和重量的关系，可辅助判断出耐材正常侵蚀情况，避免铁水包过度修包或欠维修的情况。此外因铁水放入过程液位准确，可避免铁水装入过多导致铁水车烧损，及高液位铁水包在运输中的安全风险。
（3）通过采用先进测量设备，辅助信息化手段对铁水液位进行精确计量记录，可追溯数据，便于分析，更是为推进铁水“一包到底”操作理念的推行打下良好基础，符合公司转型升级要求。
六、结束语
从近一年的统计数据看，通过增加该系统可有效提高铁水包M值符合率，满足±2.5吨的占比在80%，较目前23.6%的符合率有明显提升。
参考文献
[1]李振强；铁水罐铁水液位测量显示系统的设计[J]；自动化应用；2015年12期.
[2]徐大勇；铁水温度价值的分析和评价[J]；冶金能源Vo1.26；2007年5月
[3]李振强；高炉雷达探尺的设计及应用[J]；装备制造技术；2016年01期.
（作者单位：江苏永钢集团有限公司）