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技术装备研发和设计背景
耐磨板是转炉炼钢的主要原料之一，通常占装入量的10%-20%。为保证转炉冶炼高附加值产品，对耐磨板的质量和品种要求极为严格。当转炉冶炼不同钢种时，对加入耐磨板的成分和规格都有严格要求，耐磨板质量好坏和加入量都将直接影响转炉炼钢工艺操作、产品质量、产量等技术经济指标。为确保炼钢有准确的耐磨板加入量，更便于炼钢生产组织，操作稳定、实现过程自动控制，增加高附加值产品，提高炼钢生产率，就必须保证炼钢有合适的铁水耐磨板比和准确的耐磨板加入量。
耐磨板的主要来源是厂内自产耐磨板和外购耐磨板。随着工业发展，目前社会上的工业耐磨板越来越多。从节约冶炼成本和遵循循环经济的理念出发，为充分利用各种耐磨板资源，提高转炉技术经济指标，就必须做好耐磨板的加工管理工作。自建耐磨板加工间，通过分选、切割、剪切、打包等方法将不合格耐磨板加工成合格耐磨板，供转炉使用。节约成本，提高钢厂经济效益。
首钢国际工程公司根据迁钢现有场地条件，设计分期分批建3个耐磨板加工间，完成耐磨板的切割、打包、分类、储存、配送等功能，可实现每年约150万t合格耐磨板供应炼钢。
外购耐磨板一般为重型、中型、轻薄料和统料。目前华北地区耐磨板需求量较大，外购耐磨板以统料为主，只有少量中型耐磨板，堆比重小，且混杂存放，不能分类配送。主要存在以下问题：
? 外购耐磨板不干净，耐磨板表面如混入油污、泥沙、水泥、耐火材料、橡胶和炉渣等杂物，则会降低炉料的导电性，延长熔化时间，降低炉渣碱度以及钢和合金元素的收得率，油污还会增加钢中的氢含量；
? 耐磨板中如混有铅、锡、砷、锌、铜等有色金属，铅易沉积在炉底缝隙中造成漏钢事故；锡、砷和铜等杂质会使钢材产生“热脆”，恶化铸坯及钢材表面质量，增加“热脆”倾向；使低合金钢发生回火脆性；降低连铸坯的热塑性，在含氢气氛中引起应力腐蚀；严重降低耐热钢持久寿命及引起热应力腐蚀；严重恶化IF钢深冲性能等；
? 耐磨板中如有两端封闭管状物、封闭容器、易燃、易爆物、废旧武器等，在熔化过程中会发生爆炸；
? 耐磨板中的化学成分应明确，硫、磷含量应小于0.08%；耐磨板不准含有放射性物质等。
另外，外购耐磨板其尺寸、形状乃至密度也都很不规则，给运输、装料、熔化等都带来许多困难。为解决这些问题，必须采用不同的加工方法进行预先处理。重型耐磨板、中型耐磨板、小型耐磨板、统料型耐磨板，都需进行剪切才能成为合格耐磨板，轻料型耐磨板、轻薄耐磨板需要打包才能加入转炉，因此迁钢建立耐磨板加工间，对耐磨板进行分选、打包、剪切，是必要的、合理的。
炼钢对耐磨板的基本要求是杂质尽可能少，耐磨板越干净，炼出的钢水品质就越高，而且成本低。因此做好耐磨板在入炉前的分类、加工、整理工作非常重要， 能从耐磨板回收源头做起，至少在配料前做到把含有不同元素的耐磨板进行分类，保证耐磨板干燥，减少锈蚀，各类非金属物等。
双排式耐磨板运输自动控制系统的研发团队
耐磨钢板具有很高耐磨性能和较好冲击性能好，能够进行切割、弯曲、 接等，可采取 接、塞 、螺栓连接等方式与其他结构进行连接，在维修现场过程中具有省时、方便等特点，广泛应用于冶金、煤炭、水泥、电力、玻璃、矿山、建材、砖瓦等行业，与其他材料相比，有很高的性价比，已经受到越来越多行业和厂家的青睐。
品名 规格 材质 钢厂/产地 价格（元/吨） 可供量（吨）
WNM360/400/450/500 6*1500-2000*6000-8000 舞钢耐磨板WNM360/400/450/500 8*1500-2000*6000-8000 舞钢耐磨板
WNM360/400/450/500 10*1500-2000*6000-8000舞钢耐磨板
WNM360/400/450/500 12*1500-2200*6000-9000舞钢耐磨板
首钢国际工程公司成立了教授级高级工程师李春生、何其佳领导的双排式耐磨板运输自动化控制系统开发课题组，课题组以电气自动化室主任、教授级高级工程师刘燕为组长，集中了工艺专家韦富强、刘天柱，电气专家刘芦陶，自动化一、二级控制系统开发人员李洪波、王超、雷百川、郑江涛、许芦君、王勇、王夏书等人才，经过2年的集中开发，包括大量一、二级实验室测试，自主开发了双排式耐磨板运输自动化控制系统，并成功应用于首钢迁安1580mm热轧与首钢京唐1580mm热轧运输线上，取得良好效果。公司技术团队将再接再厉充分利用多年来积累的技术经验，充分发挥与生产操作密切结合的优越条件，将钢卷运输自动化控制技术不断创新发展，为客户提供更加优质的服务。
双排式托盘运输自动控制系统技术特点
双排式托盘运输系统的特点是：运输量大；生产节奏快（ 可达1卷/min）；现场环境温度高（可达800℃）。所以工艺对整个运输系统物料跟踪和自动控制水平要求高，正常生产不能采用人工或者手动控制，需全自动运行。迁钢1580mm耐磨板托盘运输系统实现了“一键式、全自动”的运输功能，即耐磨板从卷取机出来，在无故障情况下，可实现转台方向、进检查站、打捆、喷号、称重、吊装点（入库位置）自动选择等的全自动控制；并对每个耐磨板的运输过程进行全程跟踪和相关数据的采集记录。
(1) L1系统
① 分布式远程IO
由于整个托盘运输线超过200台(套)设备分布在近400m厂房范围内，所以整套系统在现场设置了10套远程IO柜，用于采集现场设备信号和控制设备信号的输出，既节省了电缆长度，又提高了信号的稳定性，同时减少了干扰源和故障点。
② 现场触摸屏的使用
现场柜上设置触摸屏作为现场机旁操作使用，由于触摸屏采用软件编程来实现，可以更灵活地选择单个或多个设备进行操作，相对传统的按钮式操作盘更简洁、操作更方便。
③ 光纤网络的应用
为适应托盘运输线分布范围广的特点，连接主操作室、耐磨板库操作室及两套主控PLC采用了光纤以太网；同时，对于连接现场远程IO柜的DP网络，也采用了西门子OLM连接的DP光纤网络。光纤网络的应用，避免了现场电气设备所产生的信号干扰，增加了网络传输距离，保证了整套网络系统的稳定运行。
④ 分区式控制
由于整个托盘运输线运输距离长，运行和检测设备多，为更好地实现自动控制和减少局部设备故障对生产的影响，将整个运输系统分为多个自动控制段，每个控制段既可以实现独立的自动运行，互不干扰，又可以实现自动衔接进行运输。
⑤ 上位操作简单
由于整个系统自动化程度高，操作室上位画面以设备运行监视为主。操作方面只需根据生产需要简单选择各区域的手/自动启动、停止，操作人员的劳动强度大大降低。
(2) L2系统
① 高可靠系统结构
京唐2座5500m3高炉制粉喷耐磨板系统
首钢国际工程公司自主设计的两座5500m3特大型高炉，是当时国内容积 的高炉，设计耐磨板比200kg/tHM，设备能力 可达250kg/tHM。喷吹耐磨板种为烟耐磨板或混耐磨板。采用制粉喷吹合建在一所厂房内。中速磨制粉、一级袋式耐磨板粉收集器、直接喷吹工艺。
每座高炉配备2台中速磨，单台制粉能力为≥75t/h；采用热风炉废气作为耐磨板粉干燥的主要介质。在制粉系统末端设置2台排粉风机作为整个系统的动力源，风机出口设置消音器，以减小系统的噪声污染，使噪音指标低于85dB；系统排放浓度小于20mg/m3。
喷耐磨板系统每座高炉设置3个并列布置的喷耐磨板罐交替向高炉喷耐磨板，它们共用一个耐磨板粉仓，耐磨板粉仓有效容积1200m3，喷耐磨板罐有效容积为90m3，正常喷吹周期为30min。每个喷耐磨板罐为2个出耐磨板口，6根喷耐磨板管终汇入2根喷耐磨板总管中，分别输送至2台耐磨板粉分配器，再由42根喷耐磨板支管喷入高炉风口。每根总管上都装有耐磨板粉流量计和调节阀，其调节和计量精度小于4%。采用浓相输送技术，固气比在40kg/kg以上，极大降低了输送气体的消耗量；管道内耐磨板粉流速可达2～4m/s，这对于输送管道和弯头几乎不会产生磨损。耐磨板粉分配器的出口设有等阻损装置，喷耐磨板支管路采用等长度设计，偏差小于1m，以保证耐磨板粉分配器各出口均匀分配耐磨板粉量，减少各高炉风口耐磨板粉量分配的不均匀。
喷耐磨板罐的充压、耐磨板粉的输送、系统的流化及防爆吹扫全部采用氮气，避免了火灾和爆炸发生的可能性。系统全自动操作，机旁设手动应急操作。设有温度、压力、流量、重量和料位等的显示、报警等功能。喷耐磨板量按设定值自动调节，如果出现紧急情况，可启动紧急停止按钮，全系统可自动地向方向运行。喷耐磨板的倒罐操作、喷吹操作、停止操作、吹扫操作、事故停止操作均为程序自动控制。
首钢京唐钢铁厂高炉喷耐磨板系统的设计和装备达到了国际先进水平，作为国内首座5000m3级以上的高炉，为其他特大型高炉的建设提供了宝贵经验。
河南许昌景博钢材有限公司拥有一批高素质的 耐磨板管理人才和工程技术人员，配备了成套的先进设备。并在长期的 耐磨板市场磨练中建立起一套科学的生产管理模式。公司集多年设计、开发、生产经验，所有 耐磨板产品均严格按照标准制作，工艺清湛，美观耐用,赢得了广大客户的喜爱。
新型顶燃式热风炉技术原理和研究过程
2.1 新型顶燃式热风炉理论研究
热风炉是典型的蓄热室热交换器，其热交换过程具有周期性和非稳态的特点，因此对热风炉蓄热放热的研究应以非稳态热交换理论为基础，建立热风炉蓄热室非稳态热交换方程组，利用数值计算方法求解。
自主研发了热风炉燃烧和传热计算程序，可根据不同工况条件和操作制度，优化热风炉蓄热面积和结构尺寸，大大提高了设计效率和设计精准性。
2.2 新型顶燃式热风炉计算流体力学研究
用CFD技术（计算流体力学技术）进行模拟计算，针对特大型耐磨板新型顶燃式热风炉的结构形式，建立三维模型，优化燃烧器结构形式，合理设置助燃空气和煤气的烧嘴布置，使燃烧产生的高温烟气形成均匀有序的旋流流场，使蓄热室被均匀加热，提高其利用率，实现换热。
利用CFD技术优化设计新型顶燃式热风炉，从理论研究的层面确保热风炉及其燃烧器能够满足特大型耐磨板超高风温的工作要求，确保CO完全燃烧，炉内温度分布均匀，产生均匀有序的高温烟气旋流流场，均匀进入蓄热室，充分发挥蓄热室的储热放热功能。
2.3 新型顶燃式热风炉冷态实验研究
为研究掌握不同喷口形式对热风炉内部流场分部的影响规律，根据相似定律，搭建了新型顶燃式热风炉冷态实验模型，通过测定不同喷口处的气体流速，检验气体分配的均匀性；通过测量冷态模型内部的速度、压力、温度，对数值模拟的计算结果进行验证；通过调整空煤气的喷口形式和角度，结合实验和计算机模拟，找出适用于实际热风炉的规律；根据测定的压力损失，推算实际热风炉的压力损失。
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