摘要：爐外精煉已經(jīng)成為現(xiàn)代化煉鋼的重要組成部分，是它生產(chǎn)純凈鋼保證連鑄順利進(jìn)行的重要手段。而鋼包底吹氬技術(shù)是精煉的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，能有效的均勻鋼水溫度和成分，去除有害氣體和夾雜物，改善鋼液質(zhì)量而被廣泛應(yīng)用。ZH200系列Ar/N₂-Smart?SYS鋼包底吹智能控制系統(tǒng)基于國(guó)外進(jìn)口設(shè)備基礎(chǔ)研發(fā)，完全替代同類進(jìn)口設(shè)備，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷國(guó)外多個(gè)大型鋼鐵企業(yè)。

1. 工藝原理

在鋼包底吹氬過(guò)程中，大顆粒夾雜、脫氧產(chǎn)物在流經(jīng)頂渣下部區(qū)域時(shí)傳遞進(jìn)入頂渣，加速鋼、渣之間的物質(zhì)傳遞，利于鋼液的脫氧、脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。同時(shí)溶解在鋼液中的有害氣體【N】、【H】不斷地向氬氣泡中擴(kuò)散，直到最后隨氬氣泡上浮溢出鋼液而被去除。鋼包底吹氬技術(shù)從動(dòng)力學(xué)來(lái)看，氬氣上浮會(huì)產(chǎn)生“氣泡泵效應(yīng)"，會(huì)對(duì)鋼液起到攪拌的作用，這樣不僅提供了夾雜物顆粒碰撞被吸附上浮的機(jī)會(huì)，而且提高熔池成分和溫度的均勻性。

但是，在鋼包底吹氬過(guò)程中，由于被控對(duì)象的非線性、數(shù)學(xué)模型的不確定性及系統(tǒng)工作的劇烈變化等因素，采用常規(guī)的控制方法已不能適應(yīng)當(dāng)前精品鋼生產(chǎn)的形勢(shì)。

2. 系統(tǒng)功能

均勻成分鋼液：鋼水進(jìn)入鋼包以后，金屬、爐渣、包襯、合金元素之間的化學(xué)反應(yīng)仍繼續(xù)進(jìn)行。鋼包中的這些反應(yīng)使鋼的不均勻性增大，通過(guò)吹氬攪拌，可使鋼液成分趨向均勻。

均勻溫度： 鋼包內(nèi)的鋼液存在著一定的溫度梯度，溫度梯度隨留鋼時(shí)間的延長(zhǎng)而增大(與出鋼前的包襯溫度有關(guān))。鋼包吹氬以后，由于氬氣的攪拌作用，使溫度梯度減小。吹氬前期一般會(huì)有較小的溫降，主要是由于包內(nèi)鋼液循環(huán)，溫度梯度減小，溫度趨于均勻的結(jié)果，吹氬本身造成的溫降是很小的。

加速傳質(zhì)：精煉過(guò)程中吹氬可加速傳質(zhì)，促進(jìn)鋼渣反應(yīng)，有利于脫氧脫硫和熔渣吸收夾雜。

加強(qiáng)傳熱：在具有加熱功能的精煉過(guò)程中，吹氬有利于加強(qiáng)對(duì)流傳熱，提高加熱升溫速度和熱利用率，加速熔化渣料和合金料。

改善鋼水澆注性：鋼包吹氬可改善鋼液的流動(dòng)性，減輕或預(yù)防澆注中的水口結(jié)瘤，改善澆注狀況。

排除夾雜：氬氣氣泡在上升過(guò)程中，可吸附攜帶夾雜物加入熔渣。由于氬氣泡的氣洗作用，使鋼液中的【N】、【H】含量降低，進(jìn)一步脫除鋼中的【O】，提高脫氧劑和合金元素的收得率。

改善精煉爐內(nèi)氣氛：對(duì)于帶有密封爐蓋的LF爐精煉過(guò)程，底吹氬氣泡逸出熔渣面后進(jìn)入鋼液面與爐蓋之間的爐內(nèi)密封空間，氬氣屬惰性氣體，它和電極與熔渣反應(yīng)產(chǎn)生的CO氣體一起增強(qiáng)了爐內(nèi)的還原氣氛，還可形成爐內(nèi)微正壓，防止?fàn)t渣吸氧和鋼液的二次氧化。

3. 工作模式

ZH200系列Ar/N₂-Smart?SYS鋼包底吹智能控制系統(tǒng)為了保證鋼包底吹氬系統(tǒng)效果，有效的均勻鋼水溫度和成分，去除有害氣體和夾雜物，改善鋼液質(zhì)量，結(jié)合透氣磚最佳流量范圍和位置布置 , 優(yōu)化供氣模式，制定出強(qiáng)吹模式、精煉模式、軟攪拌模式以及氮?dú)迩袚Q模式（根據(jù)用戶鋼種需要）等。

ZH200系列Ar/N₂-Smart? SYS鋼包底吹智能控制系統(tǒng)主要由以下單元構(gòu)成：

? 過(guò)濾減壓?jiǎn)卧?   ? PID調(diào)節(jié)單元    

? 旁路強(qiáng)吹控制單元    ? 質(zhì)量流量檢測(cè)控制單元    

? 壓力及負(fù)壓檢測(cè)單元    ? 數(shù)據(jù)集中采集系統(tǒng)    

? 智能控制單元     ? 閥柜（儀電一體式）    

? 人機(jī)界面單元    

4. 客戶反饋

ZH200系列Ar/N₂-Smart? SYS鋼包底吹智能控制系統(tǒng)基于國(guó)外進(jìn)口設(shè)備研發(fā)，采用多模式供氣系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，可結(jié)合透氣磚最佳流量范圍和位置布置 , 采用PID控制和模糊控制來(lái)整定吹氬流量，實(shí)時(shí)性好，反應(yīng)迅速、界面友好。使用該控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)實(shí)績(jī)中可有效的均勻鋼水溫度和成分，去除有害氣體和夾雜物，改善鋼液質(zhì)量，達(dá)到理想的攪拌效果，且不易發(fā)生卷渣現(xiàn)象。

張家港眾恒機(jī)電有限公司在冶金自動(dòng)化系統(tǒng)集成、機(jī)電一體化開(kāi)發(fā)成套、非標(biāo)設(shè)備研發(fā)制造、工程施工和技術(shù)服務(wù)外包等行業(yè)，長(zhǎng)期與沙鋼、寶鋼、浦項(xiàng)等國(guó)內(nèi)各大鋼廠及上海寶信、中冶南方、金自天正等開(kāi)展業(yè)務(wù)合作，實(shí)現(xiàn)了雙方共贏。