李海波

摘 要：介绍了马鞍山钢铁股份公司四钢轧总厂声纳化渣技术的运用。声纳化渣就是根据转炉炼钢时炉内声音的强弱测定出炉渣的泡沫化程度，将炉内的造渣情况以声纳曲线曲线的形式反映到屏幕上，使操作者直观地了解炉内钢渣的乳化状态，从而可及早采取措施以便早化渣、化好渣，维护炉渣的乳化状态，达到减少喷溅和返干，顺利地完成造渣和冶炼任务。目前马钢就四钢轧3座300吨转炉使用此技术。

關键词：转炉；声纳化渣；造渣；返干

1 前言

转炉炼钢造渣监控技术，国外早在六十年代就发展起来了。目前国内很多钢厂操作工都是以经验看炉口火焰来判断炉况，这就存在很多主观误差.每个操作工的水平不一样，同一个操作工在不同时间摇炉水平也不一样.这样就导致喷 溅和返干经常发生，降低了金属收得率，同时又影响转炉和氧枪寿，。声纳化渣技术检测续性好且精度高，可实现对转炉吹炼过程化渣状况的连续监测，并设备简单、投资少，已应用于一些小转炉炼钢厂。但在百吨以上顶底复吹转炉上，由于其炉膛的变化以及底吹气体的作用，增大了对化渣特征音频频段的分析难度，因此目前还未得到应用。马钢四钢轧3座300吨转炉与2009年开始使用荷兰达涅利公司的声纳化渣系统，就此系统应用进行介绍。

2 基本原理介绍

这是采用声音强度测量化渣状况的一种方法。在氧气转炉炼钢过程中，高速氧流冲击熔池发出噪音，噪音强度大小取决于炉渣液面的高度。渣面与音强成反比。 如果化渣好，渣层厚，则炉渣的消音能力强，炉内发出的音声水平低。所以可以通过检测音强值变化，了解化渣的好坏。

声纳化渣技术应具有在屏幕上自动设置和调整“ 喷溅线”、“ 返干线”和“ 正常化渣区”，在线显示音频化渣曲线；喷溅和返干报警提示；枪位曲线实时显示及上述工艺参数的存储、统计。

2.1.声纳系统的构成

声纳系统由麦克风及其保护装置、水套的供水供气系统、信号前置放大器、声处理仪、计算机5部分构成。

麦克风：采集噪声信号的换能器。把现场噪声转换成电信号，必不可少。采用了驻极体麦克风。因为采用永磁式的动圈话筒会吸附现场的铁粉，从而造成设备寿命极短。

探头保护套：现场环境温度高，为了保证探头的正常工作必须加装保护套。保护套包含供水和供气系统。

信号前置放大器：其作用是把现场采集的微弱噪声信号放大，降低阻抗。进行远传。

声纳处理仪：声纳化渣系统的主机，把前置放大器送来的信号和与计算机相应通讯需求的信号进行统一。

计算机：对声纳信号的最终处理，作出声强曲线，与同时的氧量曲线和枪高曲线进行同画面的比较，以利于工艺操作指导的实用性与科学性。

2.2 系统功能

本系统根据转炉的综合特性对吹炼过程中的声音进行频谱和幅度分析，得到一个音强指数信号并画出一条红色的变化曲线，可帮助操作人员提前判断喷溅或返干即将发生，因而可以尽早采取相应措施，避免或减轻喷溅的发生，进而减少钢铁料的损失。

本系统还具有喷溅过程记录功能，便于日后的分析。

（1）数据记录。在每一炉钢的冶炼过程中，本系统对主要连续变化量进行曲线记录。例如：声强指数、氧气流量、氧枪高度、喷溅状态等。

（2）操作记录。在每一炉钢的冶炼过程中，每一次操作都会被记录在案。按炉号长期保存，可随时调出查询。

（3）记录的查询。表的下方有几个操作键，点击“上一炉”或“下一炉”键表的内容就会换成上一炉（或下一炉）钢的操作记录。点击“曲线”键就会出现本炉钢的冶炼过程曲线图，图中注明了各曲线的名称、单位和标尺。

3 结语

实践证明，声纳化渣技术可以优化生产操作，降低炉渣较大量喷溅和减少严重返干的发生。根据炼钢部对声纳化渣系统调试阶段的操作水平与正式投入运行后的操作水平进行比较可看出，工人的操作水平有了明显的提高，声纳化渣系统在炼钢部实现了完美的运用。

参考文献

[1]李学东.化渣噪声监视技术的研究[D].山东：山东大学计算机科学与技术学院，2007

[2]元锐，元玉峰.音频化渣自动监测系统[J].山东冶金，2002，（04）

[3]李学东，李晓峰.转炉化渣噪声的随机分析[J].计算机应用及软件，2007，（07）

[4]陈嘉颖.转炉造渣过程检测的声学原理及应用[D].上海：上海大学炼钢教研室，1999