摘要：爐外精煉已經成為現代化煉鋼的重要組成部分，是它生產純凈鋼保證連鑄順利進行的重要手段。而鋼包底吹氬技術是精煉的一個重要環節，能有效的均勻鋼水溫度和成分，去除有害氣體和夾雜物，改善鋼液質量而被廣泛應用。ZH200系列Ar/N₂-Smart?SYS鋼包底吹智能控制系統基于國外進口設備基礎研發，完全替代同類進口設備，產品遠銷國外多個大型鋼鐵企業。

1. 工藝原理

在鋼包底吹氬過程中，大顆粒夾雜、脫氧產物在流經頂渣下部區域時傳遞進入頂渣，加速鋼、渣之間的物質傳遞，利于鋼液的脫氧、脫硫反應的進行。同時溶解在鋼液中的有害氣體【N】、【H】不斷地向氬氣泡中擴散，直到最后隨氬氣泡上浮溢出鋼液而被去除。鋼包底吹氬技術從動力學來看，氬氣上浮會產生“氣泡泵效應"，會對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會，而且提高熔池成分和溫度的均勻性。

但是，在鋼包底吹氬過程中，由于被控對象的非線性、數學模型的不確定性及系統工作的劇烈變化等因素，采用常規的控制方法已不能適應當前精品鋼生產的形勢。

2. 系統功能

均勻成分鋼液：鋼水進入鋼包以后，金屬、爐渣、包襯、合金元素之間的化學反應仍繼續進行。鋼包中的這些反應使鋼的不均勻性增大，通過吹氬攪拌，可使鋼液成分趨向均勻。

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

加速傳質：精煉過程中吹氬可加速傳質，促進鋼渣反應，有利于脫氧脫硫和熔渣吸收夾雜。

加強傳熱：在具有加熱功能的精煉過程中，吹氬有利于加強對流傳熱，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性，減輕或預防澆注中的水口結瘤，改善澆注狀況。

排除夾雜：氬氣氣泡在上升過程中，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。

改善精煉爐內氣氛：對于帶有密封爐蓋的LF爐精煉過程，底吹氬氣泡逸出熔渣面后進入鋼液面與爐蓋之間的爐內密封空間，氬氣屬惰性氣體，它和電極與熔渣反應產生的CO氣體一起增強了爐內的還原氣氛，還可形成爐內微正壓，防止爐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為了保證鋼包底吹氬系統效果，有效的均勻鋼水溫度和成分，去除有害氣體和夾雜物，改善鋼液質量，結合透氣磚最佳流量范圍和位置布置 , 優化供氣模式，制定出強吹模式、精煉模式、軟攪拌模式以及氮氬切換模式（根據用戶鋼種需要）等。

ZH200系列Ar/N₂-Smart? SYS鋼包底吹智能控制系統主要由以下單元構成：

? 過濾減壓單元    ? PID調節單元    

? 旁路強吹控制單元    ? 質量流量檢測控制單元    

? 壓力及負壓檢測單元    ? 數據集中采集系統    

? 智能控制單元     ? 閥柜（儀電一體式）    

? 人機界面單元    

4. 客戶反饋

ZH200系列Ar/N₂-Smart? SYS鋼包底吹智能控制系統基于國外進口設備研發，采用多模式供氣系統數學模型，可結合透氣磚最佳流量范圍和位置布置 , 采用PID控制和模糊控制來整定吹氬流量，實時性好，反應迅速、界面友好。使用該控制系統，在生產實績中可有效的均勻鋼水溫度和成分，去除有害氣體和夾雜物，改善鋼液質量，達到理想的攪拌效果，且不易發生卷渣現象。

張家港眾恒機電有限公司在冶金自動化系統集成、機電一體化開發成套、非標設備研發制造、工程施工和技術服務外包等行業，長期與沙鋼、寶鋼、浦項等國內各大鋼廠及上海寶信、中冶南方、金自天正等開展業務合作，實現了雙方共贏。