一位钢厂师傅的经验之谈:转炉炼钢工火焰视觉判断(一)
  发布时间:2018年04月16日 点击数:

  在转炉炼钢工作中,人不能直接观察到炉内所进行的一系列理化过程的变化,只能凭借炉口的火焰变动情况间接判断炉内的情况。由于至今没有很好的仪器可以自动控制转炉的整个操作过程,所以操作主要是根据工人由吹炼过程中火焰、火花的特征对炉内情况的判断。这种利用视觉的观察判断以鉴定冶炼情况的操作,称为“看火操作”。看火操作带有凭经验操作的性质,不到纯熟地步,炼钢工在操作时很难断言自己吹炼的一炉钢的质量究竟如何。例如,炼钢工把火焰所表示的温度判断错了(与冶炼过程所要求的正确度数不符)因而造成低温钢,不能正确掌握火花特征因而难以控制含碳量,以上情况就造成了钢质量波动的问题。所以培训转炉炼钢工的关键在于学会看火技能。“看火操作”和其他劳动活动一样,包括着从感觉、知觉到思维一系列的心理过程。对火焰特征的认知、分辨属于感知过程;为了更好地比较不同炉的火焰特点,炼钢工需要在头脑中保持以前冶炼时火焰特征的映象(同时了解这种特征与冶炼效果的关系)以便调整这一炉的吹炼情况,这属于记忆过程;要了解整个冶炼过程的规律性,对复合刺激物作综合判断则属于思维过程;等等。由此可见,从事判断火焰主要的心理过程是:感知觉,记忆,思维(综合判断)。  

  目前我国各地有数千座转炉在进行生产,但是熟练掌握操作技术的工人较少,因此培养大批熟练的炼钢工人(不仅能炼出钢而且能炼出好钢)是促进钢生产的重大任务。我们的工作主要是在协助炼钢工掌握技术和提高技术两方面。本文主要报告在技术掌握方面的工作。在技术掌握中,火焰视觉判断的主要困难是什么呢?新工人常反映说:“学了几个月还是不会看火”,“看火不知道去看什么”。也有的说:“师傅说了(指火焰情况),自己眼睛还是看不到,看不清楚。”总的来说,新工人感到的困难是:(1)不知道该看火焰的哪些特征;(2)看不清楚这些特征。这需要进一步分析,哪些火焰特征是知觉的对象,哪些原因造成了对火焰特征清晰视知觉的困难。 

  哪些火焰特征是知觉的对象   

  1.火焰的颜色特征──色调、亮度、浓度。炉内化学反应所辐射的能量以光能的形式出现,根据火焰分光的研究,在吹炼过程中转炉火焰光谱的变化主要在火焰谱带的430纳米和630纳米处。在火焰谱带的不同处火焰的色调、亮度、浓度不同,我们从这种火焰色调等的差异上就能区别吹炼的不同时期、温度的变化等。例如白亮、浓厚不透明的火焰表示高温,暗青、稀薄透明火焰表示低温。   

  2.火焰、火花的形状及大小。从火焰的高度、“硬~软”程度可以表明温度的高低。从火花的分叉情况可以表示含碳量的高低。   

  3.火焰喷出物的特征。要善于区别炉内喷出物是石灰粒还是渣粒。还要从渣粒黏性上看出化渣的情况。

  除上述主要特征外,还应考虑到次要特征及其他因素。如对吹炼时间的知觉,掌握吹炼时间,特别是降碳速度,这对于提高终点碳尤为重要;对火焰的变动特征,从火焰上升的快慢、缓急,可了解吹炼过程的进程;有时烟雾的情况(有,无)也可帮助了解温度高低。这些特征就不一一列举了。 

  造成对火焰特征清晰视知觉困难的原因    

  1.强烈刺激物,人眼辨别反映的局限性。火焰是一个强烈的刺激物,随着炉内温度的提高,火焰亮度逐渐增高。温度低时,火焰的色调浓,而当温度高,亮度增强时,色调变化很小。这时主要根据亮度判断温度,据测量,当炉温为1 500 ℃时,其亮度为白昼亮度的3倍,当温度增至1 700 ℃时,为白昼亮度的15~20倍。按维恩位移定律,在火焰亮度增加时,火焰能量分配向短波方面转移。这样,为了防止幅射热的强光刺激伤眼,炼钢工都戴蓝色的镜子。在苏联,据舍沙弗拉诺夫(А.С.Шафранов)的实验证明,用No.5深青—蓝色镜子最好。在高温时主要根据亮度判断温度。但根据韦伯定律,在弱亮度基础上增加亮度时,对亮度的差别阈限低,而在强光背景上增加亮度时,差别阈限高。后者不是炼钢工借以判断温度的根据。   

  2.火焰刺激物的变动性大,知觉对象的呈现时间短。火焰刺激物不是一个稳定的物体,而是时刻在激烈地变动着,火焰的间歇变化常产生闪光现象。在吹炼初期(硅锰氧化期),光谱是在“带状”和“线状”谱带中,吹炼中期(碳焰期)就出现“连续”光谱几乎遮满了线状谱带。光谱带的迅速变化(在短促的冶炼时间内,每炉平均20分钟上下),加上火焰的间歇闪变,因此单位时间内被感知对象的呈现时间很短,这就造成了识别对象的困难。在火焰的形状、大小方面的变化也时常起伏不定,没有经验的炼钢工对因受外界因素的影响(如加料)而产生的火焰变化如火焰的突然下缩、上升,常感到束手无策。另外,像炉内喷出的火花,喷出来是一个抛物线的运动的物体,呈现时间短,立即消失,所以更难辨别。  

  3.背景不利于知觉对象的清晰对比。用火花检查法鉴别各种钢材成分时,在砂轮四周围以黑色布幕,以使得在砂轮上摩擦金属时所喷出来的火花能鲜明地获得对比,便于清晰知觉。可是转炉内喷出的白色火花、渣粒等都是呈现在白亮火焰的背景上,因此辨认更为困难。炼钢工们都反映:白天光线妨害他们正确“看火”,这是因为,白天光钱不利于在炉前造成一个清晰明暗对比的视觉条件。   

  4.对复合刺激(同时或先后)综合反应的困难。在转炉炼钢中必需依据多种指标来综合判断炉内情况。但刺激物的呈现时间短,各特征几乎全是同时或先后作为复合刺激物出现的,因此造成同时知觉不同特征的困难。如看化渣的好坏,既要根据火焰特征又要根据火焰喷出的渣粒来综合判断化渣情况。在取钢样时,要在极短促的时间内观察样模内的多种特征,如从碳花看含碳量高低,从结膜时间看温度高低,另外还要根据其他特征看脱氧等情况。有的人看了碳花,少看了结膜,因此只知含碳量而不知出钢温度,这样只根据一种特征而作出判断,调整出钢时间就不可靠了。  

来源:吕宏鹏、钢铁技术网,泰科钢铁网

 

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