探析自動化煉鋼技術的應用與研究

李云飛

摘要：現(xiàn)如今，我國工業(yè)自動化水平在不斷提升，鋼鐵行業(yè)作為國家建設的基礎行業(yè)，其發(fā)展水平不僅關乎著國民經(jīng)濟，也關乎著國家建設。在自動化發(fā)展的背景下，應該改進煉鋼技術，合理運用信息技術，促進自動化煉鋼技術的普及和推廣，使煉鋼效率得到有效的提升。本文對自動化煉鋼技術的應用意義進行了分析，研究了該技術的具體應用措施。

關鍵詞：自動化;煉鋼技術;應用

總的來看，我國很多鋼鐵企業(yè)都采用轉爐煉鋼技術，該技術需要消耗較高的成本和大量的能源，不僅生產(chǎn)效率低下，還會造成一定的浪費，不利于煉鋼企業(yè)的發(fā)展和進步。所以，煉鋼企業(yè)應該放眼于世界市場，了解當前最先進的技術工藝，緊跟時代發(fā)展的步伐，積極運用現(xiàn)代化的技術方法。也就是說，應用自動化煉鋼技術，通過計算機技術進行網(wǎng)絡控制和信息處理，實現(xiàn)制動工業(yè)處理和檢測，全面提升煉鋼的質量和效率。

1自動化煉鋼技術的應用意義

1.1提升效率，節(jié)能環(huán)保

傳統(tǒng)煉鋼技術需要消耗的能源量巨大，且會污染周圍環(huán)境，不利于鋼鐵行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。在改革開放初期階段，我國經(jīng)濟建設模式以粗放型為主，不重視節(jié)能環(huán)保，工作效率低、耗能高、污染強，雖然帶來一定經(jīng)濟效益，但無法持續(xù)發(fā)展。應用自動化煉鋼技術則可以解決此類問題，不僅可以提升生產(chǎn)效率，且可以精準計算材料用量，并根據(jù)實際情況調(diào)整參數(shù)，合理控制溫度、用料等數(shù)據(jù)，滿足了節(jié)能高效的生產(chǎn)要求[1]。自動化煉鋼技術可以對資源進行循環(huán)再利用，有效控制生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢水，實時監(jiān)測污染信息，使鋼鐵生產(chǎn)滿足節(jié)能減排的要求。

1.2改善技術，促進發(fā)展

目前，我國各個行業(yè)都在應用信息技術，該技術促進行業(yè)的發(fā)展和進步，鋼鐵行業(yè)也不例外。在實際生產(chǎn)的過程中，綜合運用信息、AI、建模等技術，促進煉鋼效率的提升。以信息技術來說，其可以為行業(yè)生產(chǎn)提供更多數(shù)據(jù)支持，豐富數(shù)據(jù)庫資源，促進自動化水平的提升。對整個行業(yè)來說，計算機功能強大，可以進行準確、高效的數(shù)據(jù)處理，從而保障系統(tǒng)協(xié)調(diào)穩(wěn)定的運行，使自動化技術的應用效用得到充分的發(fā)揮。不僅如此，還能實現(xiàn)管控一體化，減少生產(chǎn)中存在的問題，促進行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

2自動化煉鋼技術的應用方式

2.1加大控制力度

自動化煉鋼技術的應用，既可以提升煉鋼的效率和質量，也能降低能源的消耗，滿足節(jié)能環(huán)保的需求。所以，在實際生產(chǎn)的過程中，要合理運用自動化煉鋼技術。目前，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用數(shù)控技術，其可以促進自動化水平的提升，有助于產(chǎn)業(yè)的轉型和升級。所以，在實際生產(chǎn)的過程中，可以運用數(shù)控技術，強化對各個工藝流程的把控，促進各個工序的優(yōu)化進步。為了促進系統(tǒng)的優(yōu)化運行，在自動化煉鋼系統(tǒng)構建的過程中，應該滿足相應的目標要求。首先，重點溫度、成分和金屬收得率符合工藝要求目標值;其次，在滿足指標的同時，要將副原料消耗量、冶煉時間都控制在最小的范圍內(nèi)，確保冶煉質量和產(chǎn)量的提升，同時減少成本的投入，滿足環(huán)保和資源回收的要求[2]。自動化煉鋼系統(tǒng)硬件包括監(jiān)控站計算機、可編程控制器、UPS電源等等。監(jiān)控站在WINNT操作平臺上運行，各站之間功能通用且彼此為備用關系，利用雙絞線和以太網(wǎng)連接，利用SAMATIC WINCC軟件設計組態(tài)軟件，構建多付操作畫面，讀寫PLC內(nèi)部存儲單元，建立監(jiān)控站和PLC進行數(shù)據(jù)的交換。

2.2強化模型研究

目前，常用的鋼鐵煉化模型主要有兩種，一種是動態(tài)模型形式，另一種是驚天模型形式。靜態(tài)模型運用AI技術，可以提升自動化煉鋼技術水平。不論是驚天控制還是動態(tài)控制，都將控制模型作為基礎。其中，動態(tài)控制的應用更加廣泛。具體來說，就是根據(jù)熱平衡、化學平衡獲取的靜態(tài)模型，以此來對裝料量、氧流量等參數(shù)進行計算。在吹煉的過程中，根據(jù)副槍檢測到的信息對控制策略進行修改，實現(xiàn)控制轉爐煉鋼過程的目的。傳統(tǒng)的轉爐模型只能在正常冶煉中應用，功能性較差，使用范圍也比較狹窄。隨著技術的更新和進步，模型需要進一步優(yōu)化，應該具有自學習、自適應、利用過程信息、自動噴吹等功能。在模型精度和實用性提升的過程中，自學習、自適應功能發(fā)揮著十分重要的作用。通常，可以采用數(shù)值處理和智能處理兩種誤差處理方式[3]。隨著人工智能技術的發(fā)展和應用，轉爐煉鋼過程不斷得到優(yōu)化和改進，為控制提供能夠了更多途徑。可以利用專家系統(tǒng)對專家思維、決策過程進行模擬，提升模型彈性，彌補傳統(tǒng)控制模型中存在的缺陷問題。

2.3促進設計優(yōu)化

要促進自動煉鋼技術的廣泛應用，需要全面分析轉爐的應用情況，根據(jù)實際情況制定科學合理的自動化煉鋼方案，全面進行技術的優(yōu)化改造，使自動化煉鋼流程更加完善合理。轉爐煉鋼過程控制比較復雜，要有具體的控制目標。在實際設計的過程中，可以采用二級計算機控制方案，也就是L1級基礎自動化控制，L2級過程自動化控制，同時預留和L3級硬件通訊和軟件接口。在L1級電氣控制站、人機接口操作站等站和L2級服務器、打印機等設備，運用以太網(wǎng)連接在一起，設備之間則采用交換機進行連接。L1和L2級都采用客戶機服務器模式的數(shù)據(jù)管理方式。前者負責實施采集工藝過程、設備狀態(tài)的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理，顯示工藝過程和設備狀態(tài)，如果出現(xiàn)故障會報警處理，然后根據(jù)具體的操作指令，以及L2級下達的設定數(shù)據(jù)、檢測器信號等完成順序控制和PID調(diào)節(jié)控制。其中，基礎自動化系統(tǒng)由多個系統(tǒng)組成，包括氧槍自動控制系統(tǒng)、底吹自動控制系統(tǒng)轉爐自動化儀表系統(tǒng)等等。二級過程控制系統(tǒng)也由多個模塊組成，包括下料計算模塊、過程監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊等等。

結語：

綜上所述，在信息時代背景下，要提升煉鋼技術的水平，可以應用自動化技術。首先，要極大控制力度，建立完善有效的控制系統(tǒng);其次，加強控制模型的研究，促進模型的優(yōu)化和改進;最后，對轉爐自動化技術進行優(yōu)化設計，全面提升煉鋼生產(chǎn)的自動化水平。

參考文獻：

[1]呂翔.轉爐煉鋼技術的自動化控制探究[J].科技創(chuàng)新與應用，2018，000（021）：149-150.

[2]祝義.自動化煉鋼過程控制技術的研究與應用[J].自動化應用，2018，000（002）：154，158.

[3]趙振海.淺析河鋼承鋼自動化煉鋼技術的應用與研究[J].科學與信息化，2019，000（013）：P.103-103.

（南京鋼鐵股份有限公司第一煉鋼廠，江蘇 南京 210035）