轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼技術(shù)應(yīng)用分析

侯海軍

摘要：現(xiàn)階段對(duì)于鋼鐵產(chǎn)品的需求量在不斷提升，作為鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)需要不斷提高自身的產(chǎn)量和質(zhì)量才能夠滿足不斷變化的鋼鐵行業(yè)市場(chǎng)，為國(guó)家建設(shè)以及各行各業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展提供足夠的鋼鐵產(chǎn)品保障。而轉(zhuǎn)爐煉鋼作為鋼鐵冶煉中的重點(diǎn)和關(guān)鍵，通過應(yīng)用自動(dòng)化煉鋼技術(shù)，能夠進(jìn)一步促進(jìn)轉(zhuǎn)入煉鋼效率、產(chǎn)品質(zhì)量等多方位的提升，并且還有助于降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)生產(chǎn)效益。因此文章就對(duì)轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及功能進(jìn)行了分析研究，并進(jìn)一步探究了當(dāng)下轉(zhuǎn)爐煉鋼中所用的自動(dòng)控制技術(shù)以及工藝應(yīng)用流程，以供參考。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼;自動(dòng)化;控制技術(shù);應(yīng)用

1轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)概述

轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)是建立在多項(xiàng)現(xiàn)代化技術(shù)的基礎(chǔ)之上，比如計(jì)算機(jī)技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)。轉(zhuǎn)爐煉鋼指的是將各種煉鋼原材料，在高溫作用下產(chǎn)生反應(yīng)從而完成煉鋼生產(chǎn)。再轉(zhuǎn)入練當(dāng)中最為重要的就是控制爐內(nèi)溫度，這是決定產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的重點(diǎn)和關(guān)鍵所在，而通過應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)控制技術(shù)就可以利用計(jì)算機(jī)詳細(xì)細(xì)致的分析各種不同鋼種以及在煉鋼生產(chǎn)中鐵水的質(zhì)量和溫度，從而計(jì)算出在煉鋼過程中的各種靜態(tài)數(shù)據(jù)，比如氧槍吹煉高度、吹氧量、底吹量等等，同時(shí)還可以在充電后期通過檢測(cè)技術(shù)來進(jìn)一步完成對(duì)產(chǎn)品成分溫度等各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，之后在利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步調(diào)整轉(zhuǎn)爐煉鋼的動(dòng)態(tài)模型，以此來完成對(duì)整個(gè)煉鋼的自動(dòng)控制，有效保證轉(zhuǎn)爐煉鋼的質(zhì)量和產(chǎn)量。

2轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

通過應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)能夠?yàn)闊掍撈髽I(yè)帶來非常大的提升，其具體能夠體現(xiàn)在下述幾方面：（1）減少成本能耗和污染，增強(qiáng)生產(chǎn)效率。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，需要消耗大量的資源和能源，并且還會(huì)產(chǎn)生大量污染，然后為了符合現(xiàn)階段綠色發(fā)展的要求，煉鋼企業(yè)必須不斷減少自身在生產(chǎn)中的能耗和污染，不斷提高自身的生產(chǎn)效率。在應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)后，就能夠通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)煉鋼過程中的智能化自動(dòng)化管控，這樣就可以減少人工控制誤差，避免不必要能源、資源浪費(fèi)，使整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)煉鋼可以一直被控制在既定目標(biāo)狀態(tài)之中，實(shí)現(xiàn)既定的節(jié)能生產(chǎn)目標(biāo)。（2）確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高冶金穩(wěn)定性。煉鋼產(chǎn)品的質(zhì)量直接影響著企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力以及自身的生產(chǎn)效率和發(fā)展動(dòng)力。在以往煉鋼生產(chǎn)中，由于技術(shù)等方面的限制，根本無法實(shí)現(xiàn)對(duì)煉鋼生產(chǎn)各方面信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這就導(dǎo)致產(chǎn)品不合格率大大提升。然而通過自動(dòng)控制技術(shù)就可以促進(jìn)終點(diǎn)控制準(zhǔn)確率的提升，通過轉(zhuǎn)爐動(dòng)態(tài)連續(xù)分析系統(tǒng)、副槍測(cè)溫系統(tǒng)等來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析轉(zhuǎn)爐煉鋼中的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)，保證轉(zhuǎn)爐煉鋼中的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)都處于控制標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。除此以外，自動(dòng)控制系統(tǒng)還可以減少補(bǔ)吹氣體的含氧量，從而避免鋼水被氧化，確保缸水的純度和質(zhì)量。同時(shí)在生產(chǎn)過程中，自動(dòng)控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度和靈敏度非常高，能夠迅速調(diào)整中點(diǎn)命中和補(bǔ)吹，保證煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

3轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能

在生產(chǎn)中轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）控制鐵水和廢鋼的重量。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，因?yàn)檗D(zhuǎn)爐煉鋼，生產(chǎn)環(huán)境較差，所以對(duì)于鐵水廢鋼的稱重，一般都是通過重量傳感器來自動(dòng)進(jìn)行稱重，然后再通過補(bǔ)償線盒的數(shù)據(jù)來顯示出相應(yīng)的鐵水和廢鋼的重量，從而為轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)控制提供準(zhǔn)確信息。（2）電氣控制。在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中會(huì)運(yùn)用到各種各樣的電氣設(shè)備，所以就需要通過自動(dòng)化控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種電氣設(shè)備的有效控制，從而確保轉(zhuǎn)爐自動(dòng)煉鋼生產(chǎn)的有序開展。如果電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就會(huì)影響整個(gè)轉(zhuǎn)爐的正常生產(chǎn)，無法按照既定的配比要求進(jìn)行上料，進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。（3）儀器儀表的控制以及信息數(shù)據(jù)的傳輸。在轉(zhuǎn)爐煉鋼中會(huì)應(yīng)用到各種各樣的壓力、溫度、重量、流量等方面的儀器儀表，通過對(duì)這些儀表的使用和控制才能夠?qū)崟r(shí)掌握轉(zhuǎn)入煉鋼生產(chǎn)中各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)的實(shí)際情況，實(shí)時(shí)調(diào)整各方面的參數(shù)數(shù)據(jù)，比如氧氣氮?dú)獾暮俊⒃牧系氖褂们闆r等等，確保其能夠按照預(yù)定運(yùn)行參數(shù)有序運(yùn)行，這樣才能夠生產(chǎn)出符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的鋼鐵產(chǎn)品。

4轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)分析

4.1轉(zhuǎn)爐煉鋼檢測(cè)技術(shù)

在轉(zhuǎn)入自動(dòng)化控制中，煉鋼監(jiān)測(cè)技術(shù)作為極其重要的一部分，其在具體應(yīng)用中分為下述兩種：第一，檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)指的是在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中對(duì)爐內(nèi)鋼水液位高度、溫度、成分等進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)，然后計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)就會(huì)將監(jiān)測(cè)到的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比分析，就及時(shí)控制相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)，保證煉鋼產(chǎn)品的質(zhì)量。第二，廢氣分析檢測(cè)。該技術(shù)主要建立在副槍技術(shù)的基礎(chǔ)之上，以以該技術(shù)為基礎(chǔ)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)入鏈高生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)各個(gè)階段中氣體含量的檢測(cè)，然后再利用爐氣定碳法價(jià)值軟件來進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算分析，從而得到相應(yīng)的脫碳速率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼中各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)的采集和調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化控制。

4.2轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化技術(shù)

（1）控制技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)爐中的鋼水溫度、終端碳含量進(jìn)行判斷和估算，其在具體應(yīng)用中會(huì)分為兩部分，一方面是動(dòng)態(tài)控制模型，該模型主要是分析和評(píng)估在轉(zhuǎn)爐煉鋼中的氧氣量、冷卻劑齡，并結(jié)合相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)來對(duì)終端含碳量、鋼水溫度等進(jìn)行進(jìn)一步的估算;另一方面則是反饋計(jì)算模型，其能夠?qū)?dòng)態(tài)控制模型中所存在的誤差進(jìn)行進(jìn)一步的分析，并進(jìn)行糾錯(cuò)和調(diào)整。（2）數(shù)學(xué)模型。在轉(zhuǎn)入煉鋼中所用的動(dòng)態(tài)控制或者靜態(tài)控制都與相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型密切相關(guān)，其需要結(jié)合相應(yīng)的模型，來實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)管控。在實(shí)際生產(chǎn)中就會(huì)圍繞化學(xué)平衡和熱平衡來構(gòu)建相應(yīng)的靜態(tài)數(shù)學(xué)模型，從而對(duì)轉(zhuǎn)入生產(chǎn)中所用氧氣流量、含量等參數(shù)數(shù)據(jù)的計(jì)算分析，然后在吹煉操作中，再結(jié)合副槍檢測(cè)來實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)的調(diào)整控制，以此來完成對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的自動(dòng)化管控。（3）人工智能。人工智能作為當(dāng)下自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中最為主要的方向，其能夠利用計(jì)算機(jī)來開展模擬仿真，從而代替人來自動(dòng)處理煉鋼生產(chǎn)中的相關(guān)工作，以此來分擔(dān)人工工作量，減少人為控制誤差，提高轉(zhuǎn)爐煉鋼的效率和質(zhì)量。

5轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)的工藝應(yīng)用流程

自動(dòng)化控制技術(shù)在轉(zhuǎn)變綱中的應(yīng)用會(huì)涉及多方面的設(shè)備裝置和系統(tǒng)，整個(gè)工藝應(yīng)用流程非常復(fù)雜，在具體生產(chǎn)中主要包括下述工藝流程：首先，在轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)控制的初期，要先做好供氧系統(tǒng)控制，其中包括了對(duì)氧槍位置、吹氧量的自動(dòng)控制，利用自動(dòng)控制技術(shù)，并結(jié)合既定的供氧參數(shù)，來確保氧槍在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中的吹氧量和距離。其次，上料系統(tǒng)的自動(dòng)控制。在轉(zhuǎn)爐煉鋼中，原料輔料都會(huì)通過自動(dòng)控制系統(tǒng)來自動(dòng)進(jìn)行稱量和供料，從而保證整個(gè)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性。再者，副槍自動(dòng)控制系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼中，鋼水含碳量、溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)，確保其被控制在既定生產(chǎn)參數(shù)范圍內(nèi)。最后，煤氣自動(dòng)回收控制。在煉鋼生產(chǎn)中需要做好對(duì)廢氣的收集和分析，這樣才能夠更好實(shí)現(xiàn)對(duì)閘板閥的準(zhǔn)確控制，保證生產(chǎn)中煤氣壓力的穩(wěn)定正常，避免空氣混入，保證煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定。

結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)下轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中，必須做好對(duì)相關(guān)自動(dòng)控制技術(shù)的研究和分析，結(jié)合轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的具體情況，做好對(duì)各項(xiàng)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，不斷提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]樊利智，張覺靈，曹喜軍，等.轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)及其系統(tǒng)綜述[J].山西冶金，2017，40（06）：54-55+115.

[2]張曉峰.自動(dòng)控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)爐煉鋼中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（07）：168.

[3]張丹夢(mèng)，孫向彬.淺談轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)控制技術(shù)的構(gòu)成及意義[J].河北企業(yè)，2018，03（6）：157-158.