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      自動化煉鋼過程控制技術(shù)應(yīng)用分析

      2021-09-13 04:32:12李海斌
      無線互聯(lián)科技 2021年11期
      關(guān)鍵詞:應(yīng)用分析

      李海斌

      摘 要:自動化煉鋼過程控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對煉鋼過程有效的監(jiān)管,對實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量控制,提高鋼材生產(chǎn)工藝水平具有重要的意義。文章對自動化煉鋼過程控制技術(shù)、自動化煉鋼過程控制技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)及流程、自動化煉鋼過程控制技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析,得到了自動化煉鋼技術(shù)的應(yīng)用主要包括跟蹤環(huán)節(jié)、煉鋼物料管理、生產(chǎn)系統(tǒng)通信管理等結(jié)論,期望對提高自動化煉鋼過程控制技術(shù)水平有所幫助。

      關(guān)鍵詞:自動化煉鋼;過程控制技術(shù);應(yīng)用分析

      0 引言

      自動化煉鋼過程控制技術(shù)中包含原材料、輔料的標(biāo)準(zhǔn)配置控制,不僅包括生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)時監(jiān)控控制,還包括成產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)、成品監(jiān)測等多方位的控制。通過標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)控制不僅有利于成本優(yōu)化,還保證了自動化煉鋼過程的成產(chǎn)質(zhì)量。由于是自動化控制體系,所以在具體的控制中利用了計(jì)算機(jī)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了信息的保存、共享等功能,以此形成了良性的生產(chǎn)控制體系,為保證生產(chǎn)質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率提供了有利條件。

      1 自動化煉鋼過程控制技術(shù)的概述

      自動化煉鋼過程控制技術(shù)和傳統(tǒng)的煉鋼技術(shù)不同之處是實(shí)現(xiàn)了自動化控制,即將煉鋼的整個過程融入到自動化體系中,通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的接入,來實(shí)現(xiàn)對整個煉鋼過程中煉鋼技術(shù)、煉鋼程序等進(jìn)行的控制和管理,這種控制和管理擺脫了傳統(tǒng)技術(shù)的弊端,提高的生產(chǎn)效率,減少了人員的參與,所以節(jié)省了投資、生產(chǎn)成本。自動化煉鋼控制技術(shù)主要包括檢測技術(shù)、自動化技術(shù)、控制系統(tǒng)三項(xiàng)主要的技術(shù),經(jīng)過功能細(xì)分之后,還包括預(yù)期目標(biāo)評估、分析判斷、信息處理等具體的技術(shù)。其中,檢測技術(shù)是自動化煉鋼過程控制技術(shù)的前提,需要對煉鋼過程中使用的測量儀器進(jìn)行檢測,才能發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,找到相應(yīng)的控制解決方案。因此,檢測技術(shù)首先要對煉鋼生產(chǎn)過程中儀表測量工具進(jìn)行檢測,主要的應(yīng)用技術(shù)有廢氣分析檢測技術(shù)、副槍檢測技術(shù)等。自動化技術(shù)主要包括自動化控制技術(shù)、模型控制技術(shù)、人工智能技術(shù)等??刂葡到y(tǒng)主要是對自動化煉鋼過程控制中的系統(tǒng)控制技術(shù),包括:直接控制系統(tǒng)和間接監(jiān)控系統(tǒng),以此來形成健全的自動化煉鋼過程控制技術(shù)控制體系,為提升煉鋼工藝質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。

      2 自動化煉鋼過程控制系統(tǒng)技術(shù)及流程

      2.1 自動化煉鋼過程控制系統(tǒng)技術(shù)

      煉鋼過程是一個動態(tài)化的控制過程,在進(jìn)行控制技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時候,要立足于煉鋼技術(shù)的特殊屬性,來進(jìn)行針對性的控制。由于煉鋼過程包含了多項(xiàng)內(nèi)容,因此進(jìn)行控制技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時候,需要考慮造渣、供氧、終點(diǎn)控制等內(nèi)容,通過自動化煉鋼過程控制技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后需要滿足系統(tǒng)的可查看性,能夠通過系統(tǒng)監(jiān)測整個自動化煉鋼全過程,還要滿足錯誤更正、目標(biāo)預(yù)測、反應(yīng)迅速、吹煉終點(diǎn)命中準(zhǔn)確等特點(diǎn)。因此根據(jù)這些屬性制定了滿足自動化煉鋼過程控制所需要的系統(tǒng),包括三個級別其中L2級別是煉鋼全過程控制;L1級別是基礎(chǔ)控制,主要是質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的控制,比如儀表控制、電氣控制等,而L2級別的主要是通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和L1系統(tǒng)控制中的儀表、電氣等質(zhì)量儀器連接構(gòu)成的系統(tǒng)控制;L1主要是進(jìn)行自動化煉鋼過程中生產(chǎn)設(shè)備、設(shè)備故障等維系生產(chǎn)的控制,L2主要是對生產(chǎn)工藝、工藝順序及設(shè)備等控制。此外,數(shù)據(jù)還具有互通性,L1中的數(shù)據(jù)可以為L2系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)參考。此外,在此基礎(chǔ)上,還預(yù)留了L3生產(chǎn)管理入口,可以接入硬件活軟件應(yīng)用系統(tǒng)[2]。

      2.2 自動化煉鋼過程控制流程

      自動化煉鋼是一個多程序的復(fù)雜過程,因此為了保障技術(shù)控制系統(tǒng)更好的發(fā)揮作用,要明確煉鋼的各個環(huán)節(jié),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效的控制。首先,要做好自動化煉鋼開始前的準(zhǔn)備工作,比如置頂自動化煉鋼過程中鋼水的溫度、成分、鋼水量、目標(biāo)水溫等,以此建立初次預(yù)算模型,計(jì)算出煉鋼過程中需要的材料種類、重量等。然后,在根據(jù)鋼種類、廢鐵種類及重量、鋼包容積等建立第二類模型,計(jì)算出硫成分在鐵水中的含量。其次,在進(jìn)入到原料環(huán)節(jié)中,應(yīng)計(jì)還應(yīng)計(jì)算出啟動噴吹計(jì)算模型,在該模型中需要對自動化煉鋼過程中的副原料、氧氣流量、副原料批量和準(zhǔn)確時間等進(jìn)行計(jì)算。最后,對吹氧量進(jìn)行控制,一方面當(dāng)吹氧量提升到一定程度時對鋼水含量進(jìn)行檢測,另一方面對鋼水溫度進(jìn)行測量。然后,通過檢測出的鋼水含量、鋼水溫度結(jié)果進(jìn)行調(diào)整,并在出鋼期間做好合理的控制,如果發(fā)現(xiàn)沒有達(dá)到出鋼的標(biāo)準(zhǔn),則應(yīng)該建立補(bǔ)吹模型,并根據(jù)模型計(jì)算出需要補(bǔ)吹的具體氧量,以此完成自動化煉鋼過程。

      3 自動化煉鋼過程控制技術(shù)應(yīng)用

      3.1 過程跟蹤環(huán)節(jié)控制技術(shù)的應(yīng)用

      自動化煉鋼是一個復(fù)雜、漫長的過程,在這個過程中如何實(shí)現(xiàn)對煉鋼質(zhì)量的控制,需要對煉鋼過程進(jìn)行跟蹤,以此來形成有效的控制體系。這種控制技術(shù)是對煉鋼自動化過程的具體工作需求進(jìn)行的過程跟蹤控制,通過過程跟蹤達(dá)到對煉鋼技術(shù)、煉鋼工藝等控制,保障煉鋼程序滿足標(biāo)準(zhǔn)。主要包括的跟蹤技術(shù)環(huán)節(jié)有濺渣護(hù)爐、出鋼、二次吹練、主吹、二次處理等環(huán)節(jié),對這些環(huán)節(jié)的控制體系為自動化控制體系,將其投入到計(jì)算機(jī)自動化控制體系中,使其能夠借助自動化系統(tǒng)完成信息查詢工作,明確在自動化煉鋼過程中所需要的鋼材量、副材料含量等信息。其次,還可以完成煉鋼過程中的信息數(shù)據(jù)處理以及處理后的反饋等功能,以此實(shí)現(xiàn)對自動化煉鋼過程中各個環(huán)節(jié)的有效控制。此外,需要注意的是煉鋼過程是一個系統(tǒng)的過程,涵蓋的范圍、內(nèi)容較多,因此過程跟蹤環(huán)節(jié)的技術(shù)控制應(yīng)是系統(tǒng)的技術(shù)控制,包括生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)信息、生產(chǎn)所需鋼材原料以及其它輔料、模型分析、生產(chǎn)進(jìn)程等多個方面,是一個系統(tǒng)化、宏觀性的控制技術(shù)體系[3]。

      3.2 煉鋼物料管理技術(shù)控制

      自動化煉鋼過程是一個標(biāo)準(zhǔn)的煉鋼構(gòu)成體系,在這個體系中不僅是對煉鋼工藝、煉鋼技術(shù)進(jìn)行的控制,還包括對煉鋼所需物料的控制。物料的使用情況、使用標(biāo)準(zhǔn)如何關(guān)系著煉鋼質(zhì)量和效果,因此自動化煉鋼過程控制技術(shù)中也包含物料管理技術(shù)控制。煉鋼過程中對物料的使用是有一定標(biāo)準(zhǔn)的,需要計(jì)算煉鋼溫度、廢鋼重量等模型體系,在此模型體系下來進(jìn)行物料的控制。物料管理技術(shù)控制的內(nèi)容主要體現(xiàn)在以下幾個方面:第一,建立自動化物料模型框,建立框體的范圍是截取一個煉鋼階段的范圍或周期,明確使用材料用量、材料標(biāo)準(zhǔn)等情況。第二,在第一步的基礎(chǔ)上,確定好鋼含量的用量標(biāo)準(zhǔn)之后,然后進(jìn)行鋼的融化工作,并在鋼融化之后對其進(jìn)行冷卻處理,為之后的煉鋼程序提供條件。第三,冷卻之后的原材料也具有相應(yīng)的加工時間,根據(jù)工序原理和煉鋼技術(shù)需求來設(shè)置科學(xué)的煉鋼時間,以此對煉鋼材料進(jìn)行再次加工處理。第四,在上面階段中對鋼水進(jìn)行了二次處理之后,需要和副材料進(jìn)行融合,以此為進(jìn)入到煉鋼過程提供原料基礎(chǔ)。

      3.3 生產(chǎn)系統(tǒng)通信管理技術(shù)控制

      生產(chǎn)系統(tǒng)是對自動化煉鋼過程控制的主要系統(tǒng),也是自動化煉鋼過程控制技術(shù)主要的控制技術(shù)。由于煉鋼自動化過程是一個復(fù)雜、相互聯(lián)系的過程,所以對生產(chǎn)階段的控制技術(shù)應(yīng)做到互通有無,能夠利用控制系統(tǒng)做到信息的共享,滿足整個煉鋼生產(chǎn)過程的信息需求。因此,生產(chǎn)系統(tǒng)通信管理技術(shù)尤為重要,在具體的煉鋼生產(chǎn)中:一方面包括了自動控制體系,該體系主要包括生產(chǎn)信息的全部內(nèi)容,只要煉鋼人員輸入了生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、所需材料等之后,就會生成系統(tǒng)信息,實(shí)現(xiàn)各個煉鋼生產(chǎn)階段的信息共享。另一方面,對每個生產(chǎn)階段都能實(shí)施控制,并進(jìn)行信息的反饋,每個過程的生產(chǎn)信息的反饋非常重要。因?yàn)?,這和下個環(huán)節(jié)具有緊密的聯(lián)系,比如材料融合溫度、時間等,這些信息的及時反饋對提高工作效率,減少人工信息收集成本具有重要的意義[4]。

      3.4 自動化煉鋼管理技術(shù)控制

      自動化煉鋼管理技術(shù)能夠從整體上控制煉鋼質(zhì)量,保證煉鋼成品符合市場標(biāo)準(zhǔn)。這種技術(shù)貫穿于整個自動化煉鋼過程中,從原材料選擇到生產(chǎn)過程,到成品監(jiān)測是一個系統(tǒng)的管理過程,自動化的控制體系下的煉鋼成品的精準(zhǔn)度較高,所以產(chǎn)生不合格產(chǎn)品的幾率較低。比如在原材料冷卻的環(huán)節(jié)中,利用的是數(shù)字化控制技術(shù),該技術(shù)會對廢鐵融化過程中的含量進(jìn)行監(jiān)測、反饋,對融化后產(chǎn)生的廢鐵包含物質(zhì)的種類、類型等進(jìn)行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)工藝不匹配后,系統(tǒng)會自動反饋信息,提出警示。其次,在煉鋼期間,自動化控制會有效的控制煉鋼的溫度,調(diào)節(jié)按照三個檔位進(jìn)行,以此保證各個階段的煉鋼溫度需求。此外,還包括成品監(jiān)測系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不達(dá)標(biāo)之后,給予駁回的警示。

      4 結(jié)語

      自動化煉鋼過程包含多項(xiàng)內(nèi)容、多個環(huán)節(jié),是一個復(fù)雜的自動化煉鋼構(gòu)成體系。在這個體系中包含兩個系統(tǒng)控制,分別為L1級別是基礎(chǔ)控制、L2級別是煉鋼全過程控制,在此控制體系下,形成了自動化煉鋼過程控制流程,通過對每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行模型控制,實(shí)現(xiàn)自動化煉鋼過程。在具體的技術(shù)應(yīng)用中主要包括過程跟蹤環(huán)節(jié)、煉鋼物料管理、生產(chǎn)系統(tǒng)通信管理、自動化煉鋼管理等技術(shù)的應(yīng)用,以此形成全面的自動化煉鋼過程控制技術(shù)體系,為保障成品質(zhì)量提供了有利條件。

      [參考文獻(xiàn)]

      [1]李寬.自動化煉鋼過程控制技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].中國金屬通報(bào),2020(10):85-86.

      [2]周天平,唐昊天,龍芝琳.自動化煉鋼過程控制技術(shù)的分析與應(yīng)用探究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2019(23):165-166.

      [3]趙昕.自動化控制技術(shù)在軋鋼生產(chǎn)過程中的應(yīng)用分析[J].電子測試,2019(8):126-127.

      [4]修國順.自動化煉鋼過程控制技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2018(18):16.

      (編輯 姚 鑫)

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