轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)分析

廖 磊

（陽(yáng)春新鋼鐵有限責(zé)任公司，廣東 陽(yáng)春 529629）

這幾年，經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展迅速，國(guó)際的鋼鐵行業(yè)也在迅猛發(fā)展，他們不僅生產(chǎn)的水平高，而且產(chǎn)品的質(zhì)量也很高。這對(duì)我們國(guó)家的煉鋼產(chǎn)業(yè)有著巨大的威脅，也對(duì)煉鋼企業(yè)產(chǎn)生了巨大的壓力。我們國(guó)家現(xiàn)在的狀況是一些企業(yè)存在的精品鋼材，特種鋼材比較少，產(chǎn)品質(zhì)量底，成本卻很高。在這激烈的競(jìng)爭(zhēng)下，我國(guó)的煉鐵企業(yè)更要依靠自己的力量，所以我們企業(yè)要不斷提高煉鋼技術(shù)。

通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)在煉鋼方面的應(yīng)用，不斷提高煉鋼企業(yè)的轉(zhuǎn)爐煉鋼的技術(shù)水平，提高企業(yè)的生產(chǎn)能力、鋼材的質(zhì)量并降低成本。這樣企業(yè)才能在國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，在國(guó)際中有一席之地。本文著重分析轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)，以及這項(xiàng)技術(shù)對(duì)鋼鐵行業(yè)帶來(lái)的生產(chǎn)影響[1-3]。

1 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)概要

自動(dòng)化控制技術(shù)是指在無(wú)人直接參與的情況下，利用外加設(shè)備或裝置，使機(jī)器，設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程中的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了信息化技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)人工智能進(jìn)行各個(gè)工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和分析。

自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于人力資源反面，不僅節(jié)省了人力勞動(dòng)的成本，降低了人力勞動(dòng)的強(qiáng)度，也改變了傳統(tǒng)的作業(yè)方式，把人從繁重的工作中解放出來(lái)。更重要的是避免了人在工作中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)狀況，提高了作業(yè)的安全性。在一定程度上，自動(dòng)化控制技術(shù)極大地促進(jìn)了企業(yè)的發(fā)展，是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

2 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)分析

2.1 基本原理

轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的自動(dòng)化控制包含了工業(yè)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)。傳統(tǒng)的煉鋼是用鐵水，鐵合金，廢鐵為主要的原料。在高溫條件下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而結(jié)合，制造出鋼材。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)這些原料的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，來(lái)計(jì)算出要制造的鋼種，所需要的溶劑加入量，氧槍吹入高度，底吹量，吹氧量等數(shù)據(jù)，然后在吹煉的后期再一次檢測(cè)出鋼水的溫度，成分得到數(shù)據(jù)，然后再經(jīng)過(guò)過(guò)各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的配合，實(shí)現(xiàn)運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行煉鋼，保證達(dá)到最后的目的，得到高品質(zhì)，高質(zhì)量的鋼材。

2.2 基本操作內(nèi)容

轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制內(nèi)容是首先對(duì)煉鐵廠提供的鐵水進(jìn)行預(yù)處理，然后在對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的鐵水進(jìn)行一定冶煉加工，最后加工成鋼材。包含的過(guò)程是先對(duì)鐵水氧化，去除雜質(zhì)，保證鐵水成分的純凈。然后加入計(jì)算好的石灰形成氧化性的爐渣，然后加熱到一定的溫度再加入氧化劑和合金原料生成鋼材料。在自動(dòng)化控制技術(shù)這些都需要計(jì)算機(jī)和控制設(shè)備的共同配合，嚴(yán)格執(zhí)行操作進(jìn)程，把握好工序，在出鋼時(shí)更要注意擋渣的這一過(guò)程，這會(huì)影響鋼材的質(zhì)量和品質(zhì)的高低。

3 轉(zhuǎn)爐煉鋼電弧爐爐體的控制技術(shù)

3.1 吹氧助燃技術(shù)

吹氧助燃是利用氧氣的助燃作用促進(jìn)燃料的燃燒，還有其他的燃料助燃物料 包括天然氣，煤炭粉還有焦油與費(fèi)油等。這項(xiàng)氧燃助熔技術(shù)的關(guān)鍵是要抓好氧氣的流量以及氧氣與其他成分的配比，使助燃效果大到最佳狀態(tài)，這對(duì)精密度的要求極大，助燃效果直接影響了剛才熔化的效果，影響著成品的質(zhì)量。而氧氣的流量與配比的控制是根據(jù)電弧爐爐體內(nèi)測(cè)得的壓力與溫度來(lái)控制，所以，對(duì)于爐體內(nèi)的壓力與溫度的測(cè)量要求也很高。

3.2 吹氧量控制技術(shù)

吹氧量直接決定著吹氧助燃技術(shù)的效果呈現(xiàn)，也是吹氧助燃技術(shù)的核心內(nèi)容。所有助燃物中，氧氣比其他助燃物相較而言占主要地位。目前有兩種吹氧的方式，一種是自耗式鋼管吹氧，另一種為升降機(jī)吹氧方式，兩種方式都是需要嚴(yán)格控制吹氧量，來(lái)掌握燃料的放熱速度從而控制剛才的煉制。吹氧量的控制依據(jù)即需氧流量則根據(jù)鋼材熔化后的鋼水的溫度以及鋼水中的含碳量來(lái)計(jì)算，根據(jù)這一依據(jù)，壓力系統(tǒng)檢測(cè)電弧爐里的壓力來(lái)控制吹氧量。

3.3 吹煉終點(diǎn)的動(dòng)態(tài)控制

在電弧爐爐體的控制中，吹煉終點(diǎn)的動(dòng)態(tài)控制是這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵。掌握好煉鋼吹煉的終點(diǎn)，就相當(dāng)于掌握好了火候與時(shí)間，對(duì)煉鋼技術(shù)來(lái)說(shuō)極其重要。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)會(huì)有檢測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)鋼材在電弧爐中的狀態(tài)與成分，當(dāng)鋼水中的成分與實(shí)時(shí)狀態(tài)達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)精密檢測(cè)到，并做出指令停止吹煉，這就大大保證了所煉鋼材的質(zhì)量。

4 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)的分類(lèi)

4.1 轉(zhuǎn)爐煉鋼檢測(cè)技術(shù)

檢驗(yàn)測(cè)試環(huán)節(jié)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中發(fā)揮很大的作用，只有把控好各個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格要求，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，才能夠及時(shí)解決，有效止損甚至避免發(fā)生。檢測(cè)技術(shù)主要分為兩部分，一是廢氣分析，二是副槍檢測(cè)技術(shù)。檢測(cè)技術(shù)主要是轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中對(duì)熔爐溫度和轉(zhuǎn)爐液面高度的檢測(cè)，通過(guò)安裝檢測(cè)表對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，再由工作人員通過(guò)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用軟件進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析整理。

在廢氣分析技術(shù)中可以采用爐氣定碳法，使用副槍檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)其過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳，氧氣，氮?dú)猓谎趸己蜌錃獾暮浚偻ㄟ^(guò)科學(xué)精確的計(jì)算可以計(jì)算出廢氣中脫碳的速度，繼而得出轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。副槍技術(shù)的應(yīng)用可以提高生產(chǎn)過(guò)程中煉鋼的產(chǎn)量，還能節(jié)省原料成本，促進(jìn)轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。

4.2 自動(dòng)化控制技術(shù)

自動(dòng)化控制技術(shù)是信息化技術(shù)的產(chǎn)物，利用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)便利和精確的優(yōu)點(diǎn)，提高了效率，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中的問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)智能控制，極大地促進(jìn)了發(fā)展。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)主要包括動(dòng)態(tài)控制模型和反饋計(jì)算模型兩種。因?yàn)閮煞N技術(shù)的功能不同，因此轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中檢測(cè)的內(nèi)容也不同。

動(dòng)態(tài)控制模型主要是對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中氧氣和冷卻劑含量的監(jiān)測(cè)，看其含量是否符合要求，并及時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中的溫度和含碳量。而反饋計(jì)算模型則是對(duì)動(dòng)態(tài)控制模型的監(jiān)測(cè)，如果動(dòng)態(tài)控制模型監(jiān)測(cè)的過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題，或數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，反饋計(jì)算模型就會(huì)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，盡量減小誤差或避免誤差的出現(xiàn)。動(dòng)態(tài)控制模型和反饋計(jì)算模型的配合運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制技術(shù)的要求。自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，大大節(jié)省了人力資源的成本，避免了原料應(yīng)用的浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)還提高了控制過(guò)程中的準(zhǔn)確性，體現(xiàn)了現(xiàn)代化信息化的發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)國(guó)家現(xiàn)行的形式應(yīng)用，煉鋼產(chǎn)業(yè)面臨的困難諸多，轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)業(yè)環(huán)境惡劣，并且操作過(guò)程復(fù)雜，對(duì)技術(shù)的精密度要求也非常高。唯有靠科技的發(fā)展，推動(dòng)轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展，才可以緩解煉鋼產(chǎn)業(yè)的困境。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化技術(shù)改變煉鋼產(chǎn)業(yè)窘境的關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)“高產(chǎn)低耗”，要使投入生產(chǎn)的原材料在生產(chǎn)過(guò)程中得到充分利用，保持鋼水鐵水的恒溫，降低生產(chǎn)過(guò)程中成分的波動(dòng)，保持原料的純度。

實(shí)現(xiàn)了上述要求，才可以保證生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鋼材產(chǎn)品，才能為企業(yè)創(chuàng)造更多的盈利。所以精準(zhǔn)的自動(dòng)化控制技術(shù)對(duì)煉鋼企業(yè)來(lái)說(shuō)具有很大的推動(dòng)作用，可以促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，類(lèi)似這樣人工智能的科技，相信未來(lái)一定會(huì)被推廣使用。