轉爐煉鋼自動化控制技術分析

廖 磊

（陽春新鋼鐵有限責任公司，廣東 陽春 529629）

這幾年，經濟全球化發展迅速，國際的鋼鐵行業也在迅猛發展，他們不僅生產的水平高，而且產品的質量也很高。這對我們國家的煉鋼產業有著巨大的威脅，也對煉鋼企業產生了巨大的壓力。我們國家現在的狀況是一些企業存在的精品鋼材，特種鋼材比較少，產品質量底，成本卻很高。在這激烈的競爭下，我國的煉鐵企業更要依靠自己的力量，所以我們企業要不斷提高煉鋼技術。

通過自動化控制技術在煉鋼方面的應用，不斷提高煉鋼企業的轉爐煉鋼的技術水平，提高企業的生產能力、鋼材的質量并降低成本。這樣企業才能在國際市場價格競爭中取得優勢，在國際中有一席之地。本文著重分析轉爐煉鋼自動化控制技術，以及這項技術對鋼鐵行業帶來的生產影響[1-3]。

1 轉爐煉鋼自動化控制技術概要

自動化控制技術是指在無人直接參與的情況下，利用外加設備或裝置，使機器，設備或生產過程中的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。自動化控制技術實現了信息化技術的應用，通過人工智能進行各個工作狀態的監測和分析。

自動化控制技術的應用，對于人力資源反面，不僅節省了人力勞動的成本，降低了人力勞動的強度，也改變了傳統的作業方式，把人從繁重的工作中解放出來。更重要的是避免了人在工作中可能出現的危險狀況，提高了作業的安全性。在一定程度上，自動化控制技術極大地促進了企業的發展，是未來發展的趨勢。

2 轉爐煉鋼自動化控制技術分析

2.1 基本原理

轉爐煉鋼技術的自動化控制包含了工業控制技術、計算機信息網絡技術、檢測技術。傳統的煉鋼是用鐵水，鐵合金，廢鐵為主要的原料。在高溫條件下產生化學反應而結合，制造出鋼材。轉爐煉鋼自動化控制技術是通過計算機對這些原料的數據進行分析，來計算出要制造的鋼種，所需要的溶劑加入量，氧槍吹入高度，底吹量，吹氧量等數據，然后在吹煉的后期再一次檢測出鋼水的溫度，成分得到數據，然后再經過過各個系統設備的配合，實現運用自動化控制技術進行煉鋼，保證達到最后的目的，得到高品質，高質量的鋼材。

2.2 基本操作內容

轉爐煉鋼自動化控制內容是首先對煉鐵廠提供的鐵水進行預處理，然后在對經過預處理后的鐵水進行一定冶煉加工，最后加工成鋼材。包含的過程是先對鐵水氧化，去除雜質，保證鐵水成分的純凈。然后加入計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。在自動化控制技術這些都需要計算機和控制設備的共同配合，嚴格執行操作進程，把握好工序，在出鋼時更要注意擋渣的這一過程，這會影響鋼材的質量和品質的高低。

3 轉爐煉鋼電弧爐爐體的控制技術

3.1 吹氧助燃技術

吹氧助燃是利用氧氣的助燃作用促進燃料的燃燒，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油等。這項氧燃助熔技術的關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，這對精密度的要求極大，助燃效果直接影響了剛才熔化的效果，影響著成品的質量。而氧氣的流量與配比的控制是根據電弧爐爐體內測得的壓力與溫度來控制，所以，對于爐體內的壓力與溫度的測量要求也很高。

3.2 吹氧量控制技術

吹氧量直接決定著吹氧助燃技術的效果呈現，也是吹氧助燃技術的核心內容。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，另一種為升降機吹氧方式，兩種方式都是需要嚴格控制吹氧量，來掌握燃料的放熱速度從而控制剛才的煉制。吹氧量的控制依據即需氧流量則根據鋼材熔化后的鋼水的溫度以及鋼水中的含碳量來計算，根據這一依據，壓力系統檢測電弧爐里的壓力來控制吹氧量。

3.3 吹煉終點的動態控制

在電弧爐爐體的控制中，吹煉終點的動態控制是這項技術的關鍵。掌握好煉鋼吹煉的終點，就相當于掌握好了火候與時間，對煉鋼技術來說極其重要。轉爐煉鋼自動化控制技術會有檢測技術，實時檢測鋼材在電弧爐中的狀態與成分，當鋼水中的成分與實時狀態達到工業生產標準時，檢測系統會通過標準數據精密檢測到，并做出指令停止吹煉，這就大大保證了所煉鋼材的質量。

4 轉爐煉鋼自動化控制技術的分類

4.1 轉爐煉鋼檢測技術

檢驗測試環節在自動化控制系統中發揮很大的作用，只有把控好各個環節，嚴格要求，及時發現問題，才能夠及時解決，有效止損甚至避免發生。檢測技術主要分為兩部分，一是廢氣分析，二是副槍檢測技術。檢測技術主要是轉爐煉鋼過程中對熔爐溫度和轉爐液面高度的檢測，通過安裝檢測表對數據進行監測，再由工作人員通過專業的應用軟件進行全面系統的分析整理。

在廢氣分析技術中可以采用爐氣定碳法，使用副槍檢測技術檢測其過程中產生的二氧化碳，氧氣，氮氣，一氧化碳和氫氣的含量，再通過科學精確的計算可以計算出廢氣中脫碳的速度，繼而得出轉爐煉鋼技術的數據，實現自動化控制。副槍技術的應用可以提高生產過程中煉鋼的產量，還能節省原料成本，促進轉爐煉鋼自動化控制技術的實現。

4.2 自動化控制技術

自動化控制技術是信息化技術的產物，利用了計算機網絡便利和精確的優點，提高了效率，能夠及時地發現轉爐煉鋼過程中的問題并實現智能控制，極大地促進了發展。轉爐煉鋼自動化控制技術主要包括動態控制模型和反饋計算模型兩種。因為兩種技術的功能不同，因此轉爐煉鋼過程中檢測的內容也不同。

動態控制模型主要是對轉爐煉鋼過程中氧氣和冷卻劑含量的監測，看其含量是否符合要求，并及時調整轉爐煉鋼過程中的溫度和含碳量。而反饋計算模型則是對動態控制模型的監測，如果動態控制模型監測的過程出現問題，或數據出現異常，反饋計算模型就會對其進行調整，盡量減小誤差或避免誤差的出現。動態控制模型和反饋計算模型的配合運行，實現自動化控制技術的要求。自動化控制技術的應用，大大節省了人力資源的成本，避免了原料應用的浪費現象，同時還提高了控制過程中的準確性，體現了現代化信息化的發展。

5 結束語

面對國家現行的形式應用，煉鋼產業面臨的困難諸多，轉爐煉鋼產業環境惡劣，并且操作過程復雜，對技術的精密度要求也非常高。唯有靠科技的發展，推動轉爐煉鋼自動化控制技術發展，才可以緩解煉鋼產業的困境。轉爐煉鋼自動化技術改變煉鋼產業窘境的關鍵是要實現“高產低耗”，要使投入生產的原材料在生產過程中得到充分利用，保持鋼水鐵水的恒溫，降低生產過程中成分的波動，保持原料的純度。

實現了上述要求，才可以保證生產出優質的鋼材產品，才能為企業創造更多的盈利。所以精準的自動化控制技術對煉鋼企業來說具有很大的推動作用，可以促進工業產品生產結構的優化，類似這樣人工智能的科技，相信未來一定會被推廣使用。