分析自控系統在鋼鐵冶煉中的應用

【摘?要】隨著科學技術的不斷發展，高爐自動化煉鋼技術也隨之發展，應用不斷廣泛，在實際的應用當中取得了較好的效果。本文將通過調查研究，總結高爐自動化煉鋼的特點和優勢，為之后的不斷發展奠定基礎。

【關鍵詞】高爐自動化煉鋼;優勢;自控系統

隨著科學和技術的不斷進步和發展，在煉鋼過程當中由傳統方式向自動化方向轉變。通過自動化的方式，能夠指導煉鋼的操作過程，對相關步驟進行設計和計算，總結數據。自動化技術主要通過計算機二級系統完成。二級系統能夠對相關設計進行設定，將所需數據傳送到自動化系統當中，再由自動化系統完成煉鋼過程。在自動化技術當中，制作模型至關重要，需要根據所需顏料進行計算，并上傳數據[1]。

一、高爐煉鐵自動化系統的結構

在煉鐵的過程當中，主要過程是將所用材料，包括礦石、燃料、溶劑，裝入爐頂，同時使用鼓風機，將冷風處理為熱風吹入封口，此時焦炭發生燃燒反應，產生的氣體向上運動。而使用的材料將從上向下進行交換過程，最后生成生鐵，同時會產生爐渣。產生的爐渣主要通過排渣口排出。在整個系統當中包含不同控制方式，有高爐本體控制、給料和配料控制、熱風爐控制，同時還有除塵功能。在煉鐵操作的過程當中，應該注意以下事項：首先必須正確使用材料，并按規定配比進行煉鐵，保障相關材料在下降過程中均勻運動，保持熱氣流的穩定。在高爐煉鐵自動化系統當中，主要包含控制系統、計算機系統、電氣控制系統等。在煉鐵的過程中，必須有效對煉鐵過程進行監督和檢測。對所用設備的要求較高，保障自動化水平。在計算機系統當中，要求其能夠快速的采集所需數據，發現存在問題，并及時反饋。要求反饋數據具有較高的精準度和速率[2]。

二、高爐自動化煉鐵的優勢

（一）可靠性

在進行生產的過程當中，要求相關企業位于十分重要的位置，首先他必須能夠提供合格的鐵水，同時還必須能夠提供加熱爐中所需要的煤氣。同時在煉鐵的過程當中，必須保障儀器的安全可靠性，否則一旦工程停止則會造成巨大損失。因此，通過高爐自動化煉鐵的引入，能夠保障整個生產過程的安全性與可靠性，保障設備的應用能夠符合要求，對于突發事件的處理也能夠更好的解決，在整體上提高了產業的安全性，防止造成損失。在系統中同時還增添了安全設備，在整體上對系統進行保護。

（二）實用性

隨著時代的不斷發展，自動化技術不斷被人們接受和需求，在煉鐵的過程當中，通過使用自動化技術，能夠大大提高產業的實用性。同時，該系統能夠做到手動與自動的自由切換，通過計算機技術和P L C技術，組成在線監測系統，能夠采集所需要的數據，包括溫度、風度風壓、材料數據等。當從自動化切換到手動模式中，所需的材料數據通過計算機的處理能夠反饋到測量儀表上，減少了人工分析的誤差，結合各方面數據更好地進行工程。同時通過計算機系統能夠將數據建立起聯系，為工作人員提供方向。通過自動化技術的應用，除了能進行基礎的操作，同時還增加了非線性變參數的功能，能夠使設備進行自動化調節和智能控制。通過引入計算機技術，能夠更好地計算處理數據，提高數據的可靠性與準確性，有利于高爐煉鐵的自動化。

（三）先進性

在生產過程當中，引入自動化技術，進一步提高了系統的智能性，可以根據自動化水平和智能化水平確定生產的問題，以便及時改正。在實際的生產過程當中，由于可能會出現不同問題，通過引入智能化技術，能夠提高機器的適應程度、組織功能，容錯性。相對于傳統的生產方式，不再使用單純的人工計算，而是通過先進的計算機技術和自動化系統，對數據進行分析和處理，提高數據的可靠性和準確性，從而判斷出最合適的生產方案。通過相關系統對工作數據進行記錄和分析，能夠在一定程度上幫助工作人員進行生產，規劃生產方向。通過調查發現，相對于傳統的手動操作來說，自動化技術能夠將參數的離散程度大幅降低，向最佳點靠攏，進一步提高整個生產的精確度和準確性。通過引入自動化系統和計算機技術，為操作者提供了更多的生產方向，提高了整個生產的穩定性和安全性。

三、自動化煉鐵的模型

（一）靜態模型

1、一次計算 （FCC）

一次計算涉及到的數據有溫度、重量、材料的成分，通過使用熱平衡的原理，進行一次計算。通過一次計算能夠更好地符合煉鋼的溫度，在計算過程中需要確定最低堿度，再根據確定數據進行堿度計算，若計算結果能夠達到標準，則可根據計算結果確定需要的原料和氧氣含量。若沒有達到標準，此時將會給操作者反饋及時進行修改。

2、二次計算 （SCC）

在進行脫硫操作后，進行二次計算，主要包括鐵水的成分和溫度以及重要，同時鋼鐵水進入二次系統后，吹氧量發生變化，在進行計算時，需要與一次計算進行區分，二次計算主要確定的是鐵水在進行脫硫過程后爐內的鐵水溫度和重量，并根據這些數據指標進行二次計算，保障數據的準確性和可靠性。

3、液位測量

使用副槍在專用的測量液位探頭對甜水的含量進行檢測，當測量探頭接觸到鐵水時，產生電流，記錄測試的數據即可。

4、氧氣量模型氧氣用量模型的計算

首先確定生產過程中所需要的吹氧量，主要依據是鐵水的化學成分，之后計算礦石中的含氧量，通過得到的數據進行改正，符合生產的要求。

5、合金計算模型 （ALL）

合金計算模型的影響指標是點鋼水的成分，以及在生產過程中使用的合金量。相關工作人員必須將相關數據輸入到二次系統當中，進行相關計算，形成合金模型，模型的使用必須按照鋼水的成分和合金的價格進行計算。

（二）動態計算模型 （IBC/COR）

當系統檢測到吹氧量超過70%是，則會有副槍對鋼水的溫度以及含量進行檢測，同時將檢測到的數據反饋給二級系統，并進行相關的計算。在計算過程中主要需要數據有：吹氧量、碳含量和溫度、冷卻劑的使用量。

（三）自學習模型 （FBC）

自學習模型必須根據實際生產情況和相關數據及時調整。具體如下：

首先，模型的調整的主要指標：轉爐爐襯的侵蝕、相關儀器的磨損程度、及時更換氧槍、氧氣的利用程度、生產的損失、分配系數

其次，模型參數調整。在實際的生產過程當中，必須符合生產要求，并根據需求不斷進行分析和完善。需要關注的數據指標有：氧氣的利用程度、氧化鎂的含量、溫度、所用原料的用量。

結語

綜上所述，隨著自動化的不斷發展，在煉鐵的過程當中也實現了自動化，不斷促進了行業的發展和進步。

參考文獻：

[1]陳玲. PLC在球團生產自控系統中的應用[J]. 電子世界， 2017（16）：180-180.

[2]趙哲. 高爐冶煉過程爐況監控及趨勢預估[D]. 2015.

作者簡介：

張媛鈺（1977-）女，工作單位，南京鋼鐵集團，江蘇南通人，本科，2000.7，南京化工大學， 工程師。

（作者單位：南京鋼鐵股份有限公司）