轉爐煉鋼自動化控制技術探討

李信

【摘要】當前我國的鋼材市場的競爭日益激烈，各大生產企業面臨著更大發挑戰，社會發展對于鋼材產品質量的要求逐漸提高。那么該如何在市場環境中站穩腳跟，同時進一步提高產品質量已經成為當前的重要課題。本文通過對轉爐煉鋼技術的自動化控制技術的深入研究，具體分析了其實行的意義，其后闡述了煉鋼自動化控制技術的應用情況，以供參考。

【關鍵詞】 轉爐煉鋼；自動化控制；應用價值

當前計算機技術已經在各個領域中普及，與之相應的冶金模型應運而生，其主要是依托計算機所建立的數學模型，通過模型計算可以得到相應的參數，把握煉鋼轉爐的實時反應狀態，大大提高了煉鋼生產的自動化水平。本文就自動化控制技術的具體應用進行了深入探究。

一、轉爐煉鋼自動化控制技術概述

當代計算機網絡技術不斷推陳出新，工業控制技術呈現多樣化的特點，在此基礎上，轉爐煉鋼自動化控制技術受到了社會各界的高度重視。傳統的煉鋼技術多以鐵水、廢鋼、鈦合金為原料，利用鐵水中產生的熱量和廢鋼，再結合鐵合金高溫環境下的化學反應熱量來煉鋼。與傳統的轉爐煉鋼技術相比，自動化控制技術實現了多項數據分體，并基于溫度、鋼鐵種類和鐵水重量及溫度，利用計算機計算得出相關數據，在通過動態模型進行數據調整，最終實現自動化控制煉鋼的目的。

（二）轉爐煉鋼應用自動化技術的意義

1、提高生產效率，降低能耗

當前我國大力提倡再循環、低能耗的發展理念，各行各業已經意識到了去產能、降耗能的重要作用。鋼鐵行業具有高消耗的特點，也因此更加注重能耗節約，轉爐煉鋼自動化技術的應用，能夠有效減少資源浪費，同時改善環境污染狀況，并在提高生產效率的同時，幫助鋼鐵企業實現高質量、低能耗的發展目標。另外，實行自動化技術，能很大程度的提高終點命中率。對鋼水質量有了更嚴苛要求的今天，相關技術人員必須用更加嚴謹的態度對待轉爐自動化煉鋼過程。

2、保證煉鋼穩定性，提高質量

轉爐煉鋼自動化控制技術的使用，能夠在降低生產成本的同時，進一步提高煉鋼的質量和生產量，利用較為成熟的技術方法，也可以節約生產能耗，對環境維護具有重要意義。提高終點命中率和原料利用率是自動化控制技術應用價值的具體體現，不僅能夠優化生產質量，還能夠提煉煉鋼原料中的雜質，既縮短了冶煉周期，也提高了鋼液溫度和成分的穩定性，為連續鑄鋼奠定基礎。在自動化轉爐煉鋼技術的支持下，有效減少了冶煉過程中的能源消耗，保證了鋼水成分的穩定，原料的利用率也得到了相應的提升。

二、轉爐煉鋼自動化控制主要技術

就目前的情況來看，自動化煉鋼技術日益完善，我國的鋼鐵生產能力不斷提升，其精度也更加貼近要求。新形勢下的工業技術、檢測技術和自動化技術之間聯系緊密，各項技術的應用減輕了工作人員的任務量，有助于生產效率和質量的提高。以下詳細闡述了轉爐煉鋼的自動化控制主要技術，具體如下：

（一）轉爐煉鋼檢測自動化技術

轉爐煉鋼自動化檢測技術主要針對兩方面進行檢測，

一是廢氣分析技術，廢氣分析檢測技術利用了為爐氣定碳法，檢測對象主要是轉爐廢氣，測定參數包括CO、CO2、O2、N2、H2等，檢測人員要計算煉鋼過程中排出的廢氣中的脫碳速度，以此來確定轉爐內鋼水殘留的實時碳含量，這些信息能夠為自動化檢測提供確切的數據，為確定鋼水成分做出好良好參照。

二是副槍檢測技術。副槍檢測技術內容包括鋼水溫度監測、轉爐內部成分及其液面高度，通過檢測儀顯示記錄各項參數，再由檢測人員利用軟件進數據分析處理，從而得到更為準確的數據，為煉鋼生產提供技術支持。副槍技術的使用，是轉爐煉鋼先進性的發展標志，通過副槍檢測可以有效提高生產量，同時降低爐襯的浸蝕，讓噸鋼成本降的更低。

（二）轉爐煉鋼過程自動化控制技術

轉爐煉鋼過程自動化控制技術的涉及范圍較廣，簡單來分包括控制模型，控制設備，

一、控制模型。轉爐煉鋼的控制模型主要分為兩種，一種是動態控制模型，另一種是反饋計算模型，兩種模式都是根據系統的檢測數據進行控制的，但由于所使用的技術不同，因此在檢測內容方面也存在差異。其中動態控制模型的監測對象為氧氣和合金投入量，技術人員要根據檢測結果來調整轉爐內的含碳量和鋼液溫度。而反饋計算模型實則是一個復檢的過程，針對動態控制模型計算中產生的誤差加以調整。兩種模型的綜合利用，提高了轉爐冶煉的效果。降低了鋼水成分出格的概率，提高了成分的命中率。

二、控制設備，現場設備的控制，全部由計算機中央集中控制，由計算機自動化輔助系統通過對預先儲存數據的鋼水模型比對，提取數據庫中的符合的模型參數，根據不同鋼種的具體要求，實現針對性的冶煉流程，在過程中提示技術人員執行不同的生產工序和操作方法，杜絕有危害及不和成分的操作，并在全過程實時跟蹤記錄操作數據，實施監督。并利用計算機技術對檢測出的問題進行智能化調整，提高生產效率，降低工人工作負荷。

隨著網絡化，智能化時代已經來臨，為了更好的解決轉爐煉鋼生產過程中存在的問題，企業已建立起一套自己的人工智能化技術模型，在實際煉鋼中逐步投入生產使用，真正做到“一鍵煉鋼”。減少人力和物力投入的同時，提高生產效率。推動鋼鐵生產朝著智慧制造的方向發展。

三、轉爐煉鋼自動化控制技術的重點及優勢

（一）重點

1、控制技術

控制系統利用動態控制模型、反饋計算模型，估算吹煉重點含碳量和鋼水溫度，前者的控制主要針對所需氧氣數量和合金投入量，并通過數據監測來計算相關數值；而后者主要用于分析和調整前者出現的誤差。

2、數學模型

轉爐煉鋼的動態或靜態控制，都要借助數學模型計算。其中動態控制系統以熱平衡和化學平衡為基礎而實施，其后根據這項基礎來設計靜態數學模型，計算得出起始的氧流量和氧槍高度，最后技術人員執行吹煉操作，結合副槍檢測信息進行參數調整，確保自動化控制過程的順利開展。

3、人工智能技術

轉爐煉鋼自動化控制技術的大范圍應用，取代了人工勞動模式，隨著計算機科學的持續發展，人工智能技術應運而生，其實現了操作技術的轉化，不僅能夠降低人工成本，自動化技術還可以提高生產力和產品質量，促進鋼鐵企業的現代化發展。

（二）優勢

實踐證明，轉爐煉鋼自動化控制技術有著較強的技術優勢，具體體現在以下四方面：其一，有效降低了國內平均的轉爐后吹率，同時提高了轉爐終點溫度，碳的命中率高達90%；其二，冶煉周期縮短，煉鋼效率進一步提高；其三，顯著降低噴濺率、石灰的消耗率，得鐵率提升幅度約為0.5%；其四，轉變煉鋼模式，促使操作過程朝著網絡化、智能化的智慧制造方向發展，提高煉鋼企業的經濟效益。

四、結語

綜上所述，自動化控制技術的應用，快速提高了轉爐煉鋼的自動化水平，各大企業遵循“高質、高效、節能、環保”的發展理念，推動生產流程朝著智能化方向轉變，可見自動化控制技術對于我國鋼鐵行業的發展具有積極意義。自動化是煉鋼產業的必然發展趨勢，企業可采取合理手段來降低能耗、提高產能，為自身創造更大的收益。在今后的發展過程中，企業還要積極引進先進技術和經驗，不斷提高我國鋼產品質量和生產水平。

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