近年鋼鐵主業(yè)智能制造發(fā)展綜述（中篇）

林安川 杜順林 向艷霞 朱永華 趙紅全 劉林剛 王 萍

（昆鋼技術(shù)中心）

1 概述

20世紀(jì)60年代后期至90年代末，美、英、德、日等國(guó)高爐—轉(zhuǎn)爐流程鋼鐵工業(yè)都經(jīng)歷了發(fā)展—快速發(fā)展—過(guò)剩—轉(zhuǎn)型—化解產(chǎn)能等各個(gè)時(shí)期。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)鋼鐵工業(yè)經(jīng)過(guò)近20年快速發(fā)展后進(jìn)入了轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展時(shí)期，面臨著化解過(guò)剩產(chǎn)能的巨大壓力。2016年2月，國(guó)務(wù)院“關(guān)于鋼鐵行業(yè)化解過(guò)剩產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)脫困發(fā)展的意見”明確指出，從2016年開始，用5年時(shí)間壓減粗鋼產(chǎn)能1.0～1.5億t，中遠(yuǎn)期規(guī)劃為：至2025年降至6.24億t，2030年至5.60億t。即，中國(guó)鋼鐵工業(yè)在今后5～10年間要大幅縮減過(guò)剩產(chǎn)能。屆時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)力落后鋼廠將逐步被淘汰，低開工率、低負(fù)荷生產(chǎn)有可能成為多數(shù)鋼廠“常態(tài)”。鋼鐵工業(yè)從粗放式快速增長(zhǎng)到精益生產(chǎn)階段，有必要對(duì)不適用的鋼鐵傳統(tǒng)工藝技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、完善或開發(fā)新的工藝技術(shù)。如國(guó)外Siemens VAI（西門子-奧鋼聯(lián)）公司、加拿大Dofasco公司等開發(fā)出轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)爐全自動(dòng)出鋼控制系統(tǒng)，從吹煉結(jié)束→出鋼指令→轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)至設(shè)定角度（防溢渣爐內(nèi)液面攝像檢測(cè)）→鋼包車運(yùn)行到位→出鋼加入合金→氣動(dòng)擋渣裝置擋渣→出鋼結(jié)束→轉(zhuǎn)爐回位鋼包車開出→渣罐車就位→倒渣等全流程步驟均實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制。從而率先將轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化、智能化控制提升到更高階段。

近年來(lái)，伴隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)控制、信息技術(shù)的飛躍發(fā)展，國(guó)內(nèi)各鋼鐵企業(yè)圍繞煉鋼系統(tǒng)生產(chǎn)效率提升和指標(biāo)改善目標(biāo)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際操作在煉鋼大工序鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉、連鑄、調(diào)度界面優(yōu)化系統(tǒng)等各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)廣泛開展模型化、智能化的煉鋼系統(tǒng)相關(guān)控制技術(shù)和系統(tǒng)的研究、建設(shè)及應(yīng)用。部分先進(jìn)鋼廠已經(jīng)自主研發(fā)、集成了包括轉(zhuǎn)爐模型技術(shù)、L2（過(guò)程控制）與Ll（自動(dòng)化）通訊技術(shù)、氧氣流量自動(dòng)控制、氧槍槍位自動(dòng)控制、輔料自動(dòng)稱量和投入、副槍自動(dòng)測(cè)定、底吹流量自動(dòng)控制、自動(dòng)停吹控制及鋼包智能調(diào)度系統(tǒng)、連鑄智能化等內(nèi)容的多項(xiàng)自動(dòng)煉鋼的配套技術(shù)并得到成功應(yīng)用。如，以一鍵式煉鋼為代表的智能煉鋼技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)邏輯、控制步驟為：靜態(tài)模型計(jì)算→料批的加入量、氧槍槍位及副槍測(cè)量時(shí)機(jī)確定→冶煉爐次開始→自動(dòng)下裝至L1→吹煉（轉(zhuǎn)爐狀態(tài)和吹氧量）→觸發(fā)模型指令（輔料投入、氧槍槍位及氧氣流量調(diào)整、副槍測(cè)量/爐氣分析）→到達(dá)停吹區(qū)間提槍指令（動(dòng)態(tài)模型，停吹判定計(jì)算）→本次全自動(dòng)煉鋼結(jié)束[1]。總體應(yīng)用成效趨勢(shì)為：轉(zhuǎn)爐冶煉控制精度得到提升，尤其是轉(zhuǎn)爐全自動(dòng)吹煉的實(shí)現(xiàn)可有效提高鐵元素的收得率、終點(diǎn)控制精度及縮短冶煉周期、降低補(bǔ)吹率和減少各類消耗。本文主要綜述內(nèi)容為我國(guó)煉鋼系統(tǒng)轉(zhuǎn)爐冶煉、精煉、連鑄、鋼包運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)度系統(tǒng)及軋鋼智能制造相關(guān)技術(shù)發(fā)展概況。

2 煉鋼系統(tǒng)

2.1 鐵水預(yù)處理系統(tǒng)

轉(zhuǎn)爐煉鋼依然是目前國(guó)內(nèi)最主要的工業(yè)煉鋼方法，穩(wěn)定而低硫的鐵水是提高轉(zhuǎn)爐冶煉效率、促進(jìn)品種開發(fā)及降低煉鋼生產(chǎn)成本的前提條件。多數(shù)鋼廠采用爐外脫硫預(yù)處理工藝獲取超低硫含量鐵水，有效減輕高爐脫硫負(fù)擔(dān)及降低轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐脫硫費(fèi)用。一鍵脫硫控制系統(tǒng)因其很好地克服傳統(tǒng)鐵水預(yù)處理系統(tǒng)脫硫效率不穩(wěn)定的缺點(diǎn)而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。陳帥等[2]利用KR脫硫過(guò)程全智能化控制技術(shù)開發(fā)了在線動(dòng)態(tài)脫硫控制模型，并運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)連接脫硫各個(gè)環(huán)節(jié)，能夠自動(dòng)采集鐵水質(zhì)量成分、前溫等原始數(shù)據(jù)，并根據(jù)大量的數(shù)據(jù)計(jì)算對(duì)前期的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行進(jìn)行訓(xùn)練，形成數(shù)據(jù)樣本。應(yīng)用后脫硫比達(dá)99 %，一次脫硫命中率達(dá)99.5 %，噸鐵消耗脫硫劑降低20 %，顯著提升脫硫效果。

2.2 轉(zhuǎn)爐冶煉系統(tǒng)的特點(diǎn)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展

轉(zhuǎn)爐冶煉是將高爐鐵水進(jìn)行脫碳升溫、去除夾雜得到鋼水的復(fù)雜高溫物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，涉及氣、固、液三相的熔化、傳熱、傳質(zhì)等復(fù)雜現(xiàn)象。從轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化控制技術(shù)（系統(tǒng)）發(fā)展歷程看，經(jīng)歷了靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和全自動(dòng)控制3個(gè)階段。即：基于理論計(jì)算模型的靜態(tài)控制；基于靜態(tài)控制開發(fā)的副槍/爐氣分析等動(dòng)態(tài)控制技術(shù)；基于自學(xué)習(xí)、自修正閉環(huán)轉(zhuǎn)爐吹煉模型的全過(guò)程自動(dòng)控制。全自動(dòng)煉鋼（一鍵式煉鋼）只需通過(guò)一個(gè)按鈕就能實(shí)現(xiàn)從降氧槍、加料、槍位、攪拌、副槍測(cè)量、提槍拉碳、終點(diǎn)目標(biāo)命中等整個(gè)轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程的全程自動(dòng)控制，已成為當(dāng)今煉鋼技術(shù)發(fā)展方向和鋼鐵行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)之一[3]。

2.2.1 全自動(dòng)煉鋼技術(shù)發(fā)展歷程

2.2.1.1 轉(zhuǎn)爐靜態(tài)控制模型的相關(guān)研究及進(jìn)展

基于理論計(jì)算的靜態(tài)控制模型揭示了轉(zhuǎn)爐冶煉的本質(zhì)，是進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉動(dòng)態(tài)控制的基礎(chǔ)。靜態(tài)模型（Converter Static Blowing Mode）包括熱、氧及堿度黏度平衡、合金計(jì)算等子模塊。模型以達(dá)到所要求質(zhì)量成分為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)入爐物料量、氧氣消耗量自動(dòng)計(jì)算并預(yù)測(cè)終點(diǎn)溫度及成分。楊曉龍等[3]以轉(zhuǎn)爐冶煉物料、熱平衡為基礎(chǔ)，建立了靜態(tài)控制數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)一步用Visual Basic開發(fā)出控制軟件，快速準(zhǔn)確計(jì)算出轉(zhuǎn)爐冶煉相關(guān)參數(shù)量，有效指導(dǎo)和優(yōu)化轉(zhuǎn)爐實(shí)際生產(chǎn)冶煉過(guò)程。張進(jìn)忠[4]利用轉(zhuǎn)爐靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型控制系統(tǒng)及分析技術(shù)在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中完成爐料加入、吹氧量等主要參數(shù)的計(jì)算，并通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了工藝設(shè)備的自動(dòng)煉鋼控制，顯著提高了生產(chǎn)的控制精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率。孫江波等[5]在某廠100 t轉(zhuǎn)爐構(gòu)建了優(yōu)化配料數(shù)學(xué)模型，利用Visual Basic及SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)出模型控制軟件系統(tǒng)，對(duì)該爐歷史實(shí)際冶煉過(guò)程參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選、更新后進(jìn)行系統(tǒng)離線運(yùn)行，效果良好：供氧量、石灰、白云石、礦石等預(yù)測(cè)值偏差小于300 m3（kg）的爐次分別達(dá)到84.8 %、78.3 %、87.0 %、78.3 %。李朝陽(yáng)等[6]構(gòu)建了將鋼水留渣量、鐵水帶渣量計(jì)入爐料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配料+靜態(tài)預(yù)測(cè)、過(guò)程控制、脫氧及合金化+成本計(jì)算等模塊構(gòu)成的新型靜態(tài)控制模型結(jié)構(gòu)，并采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建終點(diǎn)C-T預(yù)測(cè)模塊，進(jìn)一步提高靜態(tài)模型預(yù)報(bào)命中率及為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐冶煉全過(guò)程控制奠定基礎(chǔ)；葉瑞海[7]研發(fā)了包含廢鋼加入的優(yōu)化配料計(jì)算模型，實(shí)施后廢鋼自動(dòng)傳輸準(zhǔn)確率達(dá)到95 %以上，轉(zhuǎn)爐C-T雙命中率提高了20 %以上。

2.2.1.2 轉(zhuǎn)爐動(dòng)態(tài)控制模型的相關(guān)研究及進(jìn)展

轉(zhuǎn)爐動(dòng)態(tài)控制模型在靜態(tài)控制模型基礎(chǔ)上通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并實(shí)現(xiàn)冶煉需要的氧氣量、冷卻劑量和冶煉終點(diǎn)碳含量、爐溫值的準(zhǔn)確判斷，從而達(dá)到進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率、改善指標(biāo)目的。轉(zhuǎn)爐副槍、爐氣分析吹煉控制的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制的典型技術(shù)。

(1) 轉(zhuǎn)爐副槍系統(tǒng)及工藝模型

轉(zhuǎn)爐副槍系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)控制最主要的設(shè)備，承擔(dān)著在轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中連續(xù)獲得準(zhǔn)確鋼液溫度、碳氧含量及液面高度、成分等信息并將信息傳送至主控室的任務(wù)并與轉(zhuǎn)爐本體自動(dòng)化系統(tǒng)可聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)爐副槍煉鋼工藝的研究及應(yīng)用，形成穩(wěn)定的吹煉和加料（廢鋼）模式、動(dòng)態(tài)跟蹤優(yōu)化及校正煉鋼過(guò)程，是提高煉鋼生產(chǎn)綜合管理水平、節(jié)能降耗、增產(chǎn)增效、降低噸鋼成本有效手段之一[8]。

副槍工藝模型計(jì)算原理是基于熔池鋼液內(nèi)各元素的化學(xué)反應(yīng)、冶煉參數(shù)建立的包含原料計(jì)算、靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)計(jì)算等轉(zhuǎn)爐全部工藝過(guò)程模型。模型過(guò)程包括工程師、吹煉模式、及熔劑數(shù)據(jù)、鋼種成份、自學(xué)習(xí)、轉(zhuǎn)爐主操等十余類畫面。其工作流程簡(jiǎn)述為：數(shù)學(xué)模型→確定所需渣料、冷卻劑、氧氣用量→吹煉臨終“TSC”測(cè)定（測(cè)定熔池溫度、碳含量并提取鋼水試樣）→必要調(diào)整→吹煉終點(diǎn)→吹煉結(jié)束→再次“TSC”測(cè)定。殷志輝等[8]開發(fā)出計(jì)算機(jī)模型基礎(chǔ)級(jí)L1～過(guò)程級(jí)L2兩級(jí)控制聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的轉(zhuǎn)爐副槍自動(dòng)化系統(tǒng)，形成了ERP+MES+PCS管控一體化平臺(tái)，各工序模型運(yùn)行數(shù)據(jù)接收、傳輸準(zhǔn)確度高，達(dá)到縮短冶煉周期、減少補(bǔ)吹次數(shù)、降低渣中鐵含量、延長(zhǎng)爐襯壽命目的。

(2) 轉(zhuǎn)爐爐氣分析吹煉控制技術(shù)

副槍動(dòng)態(tài)控制技術(shù)使轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)命中率得到顯著提高（92～96 %）。但由其工作特點(diǎn)實(shí)踐中仍存在一些不足：“TSC”測(cè)定前并不能反映爐內(nèi)熔池成分、溫度、脫碳速度等狀況；爐料（尤其廢鋼）質(zhì)量、成分等方面的誤差易導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏離目標(biāo)；生產(chǎn)中采取“過(guò)吹”去碳保終點(diǎn)溫度的手段往往造成鋼水w（[O]）、爐渣w（FeO）提高；副槍的應(yīng)用增加了生產(chǎn)成本；測(cè)定時(shí)供氧強(qiáng)度的波動(dòng)以及時(shí)間、化驗(yàn)的滯后性增加轉(zhuǎn)爐冶煉周期等。爐氣分析吹煉控制技術(shù)的出現(xiàn)使其輔助甚至取代副槍動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)進(jìn)一步降低誤差成為可能。目前，國(guó)內(nèi)爐氣分析控制系統(tǒng)應(yīng)用情況為：中小轉(zhuǎn)爐由于不適合安裝副槍而采用了爐氣分析控制技術(shù)；大中型轉(zhuǎn)爐采用爐氣分析系統(tǒng)主要是將其計(jì)算結(jié)果用于與副槍動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)進(jìn)行比較或作為參考的輔助控制手段。亦即，實(shí)踐中副槍“TSC”測(cè)定主要用于終點(diǎn)溫度控制，爐氣分析控制系統(tǒng)承擔(dān)終點(diǎn)w（[C]）控制。部分具備條件的鋼廠開始取消副槍的“TSO”測(cè)定的嘗試，葉飛[9]對(duì)奧鋼聯(lián)煙氣分析動(dòng)態(tài)煉鋼技術(shù)進(jìn)行了較為詳細(xì)介紹，通過(guò)在轉(zhuǎn)爐煙道安裝在線氣體分析儀進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煙氣成分實(shí)時(shí)分析，對(duì)轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)控制，實(shí)現(xiàn)終點(diǎn)碳、溫預(yù)測(cè)及噴濺預(yù)警等功能；加拿大Dofasco公司針對(duì)轉(zhuǎn)爐爐料帶入碳含量誤差大、轉(zhuǎn)爐爐口—煙罩間吸入空氣等導(dǎo)致爐氣分析吹煉控制精度低的原因，通過(guò)穩(wěn)定鐵水w（[O]）及在爐氣分析控制模型中設(shè)置專門模塊計(jì)算吸入的空氣量及其對(duì)爐氣CO、CO2含量的影響，顯著提高了系統(tǒng)控制精度，副槍已完全停用，全部爐次實(shí)現(xiàn)終點(diǎn)不取樣直接出鋼[7]。

(3) 碳含量和鋼水溫度終點(diǎn)判斷的深入研究及新方法應(yīng)用進(jìn)展

轉(zhuǎn)爐煉鋼冶煉過(guò)程終點(diǎn)碳含量、鋼水溫度的準(zhǔn)確預(yù)判是過(guò)程控制核心操作之一，也是決定鋼水質(zhì)量的關(guān)鍵主因。依據(jù)操作者經(jīng)驗(yàn)、副槍和爐氣分析檢測(cè)及基于爐口光輻射能量變化等方法能夠進(jìn)行作為轉(zhuǎn)爐吹煉末期終點(diǎn)判斷和控制，但均存在不足，如操作者對(duì)轉(zhuǎn)爐火焰特征進(jìn)行目測(cè)做出的終點(diǎn)判斷，必然導(dǎo)致因人員經(jīng)驗(yàn)水平差異、實(shí)際復(fù)雜工況條件等因素影響使得煉鋼生產(chǎn)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性難以提升；副槍技術(shù)的應(yīng)用存在難以進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量、探頭使用壽命不高的不足；爐氣成分連續(xù)分析檢測(cè)時(shí)惡劣的工作環(huán)境造成使用和維護(hù)成本較高；基于不同吹煉時(shí)期爐口光輻射能量變化的特點(diǎn)進(jìn)行終點(diǎn)判斷易受到現(xiàn)場(chǎng)干擾輻射源對(duì)輻射采集儀器的影響，以及轉(zhuǎn)爐煉鋼計(jì)算機(jī)服務(wù)器采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)非線性、多變量、高噪音的特點(diǎn)，均會(huì)對(duì)操作者在吹煉過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)的實(shí)時(shí)判斷造成影響。部分學(xué)者針對(duì)上述難點(diǎn)，對(duì)在具體轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過(guò)程引入粗糙集理論、進(jìn)行煉鋼知識(shí)數(shù)據(jù)預(yù)處理、建立基于粗糙集的轉(zhuǎn)爐煉鋼知識(shí)發(fā)現(xiàn)模型以及基于火焰圖像的吹煉終點(diǎn)判斷等提升煉鋼終點(diǎn)溫度預(yù)測(cè)及判斷精度的有效方法展開研究及應(yīng)用，以得到從大量的歷史數(shù)據(jù)中找出實(shí)用有效的知識(shí)替代人的經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、精確判斷和控制煉鋼終點(diǎn)溫度的新方法、新手段。

胡燕等[10]分別以轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的主要影響因素、冶煉終點(diǎn)控制目標(biāo)作為知識(shí)發(fā)現(xiàn)的條件屬性與決策屬性，應(yīng)用數(shù)據(jù)清洗、標(biāo)準(zhǔn)化及離散等方式對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，建立了基于粗糙集方法的轉(zhuǎn)爐煉鋼知識(shí)發(fā)現(xiàn)模型。對(duì)210 t轉(zhuǎn)爐鋼水終點(diǎn)溫度影響較大因素測(cè)試結(jié)果分析為氧氣消耗量、鐵水硅含量、鐵礦石質(zhì)量等。進(jìn)一步的應(yīng)用實(shí)踐表明，基于粗糙集方法的知識(shí)發(fā)現(xiàn)模型提取出的鋼水終點(diǎn)溫度知識(shí)規(guī)則與現(xiàn)場(chǎng)變化規(guī)律一致，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)知識(shí)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和規(guī)則提取。為進(jìn)一步提升終點(diǎn)判斷的準(zhǔn)確率，江帆等[11]提出一種基于火焰圖像卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Convolution Neural Network）識(shí)別建模的轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)判斷方法，利用卷積運(yùn)算提取不同冶煉時(shí)期火焰的輪廓、角點(diǎn)、線條等紋理特征并采用平均池化降低特征維數(shù)，同時(shí)利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）自行從樣本圖像中分層遞階地學(xué)習(xí)相應(yīng)特征，最終提取到涵蓋轉(zhuǎn)爐冶煉不同階段的火焰信息。試驗(yàn)結(jié)果表明，該方法更有利于進(jìn)行火焰分類及可視化處理，所建模型可以對(duì)冶煉前、中、末期不同狀態(tài)的火焰圖像進(jìn)行精確區(qū)分，識(shí)別率分別較采用灰度共生矩陣、灰度差分統(tǒng)計(jì)等人工提取特征方法分別提升29.0 %、4.0 %。并且有效減少人工干預(yù)以及耗時(shí)更少，這更易于滿足實(shí)際冶煉中對(duì)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)判斷的高實(shí)時(shí)性要求。此外，嚴(yán)良濤等[12]建立了基于核獨(dú)立元回歸（KICR）方法的終點(diǎn)溫度預(yù)測(cè)模型，并利用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真，在預(yù)測(cè)精度、跟蹤性能等方面得到了優(yōu)于PCR、PLSR和ICR等預(yù)測(cè)模型的結(jié)果，有效為提升實(shí)際生產(chǎn)終點(diǎn)控制精度提供參考，提高生產(chǎn)效益。

2.2.1.3 轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼控制、模型綜合應(yīng)用研究及進(jìn)展

自動(dòng)化煉鋼控制包括實(shí)現(xiàn)從降氧槍、加料、槍位過(guò)程控制、測(cè)量、自動(dòng)提槍拉碳的計(jì)算機(jī)全程控制。控制系統(tǒng)包括PLC、結(jié)晶分析技術(shù)等基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)和使用靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的二級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)兩部分。二級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)工藝模型完成入爐原料、吹氧量的計(jì)算及吹煉過(guò)程控制模式的選擇和吹煉過(guò)程控制優(yōu)化。一級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)根據(jù)二級(jí)工藝模型的計(jì)算設(shè)定值和控制模式來(lái)具體實(shí)現(xiàn)相關(guān)工藝設(shè)備的控制。

劉建[13]論述了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制轉(zhuǎn)爐煉鋼的軟硬件及其基礎(chǔ)自動(dòng)化要求，以及主輔原材料標(biāo)準(zhǔn)及冶煉參數(shù)設(shè)定等必要條件，并通過(guò)完善上述條件相繼實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐煉鋼全自動(dòng)控制中的轉(zhuǎn)爐濺渣、吹煉、合金化、雙渣冶煉、留渣操作及轉(zhuǎn)爐出鋼的自動(dòng)控制。李衛(wèi)東等[14]開展了包含提升全自動(dòng)煉鋼率、C-T雙命中率的一鍵煉鋼技術(shù)的研究與應(yīng)用。所研發(fā)的一鍵煉鋼系統(tǒng)很好地反映了動(dòng)態(tài)控制模型運(yùn)行的狀況，系統(tǒng)投用2個(gè)月后轉(zhuǎn)爐全自動(dòng)煉鋼率達(dá)到20 %，C-T雙命中率也穩(wěn)步提升至60 %。隨著工作的持續(xù)優(yōu)化，各項(xiàng)指標(biāo)不斷攀升。自動(dòng)煉鋼系統(tǒng)不僅要對(duì)冶煉全過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤、計(jì)算，并使冶煉過(guò)程按照預(yù)設(shè)方案進(jìn)行。門志剛[15]認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的工藝過(guò)程控制模型的核心是“鋼水-爐渣-爐氣”熱力學(xué)模型系統(tǒng)，以此為基利用計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算功能結(jié)合完善的二級(jí)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)建立了動(dòng)態(tài)模型，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冶煉全程鋼水、爐渣和溫度的變化。在120 t轉(zhuǎn)爐上實(shí)現(xiàn)了無(wú)煙氣監(jiān)測(cè)裝置和副槍的自動(dòng)化煉鋼，顯著改善技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：鋼鐵料、氧氣及石灰消耗分別降低2.2 kg/t、2.0 m3/t、2.3 kg/t；轉(zhuǎn)爐脫磷率、終點(diǎn)碳溫命中率均>80 %。同時(shí)，提高了崗位操作標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化水平。費(fèi)鵬等[16]從具體冶煉條件出發(fā)，自主開發(fā)了包括氧槍、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和自學(xué)習(xí)模型（Converter Self-Adaptive Model）等4個(gè)子模型的轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程及自動(dòng)化煉鋼模型（ACSAS）。自學(xué)習(xí)模型（CSAM）通過(guò)對(duì)歷史冶煉數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾和分析，單獨(dú)存儲(chǔ)自動(dòng)化控制較好的爐次數(shù)據(jù)，以此計(jì)算出相關(guān)控制參數(shù)供下一爐次使用。此外，結(jié)合提高設(shè)備的可靠性、冶煉條件的穩(wěn)定性、采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性等技術(shù)措施，延長(zhǎng)了自動(dòng)化煉鋼系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行周期，終點(diǎn)碳、終點(diǎn)溫度的命中率分別提高了2.5 %、10.9 %，終點(diǎn)碳溫雙命中率提高了11.8 %。

2.3 轉(zhuǎn)爐冶煉的工藝、參數(shù)及精煉爐模型優(yōu)化

轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹作為一種高強(qiáng)度長(zhǎng)壽命冶煉技術(shù)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。馮帥等[17]采用冷態(tài)模擬方法，研究了某鋼廠100 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐頂吹和底吹氣體流量、槍位、熔池深度等工藝參數(shù)對(duì)冶煉效果的影響規(guī)律，得到了合適的熔池深度、搶位和頂吹流量范圍，有效提高了攪拌強(qiáng)度，確保了適當(dāng)?shù)娜鄢貨_擊深度和最小的爐口噴濺量，顯著延長(zhǎng)爐底壽命。王新華等[18]認(rèn)為：生產(chǎn)低碳、超低碳鋼的鋼廠應(yīng)采取底吹元件“動(dòng)態(tài)維護(hù)”等措施，將底攪強(qiáng)度增加至0.1～0.15 m3／（t?min），提高熔池實(shí)際攪拌效果；可利用增大底吹攪拌強(qiáng)度，采用“脫磷轉(zhuǎn)爐+脫碳轉(zhuǎn)爐”煉鋼工藝進(jìn)行鐵水脫磷預(yù)處理，解決脫碳轉(zhuǎn)爐熱量不足問(wèn)題。

轉(zhuǎn)爐在煉鋼過(guò)程中依靠鐵水物理熱及鐵水組分間化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量而將鐵水、廢鋼等原料轉(zhuǎn)化為鋼水，轉(zhuǎn)爐下渣的精準(zhǔn)有效檢測(cè)，對(duì)提升煉鋼效率與質(zhì)量有積極意義。董新龍等[19]提出一種基于自動(dòng)化技術(shù)的新型機(jī)器視覺的轉(zhuǎn)爐下渣檢測(cè)系統(tǒng)，模擬人工下渣檢測(cè)行為進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)多達(dá)8個(gè)鋼種的多次檢測(cè)成功率達(dá)到94.74 %，顯著提升擋渣效果。精煉爐實(shí)現(xiàn)包括合金投入量計(jì)算、綜合成分預(yù)測(cè)、合金最小成本及溫度實(shí)時(shí)損失計(jì)算等部分模型的自動(dòng)控制，降低了合金使用總成本和提高鋼水成分控制精度[20]。此外，針對(duì)LF精煉爐電極控制具有影響因素多、非線性等特點(diǎn)，王喆等[21]采用基于神經(jīng)元理論的控制方法改進(jìn)精煉爐電極自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，顯著提高控制系統(tǒng)響應(yīng)速度，同時(shí)減少水冷電纜更換數(shù)量和中壓短路器的故障率，提升了LF爐的設(shè)備運(yùn)行效率及連續(xù)生產(chǎn)能力。

2.4 連鑄系統(tǒng)智能化

連鑄工序鋼包、中間包、連鑄區(qū)域工藝控制非穩(wěn)態(tài)因素及涉及人工操作工位較多。從連鑄工藝出發(fā)，連鑄物理意義上的智能化應(yīng)包括上述幾個(gè)區(qū)域的自動(dòng)化、無(wú)人化及物流控制，如，鋼包區(qū)域：鋼包下渣檢測(cè)自動(dòng)判斷、鋼包余鋼自動(dòng)控板、中間包自動(dòng)吹氬系統(tǒng)及在線連續(xù)自動(dòng)連續(xù)測(cè)溫等技術(shù)的實(shí)現(xiàn)；中間包區(qū)域：中間包自動(dòng)開澆、連鑄自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)、結(jié)晶器自動(dòng)吹氧、結(jié)晶器液面異常自動(dòng)處置等系統(tǒng)；連鑄的物流控制：連鑄拉速全過(guò)程自動(dòng)控制及連鑄混澆模型上線應(yīng)用；連鑄自動(dòng)澆鋼綜合技術(shù)應(yīng)用：澆鋼工從以前的流旁操作轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注鑄機(jī)狀態(tài)。其他：加渣機(jī)投用率超過(guò)90 %，完全代替人工加渣；自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)、異常自動(dòng)處理系統(tǒng)確保在澆鋼現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人情況下發(fā)生異常時(shí)的事故自動(dòng)處置，杜絕生產(chǎn)隱患[22]。

結(jié)晶器液位控制對(duì)避免漏鋼溢鋼、防止夾雜卷入鑄坯或保護(hù)渣不均勻流入產(chǎn)生缺陷及穩(wěn)定鑄坯凝固、降低勞動(dòng)強(qiáng)度具有決定性作用。江杰等[22]通過(guò)完善的串級(jí)控制算法、精密的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、精確的液位檢測(cè)等技術(shù)措施，對(duì)某廠寬厚板連鑄機(jī)的結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，包括實(shí)際液位與目標(biāo)液位比較、運(yùn)算等過(guò)程均由基于PLC的閉路控制器完成，確保了整個(gè)過(guò)程的結(jié)晶器鋼水液位、鑄坯質(zhì)量及連續(xù)澆鑄作業(yè)的生產(chǎn)穩(wěn)定，正常狀態(tài)下液位調(diào)節(jié)精度可達(dá)到±0.2 mm。在連鑄生產(chǎn)中，結(jié)晶器振動(dòng)控制決定連鑄坯質(zhì)量及結(jié)晶器脫模效果，徐祉娟等[23]介紹了某鋼廠2 300 mm雙流板坯連鑄機(jī)的液壓振動(dòng)裝置的控制原理、系統(tǒng)架構(gòu)及其相關(guān)控制技術(shù)，實(shí)踐中通過(guò)建立振動(dòng)工藝模型及應(yīng)用波形生成、位置控制等算法并輔以壓力補(bǔ)償?shù)姆绞剑瑢?shí)現(xiàn)了結(jié)晶器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的平穩(wěn)高精度正弦和非正弦振動(dòng)，明顯改善了結(jié)晶器保護(hù)渣的潤(rùn)滑，達(dá)到減少鑄坯振痕、提高鑄坯質(zhì)量和金屬收得率的效果。

二冷配水控制水平是決定連鑄鑄坯質(zhì)量、產(chǎn)量的關(guān)鍵技術(shù)之一，直接關(guān)系到鑄坯的熱裂紋（表面、中間及角部）、中心偏析等質(zhì)量缺陷。單一控制配水方式及數(shù)據(jù)模型不利于連鑄機(jī)的整體提速和新鋼種的開發(fā)研究。劉文勇[24]基于實(shí)際區(qū)域工藝、配水要求分析，建立一種包括區(qū)域配水、普通鋼種的初次配水、品種鋼的二冷配水的模型及準(zhǔn)確性校驗(yàn)系統(tǒng)的鑄機(jī)二冷配水控制數(shù)據(jù)模型，在某鋼廠五機(jī)五流的高速生產(chǎn)模式中對(duì)所建模型和控制算法進(jìn)行驗(yàn)證，該模型能夠做到配水量的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制，具有較高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。趙明琨等[25]采用動(dòng)態(tài)控制板坯連鑄機(jī)輥縫使僻板坯有效避免中心偏析。冉蓮玉等[26]對(duì)二次冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改造，采用CISDI三維模型進(jìn)行二冷動(dòng)態(tài)控制和CISDI動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)，鑄坯表面、中間裂紋及中心偏析等質(zhì)量指標(biāo)以及頭尾坯收得率明顯改善，有效地提高了板坯質(zhì)量。

2.5 鋼包應(yīng)用、管理及煉鋼大工序調(diào)度系統(tǒng)

2.5.1 鋼包及鋼包應(yīng)用、管理

鋼包承擔(dān)著轉(zhuǎn)爐-精煉爐-連鑄工序間運(yùn)輸鋼水的工作任務(wù)并作為進(jìn)行二次冶金反應(yīng)的重要容器，其狀態(tài)與鋼水溫度、廠內(nèi)物流控制及生產(chǎn)節(jié)奏關(guān)系密切。鋼包的實(shí)時(shí)物流信息必將對(duì)鋼廠系統(tǒng)運(yùn)行、節(jié)能降耗產(chǎn)生重要影響。廠內(nèi)鋼包包括計(jì)劃排定、臺(tái)賬記錄等日常運(yùn)轉(zhuǎn)信息依靠人工、經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)模式，使鋼包在運(yùn)行中存在不能及時(shí)掌握裝包、砌包等過(guò)程相關(guān)參數(shù)及包本體耐材材質(zhì)、應(yīng)用次數(shù)等有關(guān)信息。尤其是在鋼廠冶煉鋼種多樣、精煉工藝復(fù)雜條件下，鋼包信息掌握的精確度高低，對(duì)鋼廠生產(chǎn)影響加劇。近年來(lái)，包括鋼包定位跟蹤、選配模型、鋼水溫度精確預(yù)定等技術(shù)在內(nèi)的信息化鋼包管理系統(tǒng)得到了廣泛研究及應(yīng)用，眾多學(xué)者利用實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)對(duì)鋼包位置、熱狀態(tài)等進(jìn)行在線監(jiān)控及建立共享數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)鋼包信息在鋼廠內(nèi)的有效傳遞和鋼包的系統(tǒng)化管理，提高生產(chǎn)效率、降低冶煉成本[27]。

朱祥等[28]開發(fā)了包括計(jì)算機(jī)跟蹤、行車定位、車載作業(yè)在內(nèi)的鋼包智能跟蹤管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程鋼包全程自動(dòng)控制和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的全程監(jiān)視。并通過(guò)對(duì)鋼包相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提高了對(duì)鋼包配號(hào)、包齡、維修、烘烤、材質(zhì)應(yīng)用管理的實(shí)時(shí)調(diào)度和精細(xì)化管控水平，解決了鋼包信息差錯(cuò)、信息傳輸延遲、現(xiàn)場(chǎng)管理難等問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)鋼包安排計(jì)劃、周轉(zhuǎn)模式優(yōu)化，顯著減少操作工的工作量、降低誤差。劉在春等[29]基于包括電子標(biāo)簽、閱讀器及應(yīng)用軟件的RFID 射頻識(shí)別技術(shù)設(shè)計(jì)了鋼包跟蹤定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鋼包狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，鋼包物流信息得到及時(shí)記錄和傳輸，為鋼廠生產(chǎn)管理提供重要數(shù)據(jù)，穩(wěn)定了鋼廠生產(chǎn)節(jié)奏。蔡峻等[30]對(duì)鋼包周轉(zhuǎn)過(guò)程、管理中常見問(wèn)題進(jìn)行了研究，開發(fā)了包括跟蹤、配包和鋼水溫度補(bǔ)償?shù)裙δ苣K并配置了相應(yīng)系統(tǒng)所需的硬、軟件支持的鋼包一體化管理系統(tǒng)，很好地取代了手工記錄鋼包數(shù)據(jù)信息和人工調(diào)度的傳統(tǒng)方式，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的收集、共享以及按鋼包位置、溫度及冶煉鋼種等信息進(jìn)行的調(diào)度優(yōu)化，有效提高周轉(zhuǎn)率、降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度和節(jié)約能源。

鋼水溫度均衡充足與否是現(xiàn)代化高效連續(xù)煉鋼的關(guān)鍵。鋼包周轉(zhuǎn)過(guò)程中的鋼水溫降是鋼包熱狀態(tài)的重要影響因素。針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)測(cè)法尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)包襯內(nèi)部進(jìn)行接觸式實(shí)時(shí)測(cè)溫特點(diǎn)。陳桂彬等[31]根據(jù)鋼廠具體烘烤制度和鋼包數(shù)據(jù)，采用有限差分正向求解鋼包包襯溫度場(chǎng)，利用順序函數(shù)法對(duì)包襯溫度分布進(jìn)行數(shù)學(xué)反演并進(jìn)行精度修正的方式，即：通過(guò)建立非穩(wěn)態(tài)鋼包傳熱數(shù)學(xué)模型，采用Fluent軟件模擬火焰溫度場(chǎng)，再以測(cè)溫電子槍測(cè)得的包殼溫度為已知條件，對(duì)包襯溫度分布進(jìn)行數(shù)學(xué)反演。實(shí)踐中通過(guò)計(jì)算機(jī)C 語(yǔ)言編寫烘烤過(guò)程的溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件對(duì)210 t鋼包烘烤過(guò)程進(jìn)行智能化模擬追蹤，得到修正的包襯溫度場(chǎng)隨時(shí)間的變化圖。為鋼廠的鋼包調(diào)度、烘烤制度合理編制提供了一個(gè)切實(shí)可行的新方法。

2.5.2 煉鋼-精煉-連鑄生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)

煉鋼-精煉-連鑄作為煉鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其生產(chǎn)調(diào)度質(zhì)量是提升生產(chǎn)效率、設(shè)備利用率及降低成本的核心所在，但其具有復(fù)雜離散/連續(xù)混合型動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)物流特征使得調(diào)度界面優(yōu)化成為困難。MES系統(tǒng)的出現(xiàn)有效克服過(guò)程自動(dòng)化與管理信息系統(tǒng)之間存在的數(shù)字障礙，應(yīng)用系統(tǒng)仿真技術(shù)成為揭示煉鋼-精煉-連鑄生產(chǎn)物流運(yùn)行內(nèi)在規(guī)律，克服系統(tǒng)預(yù)測(cè)與診斷難點(diǎn)，優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度方案的有效手段。段立娜等[32]根據(jù)煉鋼-精煉-連鑄工序生產(chǎn)物流特點(diǎn)，采用面向?qū)ο蟮姆抡娼＜夹g(shù)建立層次化仿真對(duì)象模型，開發(fā)了煉鋼-精煉-連鑄物流仿真系統(tǒng)，克服了以往形式化數(shù)學(xué)描述調(diào)度系統(tǒng)的的不足，在企業(yè)信息化系統(tǒng)架構(gòu)下系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)流運(yùn)行正常，實(shí)現(xiàn)煉鋼生產(chǎn)方針和調(diào)度方案優(yōu)化。劉青等[33]闡述了高品質(zhì)鋼冶煉-連鑄過(guò)程的精益制造系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)方法與內(nèi)容，將冶煉高品質(zhì)鋼轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)的精準(zhǔn)控制技術(shù)、連鑄凝固冷卻過(guò)程的精益控制技術(shù)、煉鋼-連鑄過(guò)程工序運(yùn)行的協(xié)調(diào)與控制技術(shù)、精細(xì)生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度技術(shù)和生產(chǎn)調(diào)度模型與工序工藝模型的協(xié)同，以及諸項(xiàng)技術(shù)與MES的接口技術(shù)進(jìn)行綜合集成，形成以生產(chǎn)工序工藝控制、流程運(yùn)行協(xié)調(diào)控制及生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度協(xié)同優(yōu)化為支撐的系統(tǒng)技術(shù)體系與集成解決方案，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

3 軋鋼技術(shù)發(fā)展概況及方向

近年來(lái)，我國(guó)軋鋼技術(shù)、鋼材品種結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化取得明顯進(jìn)步，主要包括：棒線材免加熱直接軋制和軋制復(fù)合技術(shù)發(fā)展迅速；難加工鋼材品種如不銹鋼、硅鋼等實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)；雙輥薄帶連鑄技術(shù)進(jìn)入示范生產(chǎn)階段；ESP生產(chǎn)技術(shù)（無(wú)頭帶鋼生產(chǎn)線）投產(chǎn)后單線月產(chǎn)突破15萬(wàn)t；新一代TMCP控軋控冷技術(shù)投入實(shí)踐應(yīng)用；重大裝備用鋼和重點(diǎn)品種開發(fā)不斷取得新成果[34]，與此密切關(guān)聯(lián)的是，為軋鋼生產(chǎn)新產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新、低成本生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)支撐的是軋鋼裝備自動(dòng)化程度、智能化水平的不斷提升。軋鋼系統(tǒng)裝備技術(shù)發(fā)展特征為：持續(xù)向連續(xù)化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、新一代信息技術(shù)在軋鋼智能制造方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展和應(yīng)用：寶鋼股份冷軋廠2 030 mm新建熱鍍鋅機(jī)組全線配置了拆捆、撈渣、取樣、貼標(biāo)簽等機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)無(wú)人操作；寶鋼1580熱軋線“黑燈工廠”、太鋼智能化棒材生產(chǎn)線率先實(shí)現(xiàn)智能工廠示范。

劉文仲[35]概述了我國(guó)軋鋼自動(dòng)化的現(xiàn)狀。認(rèn)為在熱連軋、冷連軋、中寬厚板生產(chǎn)領(lǐng)域，從國(guó)外著名廠商西門子、西馬克、VAI、ABB、達(dá)涅利等引進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軋鋼數(shù)學(xué)模型占據(jù)主導(dǎo)地位，但同時(shí)存在不同企業(yè)重復(fù)引進(jìn)，不能有效對(duì)軋鋼數(shù)學(xué)模型進(jìn)行維護(hù)和二次開發(fā)深度及廣度不夠，數(shù)學(xué)模型的調(diào)試和參數(shù)確定過(guò)多依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)而缺乏理論化、標(biāo)準(zhǔn)化等主要問(wèn)題，制約了國(guó)內(nèi)對(duì)引進(jìn)數(shù)學(xué)模型的消化、吸收和創(chuàng)新。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)各鋼廠、科研機(jī)構(gòu)對(duì)國(guó)外計(jì)算機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)、軋鋼數(shù)學(xué)模型數(shù)十年的引進(jìn)、消化、吸收之后，已經(jīng)有能力自主設(shè)計(jì)、集成軋鋼自動(dòng)化系統(tǒng)。其發(fā)展過(guò)程概括為：從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從L1級(jí)到L2級(jí)；應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)從局部修改到新功能添加；軋鋼數(shù)學(xué)模型從參數(shù)修改優(yōu)化到模型結(jié)構(gòu)的完善與改進(jìn)；熱連軋計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)在智能化方向取得突破。劉文仲[36]指出，探索實(shí)用、好用的工業(yè)大數(shù)據(jù)分析方法（并非完全套用商務(wù)大數(shù)據(jù)的分析方法），是實(shí)現(xiàn)軋鋼系統(tǒng)智能化的一個(gè)方向。目前，我國(guó)多數(shù)軋鋼生產(chǎn)線所用系統(tǒng)軟件、數(shù)學(xué)模型概況為：在原料及生產(chǎn)條件正常條件下能夠進(jìn)行較為準(zhǔn)確的設(shè)定、預(yù)報(bào)和計(jì)算，滿足生產(chǎn)過(guò)程控制的需要。但當(dāng)生產(chǎn)條件出現(xiàn)異常時(shí)，模型應(yīng)用易出現(xiàn)較大偏差，通常必須通過(guò)工藝、模型維護(hù)人員修改模型的參數(shù)、計(jì)算條件、計(jì)算邏輯等方可保證正常應(yīng)用。基于此，在軋鋼行業(yè)完成自動(dòng)化的基礎(chǔ)上強(qiáng)化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的建設(shè)、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和組織，數(shù)據(jù)采集完整、可靠并具真實(shí)性、完整性及良好的對(duì)應(yīng)性（數(shù)據(jù)與產(chǎn)品、數(shù)據(jù)與生產(chǎn)過(guò)程的時(shí)間），實(shí)現(xiàn)工藝制度模型化、自動(dòng)化，模型維護(hù)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)模型自學(xué)習(xí)的智能化。即把工藝技術(shù)、模型維護(hù)人員的技術(shù)方法融化到軟件中，使軟件能夠模擬專業(yè)人員的智能活動(dòng)，從而提高數(shù)學(xué)模型的適應(yīng)性和外延性，不再需要人為干預(yù)。這成為在軋鋼過(guò)程控制中從軋鋼軟件和數(shù)學(xué)模型方面實(shí)現(xiàn)智能化的一個(gè)突破口。

4 結(jié)語(yǔ)

由于轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程的復(fù)雜性，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力的加劇、生產(chǎn)節(jié)奏的加快和對(duì)冶煉終點(diǎn)控制精確度的不斷提高的要求，利用先進(jìn)的信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)開發(fā)適宜的轉(zhuǎn)爐靜態(tài)控制和轉(zhuǎn)爐動(dòng)態(tài)控制、全自動(dòng)控制模型及生產(chǎn)調(diào)度等相關(guān)系統(tǒng)，以及開展提升碳含量和鋼水溫度終點(diǎn)判斷精度控制的深入研究及新方法應(yīng)用，對(duì)煉鋼工序內(nèi)轉(zhuǎn)爐、連鑄機(jī)及煉鋼-精煉-連鑄調(diào)度界面等多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行全過(guò)程智能化控制、管理，達(dá)到局部、全部取代完全依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)控制煉鋼過(guò)程的目的，是系統(tǒng)提升煉鋼安全生產(chǎn)、工作效率、提質(zhì)降耗的重要途徑之一。研究及實(shí)踐證明，智能化煉鋼技術(shù)具有突出的優(yōu)越性，轉(zhuǎn)爐能夠顯著提高生產(chǎn)能力，獲得穩(wěn)定的吹煉操作和提高鋼水成分和溫度的命中率，縮短冶煉周期，降低鋼鐵料、輔料消耗和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，從根本上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化操作，獲得了良好的應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)軋鋼自動(dòng)化程度從硬件、軟件和數(shù)學(xué)模型的配置方面來(lái)說(shuō)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，智能化發(fā)展成為有效利用高水平設(shè)備實(shí)現(xiàn)軋鋼系統(tǒng)高效降本、提質(zhì)增效等目標(biāo)的一種有效解決方案。