自動化煉鋼技術的應用與研究

于天明 危光全 田文鋒

（青島特殊鋼鐵有限公司，山東 青島 266000）

鋼鐵行業被當做傳統重工業之一，其基礎很深厚，有很深的資本積累。當前，現代的信息技術做為新興產業，逐漸普遍地被應用到了各行各業的系統管理中，具有很大的發展空間，而把兩者結合的自動化煉鋼技術滿足了現代對傳統行業提出的更嚴格要求，不僅在鋼鐵工業中對其進行新的理論指導，還要深入去實踐，深入去學習并且要掌握其自動化煉鋼技術，還要準備拓展到更廣闊的應用范圍中，對于煉鋼技術自動化智能的探索上，要對工程實施流程的規范，按照規定定時進行質量檢測，才能提高自動化水平。

1 自動化煉鋼技術應用的重要意義

1.1 不僅保證了生產效率，更具備節能環境的特點

傳統的煉鋼工技術不但需要消耗大量的能源，同時會對環境造成嚴重的污染。在改革開放的初期，國家經濟建設主要以粗放性經濟建設為主，不但能源消耗的數量巨大，整個的工作效能也較為低下。自動化煉鋼技術的應用，不但能夠對材料進行精準的計算，更能根據鋼材的需求進行技術參數調整，達到最好的效果，充分體現了自動化節能的特點。與此同時，自動化煉鋼技術還具備循環再利用的功能，在鋼鐵煉化過程中，廢氣、污水數量都得到了有效的控制，通過對污染信息的實時監測，自動化煉鋼技術已達到節能減排的相關標準，從而為人們創造了一個更好的生活環境。

1.2 信息技術與自動化技術完美的融合

現階段，信息化技術在我國已得到了廣泛的應用，也使得各個行業的生產效率得到了更好的提升，鋼鐵行業自然也不例外。利用信息技術、建模及AI 技術結合應用，使得當前的煉鋼技術有了很大的改進。信息技術為鋼鐵行業建設提供了強大的數據支持，讓煉鋼數據庫資源變得更加豐富，對于自動化技術的改進具有重要的作用。而對于整個煉鋼的行業來說，計算機強大的計算功能，為煉鋼過程中數據處理提供了強大的運算功能，使整個系統的協作能力得到更好的展現，同時還對于管控一體化功能的實現提供了強大的技術支持，使煉鋼的效能得以更好且具體地展現。

2 自動化煉鋼過程控制系統技術及流程

2.1 自動化煉鋼過程控制系統技術

煉鋼過程是一個動態化的控制過程，在進行控制技術系統設計的時候，要立足于煉鋼技術的特殊屬性來進行針對性地控制。由于煉鋼過程包含了多項內容，因此進行控制技術系統設計的時候，需要考慮造渣、供氧、終點控制等內容，通過自動化煉鋼過程控制技術系統的設計后需要滿足系統的可查看性，能夠通過系統監測整個自動化煉鋼全過程，還要滿足錯誤更正、目標預測、反應迅速、吹煉終點命中準確等特點。因此根據這些屬性制定了滿足自動化煉鋼過程控制所需要的系統，包括三個級別其中L2 級別是煉鋼全過程控制，L1 級別是基礎控制，主要是質量監測系統的控制，比如儀表控制、電氣控制等，而L2 級別主要是通過計算機系統和L1 系統控制中的儀表、電氣等質量儀器連接構成的系統控制；L1 主要是進行自動化煉鋼過程中生產設備、設備故障等維系生產的控制，L2 主要是對生產工藝、工藝順序及設備等控制。此外，數據還具有互通性，L1 中的數據可以為L2 系統提供數據參考。

2.2 自動化煉鋼過程控制流程

自動化煉鋼是一個多程序的復雜過程，因此為了保障技術控制系統更好地發揮作用，要明確煉鋼的各個環節，進而實現高效的控制。首先，要做好自動化煉鋼開始前的準備工作，比如置頂自動化煉鋼過程中鋼水的溫度、成分、鋼水量等多個方面，以此建立初次預算模型，計算出煉鋼過程中需要的材料種類、重量等。然后，在根據鋼種、廢鐵種類及重量、鋼包容積等建立第二類模型，算出集體的數據[1]。

3 自動化煉鋼過程中控制技術的應用

3.1 安全控制

通常我們在自動化煉鋼的時候，想要能夠保證氧槍像之前正常的運行，在運行的時候必須對其做出最好的設計，像電氣控制、機械控制還有程序控制等等。必須選擇正確的位置然后對槍位進行檢驗，通常我們搜集樣品的時間是20ms，如果有偏差最好控制到1cm 之內，全方位地對氧槍位置進行完善的邏輯分析，這樣才能夠讓氧槍比之前更加穩定?，F在，必須對超過這個速度的氧槍進行控制，按照規定的公式對槍速進行計算，如果計算的結果跟標準參數相不一樣，那必須要輸出報警，這時候的操作人員必須調節相關設備參數。然后，編碼器斷線要對丟碼控制，編碼器如果出現在一些問題或者有短路的情況，都會出現槍位失真，這樣會使得錯誤很難控制，所以必須對檢測碼實行變化邏輯的有效分析，從而發出警報。編碼器及氧槍對鋼繩滾筒進行牽引，然后會通過機械進行連接，如果出現連接脫落的情況，就會導致檢測槍跟實際槍位不一樣，這樣的結果會讓安全連接喪失作用，針對該問題我們要進行程序分析然后輸出報警[2]。

3.2 位置控制

位置控制來說的話，就是直接保證氧能準確地達到吹煉位置，這樣才能把煉鋼的質量提高，讓生產的效果能夠得到很大的提升。在氧槍的位置控制方面，精準度和迅速性存在很大的矛盾，最重要的就是使氧槍升降速度得到提高，但會使得別的位置準確性不好控制，把氧槍速度降低的時候，可以讓氧槍的位置精準性得到很大的提高，會讓生產的效果有降低。轉爐煉鋼生產的時候要遵守具體的技術要求，通過氧槍的機械還有電氣的特點讓矛盾得以解決。將氧槍升降快速提升，才能保證位置的控制能夠達到準確的結果。從氧槍的升降來說的話，有兩個區域，即恒速區就是減速區。跟實際的工藝狀態還有調試狀況來看，減速區里面的參數的最高值設定是2m，槍位的參數還有設計參數2m 上面的區域為恒速區，在恒速區要先獲取氧槍速度控制方面的參數，使得氧槍運行的速度得到提升，才能把煉鋼過程更好進行。

4 自動化煉鋼技術應用的有效措施

4.1 加大自動化煉鋼程度控制的力度

自動化煉鋼不但提升了整體煉鋼的品質，同時也更好地保證了煉鋼的效能。數控技術在當前工業建設中得到了廣泛的應用。在鋼鐵行業建設的過程中，也適時地引入了數控技術，不但能夠使自動化的適應能力得以更好的展現，對于整個自動化煉鋼工藝流程的產業升級，也具有重要的指導作用。雖然目前煉鋼工作還需要人力進行配合，但在融入自動化技術及數控技術之后，整個鋼鐵行業的作業流程及工藝得到了更好的控制，工序的不斷優化，使得鋼鐵的品質及生產的規模快速增長。

4.2 強化自動化控制模型研究及設計

現階段，國際上普遍將動態與靜態兩種模型形式應用在煉鋼工作中。而且在動態模型中AI 技術得到了更好的應用，使整個自動化煉鋼技術控制水平得到了更好的提升。目前我國的自動化煉化技術與發達國家相比，還有一定的差距，其主要問題便出在控制模型上。因此，技術人員及行業專家還需要打破傳統模型控制的禁錮，在轉爐模型工藝及人工智能自動化技術應用上下功夫，不斷地進行技術升級改造，規范整個自動化作業工藝，借鑒國外先進的經驗，結合我國鋼鐵行業建設的實際，強化自動化控制模型自主研究及設計的力度，使自動化技術的功能更加完善。

4.3 對轉爐自動化技術的整體應用進行針對性設計

要想使自動化煉鋼技術得到具體的應用，需要對轉爐的應用進行全方位的分析，以整體實際應用作為研究的切入點，對自動化煉鋼方案進行科學的分析，根據系統的運行模式進行技術改造，優化自動化煉鋼的流程，將可操作性與系統性進行有機的結合，利用多層系統化的控制功能，通過信息化技術的端口，開通軟、硬件系統的溝通功能，利用PLC 顯示整個作業的流程，同時也可以使控制功能得到更好的拓展，利用安全預警功能及權限體系相融合，從而使系統的自動化程度得到更好的保障。

5 總結

現在看來自動化的一些設備有關信息的，是完全可以用于全過程的煉鋼工作的，當在最開始的我們準備自動化的工作的時候，我們要全流程的掌握自動化的煉鋼技術。在一些重要的方面，我們需要去掌控煉鋼設備的運行情況，當在煉鋼的時候，要以電子信息的方式去實時地把具體的數據登記好，不但如此，還需要做到預防問題的出現，并且提前準備一些預防措施，也需要按照煉鋼的技術要求進行操作。當處理數據的時候，數據應該精準一些，把誤差降到最低，在后期工作中，應當采取節能減排措施。自動化煉鋼技術目前在不斷地被廣泛的使用，這也在一定的程度上證明了數字化、信息化的機遇，同時也面臨著許多的挑戰，在以后的工作中，我們要不斷地優化，這樣會規范煉鋼流程，在很大的程度上大力提高煉鋼效率。