電弧爐煉鋼裝備技術(shù)的發(fā)展

修國順

摘 要：隨著現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，鋼鐵冶煉行業(yè)也得以快速發(fā)展，并且越來越多的現(xiàn)代化技術(shù)及裝備在煉鋼中有著廣泛應(yīng)用，而電弧爐煉鋼裝備就是其中較重要的一種。在當(dāng)前電弧爐煉鋼裝備實際應(yīng)用過程中，為能夠使其功能及作用得以更好發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)促使電弧爐煉鋼裝備技術(shù)實現(xiàn)更好發(fā)展，并且提供更好技術(shù)支持。本文主要就電弧爐煉鋼裝備技術(shù)的發(fā)展進行分析，以便更好應(yīng)用電弧爐煉鋼裝備。

關(guān)鍵詞：煉鋼；電弧爐裝備技術(shù)；發(fā)展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.015

在當(dāng)前鋼鐵冶煉生產(chǎn)工藝中，為能夠使生產(chǎn)工藝水平及生產(chǎn)效率得以有效提升，相關(guān)煉鋼技術(shù)及煉鋼裝備的應(yīng)用十分必要，因而電弧爐煉鋼裝備得以廣泛應(yīng)用，并且電弧爐煉鋼裝備技術(shù)得以較好發(fā)展。在實際生產(chǎn)實踐中，為能夠使電弧爐煉鋼裝備實現(xiàn)更加有效的應(yīng)用，需要進一步了解及掌握電弧爐煉鋼裝備技術(shù)發(fā)展，從而使電弧爐裝備實現(xiàn)更加有效的應(yīng)用。

1 電弧爐主體裝備技術(shù)發(fā)展

1.1 大型電弧爐發(fā)展

通常情況下，在我國鋼鐵冶煉生產(chǎn)過程中不低于100t的電爐稱作大型電爐，就技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)方面來看，相比于中小型電爐，大型電爐的生產(chǎn)率以及利用能源效率均較高。對于我國電爐大型化發(fā)展而言，其起始時間為上世紀(jì)90年代，所應(yīng)用的主要就是100—150t電弧爐，其中電爐煉鋼裝備的供應(yīng)商主要就是國外生產(chǎn)商家。就我國目前實際發(fā)展?fàn)顩r來看，在利用大型電爐設(shè)備進行實際生產(chǎn)過程中，其整體生產(chǎn)狀況相對較理想，在保證具備相同原料前提下，所產(chǎn)生經(jīng)濟指標(biāo)與國外水平相比基本上能夠接近。同時，相比于傳統(tǒng)小容積電爐而言，在高度及直徑因素方面，大型電弧爐均顯著增加，且電極及爐壁兩者間距離有一定程度增加，所造成結(jié)果就是電弧減少對爐壁所造成輻射，在此基礎(chǔ)上也就能夠提升供電效率，在爐體中煙氣運行路徑會有所增加，在一氧化碳燃燒過程中，其二次燃燒率會有所提高，余熱回收效率會有所增加。

1.2 超高功率電弧爐供電系統(tǒng)發(fā)展

第一，大功率電爐變壓器。根據(jù)供電功率方面所存在的差異，當(dāng)前的電爐變壓器主要包括三種不同類型，即普通變壓器以及高功率變壓器與超高功率變壓器。在電爐煉鋼過程中，為能夠使高效化得以較好實現(xiàn)，必須要將電能輸入功率得以提升，對于高效率電爐而言，其電功率輸入可超高1000kV·A。第二，電極自動調(diào)節(jié)器。在電弧爐狀態(tài)保證良好的基礎(chǔ)上，電極自動調(diào)節(jié)器的應(yīng)用可確保實際生產(chǎn)得以順利進行，在實際生產(chǎn)中可有效提升其效率。當(dāng)前，對于電極調(diào)節(jié)自適應(yīng)控制，相關(guān)研究主要就是對于電弧爐中相關(guān)主線路，將其作為線性系統(tǒng)，從而對其進行辨識及控制，在此基礎(chǔ)上利用線性系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法開展相關(guān)研究。在實際進行研究過程中，應(yīng)用比較廣泛的一種方法就是分段線性自適應(yīng)控制，這種方法主要就是使電弧爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)變，促使其由非線性控制而轉(zhuǎn)變成為分段線性控制，從而保證較好解決存在的自適應(yīng)控制問題。

1.3 水冷爐壁技術(shù)發(fā)展

在當(dāng)前電弧爐技術(shù)得以越來越廣泛應(yīng)用的前提下，實際冶煉中其強度也逐漸實現(xiàn)增強，而在這種形勢下在電爐爐壁水冷方面的相關(guān)要求也逐漸提升。通常情況下，在傳統(tǒng)電爐中均應(yīng)用水冷爐壁，以便實現(xiàn)強化水冷及掛渣目的，以便能夠較好保護爐壁。而對于達涅利技術(shù)而言，其中爐壁及爐頂在實際應(yīng)用中均選擇應(yīng)用長壽節(jié)能爐壁，該層爐壁中所包含水冷管路主要有兩層，其中一層在電弧符合作用下直接暴露，不同管之間距離比較大，從而保證較好容納電爐爐渣，以實現(xiàn)熱鏡作用，且能夠作為隔熱層及點絕緣層實行應(yīng)用。對于覆蓋于爐壁表面的渣層，在熱流密度有峰值出現(xiàn)的情況下，其渣層會出現(xiàn)部分熔化情況，也就能夠降低鋼管中相關(guān)作用熱應(yīng)力。而在形成泡沫渣這一過程中，往往會形成一層加厚的渣層，且重新粘結(jié)于爐壁的表面。對于節(jié)能爐壁而言，其使用雙層設(shè)計形式，在漏鋼或者冷卻水泄露事故發(fā)生時，在幾分鐘時間內(nèi)損壞層便能夠由水冷回路卸下，從而可有效避免出現(xiàn)重大安全問題，有效防止長時間停機[1-2]。

2 智能化電弧爐應(yīng)用及發(fā)展

在電弧爐技術(shù)不斷發(fā)展過程中，僅僅通過操作人員經(jīng)驗對電弧爐生產(chǎn)進行判斷，這種情況會在一定程度上影響電弧爐生產(chǎn)力提升，并且會影響冶煉過程優(yōu)化。通過對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行交流，并且對過程進行優(yōu)化控制，可使電弧爐裝備技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更加良好發(fā)展。對于電弧爐生產(chǎn)力提升及優(yōu)化冶煉過程均會造成一定限制。通過數(shù)據(jù)信息交流以及過程優(yōu)化控制，可促使電弧爐裝備技術(shù)實現(xiàn)進一步更好發(fā)展。

2.1 鋼水溫度重點預(yù)報模型

對于電爐煉鋼系統(tǒng)而言，其屬于比較復(fù)雜的一種非線性系統(tǒng)，對其進行精確建模困難度較高。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力以及非線性逼近能力均比較強，有些研究人員利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對冶煉終點的鋼水溫度進行預(yù)報，然而由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有過學(xué)習(xí)、局部較小點以及結(jié)構(gòu)與類型設(shè)計對專業(yè)經(jīng)驗比較依賴的缺點，對于其實際應(yīng)用造成一定影響。近幾年來，通過不斷研究開發(fā)出以支持向量機為基礎(chǔ)的電爐溫度預(yù)報模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法等相結(jié)合的相關(guān)溫度預(yù)報模型，從而使鋼水溫度預(yù)報得以更好實現(xiàn)，確保電弧爐生產(chǎn)得以更好進行。

2.2 iEAF動態(tài)控制技術(shù)

以iEAF動態(tài)控制技術(shù)為基礎(chǔ)而開發(fā)的一種動態(tài)控制系統(tǒng)，這是新型的一種自動化系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)的應(yīng)用可生產(chǎn)過程的連續(xù)實時測量，并且對于生產(chǎn)過程可實現(xiàn)在線動態(tài)控制，在iEAF智能控制系統(tǒng)應(yīng)用中，可實現(xiàn)電弧爐控制、有關(guān)輔助機械控制及自動化控制的有效結(jié)合得以較好實現(xiàn)。在實際進行生產(chǎn)作業(yè)過程中，在電弧爐種存在的各種傳感器可提供相關(guān)反饋信號及控制參數(shù)，還可提供電極調(diào)節(jié)器實際工作狀態(tài)，依據(jù)這些參數(shù)信息可較好管理及控制冶煉過程，可集成控制電能以及化學(xué)能輸入。在控制過程方面來看，iEAF控制系統(tǒng)所包含內(nèi)容主要有三個層次，即系統(tǒng)硬件及輔助工具層次、數(shù)學(xué)模型層次以及最優(yōu)化模型層次，從而可使生產(chǎn)過程控制更加理想[2-3]。

3 結(jié)語

在當(dāng)前鋼鐵生產(chǎn)過程中，電弧爐煉鋼屬于應(yīng)用十分廣泛的一種生產(chǎn)模型，在實際應(yīng)用過程中發(fā)揮著十分重要的作用，并且表現(xiàn)出較明顯優(yōu)勢。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，電弧爐煉鋼技術(shù)也得以較好發(fā)展，越來越多的相關(guān)技術(shù)得以應(yīng)用，并且逐漸實現(xiàn)智能化控制，因而需充分了解及掌握相關(guān)技術(shù)，以更好實現(xiàn)電弧爐煉鋼生產(chǎn)。

參考文獻：

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