轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)分析

廖 磊

（陽春新鋼鐵有限責(zé)任公司，廣東 陽春 529629）

這幾年，經(jīng)濟全球化發(fā)展迅速，國際的鋼鐵行業(yè)也在迅猛發(fā)展，他們不僅生產(chǎn)的水平高，而且產(chǎn)品的質(zhì)量也很高。這對我們國家的煉鋼產(chǎn)業(yè)有著巨大的威脅，也對煉鋼企業(yè)產(chǎn)生了巨大的壓力。我們國家現(xiàn)在的狀況是一些企業(yè)存在的精品鋼材，特種鋼材比較少，產(chǎn)品質(zhì)量底，成本卻很高。在這激烈的競爭下，我國的煉鐵企業(yè)更要依靠自己的力量，所以我們企業(yè)要不斷提高煉鋼技術(shù)。

通過自動化控制技術(shù)在煉鋼方面的應(yīng)用，不斷提高煉鋼企業(yè)的轉(zhuǎn)爐煉鋼的技術(shù)水平，提高企業(yè)的生產(chǎn)能力、鋼材的質(zhì)量并降低成本。這樣企業(yè)才能在國際市場價格競爭中取得優(yōu)勢，在國際中有一席之地。本文著重分析轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)，以及這項技術(shù)對鋼鐵行業(yè)帶來的生產(chǎn)影響[1-3]。

1 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)概要

自動化控制技術(shù)是指在無人直接參與的情況下，利用外加設(shè)備或裝置，使機器，設(shè)備或生產(chǎn)過程中的某個工作狀態(tài)或參數(shù)自動地按照預(yù)定的規(guī)律運行。自動化控制技術(shù)實現(xiàn)了信息化技術(shù)的應(yīng)用，通過人工智能進行各個工作狀態(tài)的監(jiān)測和分析。

自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，對于人力資源反面，不僅節(jié)省了人力勞動的成本，降低了人力勞動的強度，也改變了傳統(tǒng)的作業(yè)方式，把人從繁重的工作中解放出來。更重要的是避免了人在工作中可能出現(xiàn)的危險狀況，提高了作業(yè)的安全性。在一定程度上，自動化控制技術(shù)極大地促進了企業(yè)的發(fā)展，是未來發(fā)展的趨勢。

2 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)分析

2.1 基本原理

轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的自動化控制包含了工業(yè)控制技術(shù)、計算機信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、檢測技術(shù)。傳統(tǒng)的煉鋼是用鐵水，鐵合金，廢鐵為主要的原料。在高溫條件下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而結(jié)合，制造出鋼材。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)是通過計算機對這些原料的數(shù)據(jù)進行分析，來計算出要制造的鋼種，所需要的溶劑加入量，氧槍吹入高度，底吹量，吹氧量等數(shù)據(jù)，然后在吹煉的后期再一次檢測出鋼水的溫度，成分得到數(shù)據(jù)，然后再經(jīng)過過各個系統(tǒng)設(shè)備的配合，實現(xiàn)運用自動化控制技術(shù)進行煉鋼，保證達到最后的目的，得到高品質(zhì)，高質(zhì)量的鋼材。

2.2 基本操作內(nèi)容

轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制內(nèi)容是首先對煉鐵廠提供的鐵水進行預(yù)處理，然后在對經(jīng)過預(yù)處理后的鐵水進行一定冶煉加工，最后加工成鋼材。包含的過程是先對鐵水氧化，去除雜質(zhì)，保證鐵水成分的純凈。然后加入計算好的石灰形成氧化性的爐渣，然后加熱到一定的溫度再加入氧化劑和合金原料生成鋼材料。在自動化控制技術(shù)這些都需要計算機和控制設(shè)備的共同配合，嚴(yán)格執(zhí)行操作進程，把握好工序，在出鋼時更要注意擋渣的這一過程，這會影響鋼材的質(zhì)量和品質(zhì)的高低。

3 轉(zhuǎn)爐煉鋼電弧爐爐體的控制技術(shù)

3.1 吹氧助燃技術(shù)

吹氧助燃是利用氧氣的助燃作用促進燃料的燃燒，還有其他的燃料助燃物料 包括天然氣，煤炭粉還有焦油與費油等。這項氧燃助熔技術(shù)的關(guān)鍵是要抓好氧氣的流量以及氧氣與其他成分的配比，使助燃效果大到最佳狀態(tài)，這對精密度的要求極大，助燃效果直接影響了剛才熔化的效果，影響著成品的質(zhì)量。而氧氣的流量與配比的控制是根據(jù)電弧爐爐體內(nèi)測得的壓力與溫度來控制，所以，對于爐體內(nèi)的壓力與溫度的測量要求也很高。

3.2 吹氧量控制技術(shù)

吹氧量直接決定著吹氧助燃技術(shù)的效果呈現(xiàn)，也是吹氧助燃技術(shù)的核心內(nèi)容。所有助燃物中，氧氣比其他助燃物相較而言占主要地位。目前有兩種吹氧的方式，一種是自耗式鋼管吹氧，另一種為升降機吹氧方式，兩種方式都是需要嚴(yán)格控制吹氧量，來掌握燃料的放熱速度從而控制剛才的煉制。吹氧量的控制依據(jù)即需氧流量則根據(jù)鋼材熔化后的鋼水的溫度以及鋼水中的含碳量來計算，根據(jù)這一依據(jù)，壓力系統(tǒng)檢測電弧爐里的壓力來控制吹氧量。

3.3 吹煉終點的動態(tài)控制

在電弧爐爐體的控制中，吹煉終點的動態(tài)控制是這項技術(shù)的關(guān)鍵。掌握好煉鋼吹煉的終點，就相當(dāng)于掌握好了火候與時間，對煉鋼技術(shù)來說極其重要。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)會有檢測技術(shù)，實時檢測鋼材在電弧爐中的狀態(tài)與成分，當(dāng)鋼水中的成分與實時狀態(tài)達到工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)時，檢測系統(tǒng)會通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)精密檢測到，并做出指令停止吹煉，這就大大保證了所煉鋼材的質(zhì)量。

4 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)的分類

4.1 轉(zhuǎn)爐煉鋼檢測技術(shù)

檢驗測試環(huán)節(jié)在自動化控制系統(tǒng)中發(fā)揮很大的作用，只有把控好各個環(huán)節(jié)，嚴(yán)格要求，及時發(fā)現(xiàn)問題，才能夠及時解決，有效止損甚至避免發(fā)生。檢測技術(shù)主要分為兩部分，一是廢氣分析，二是副槍檢測技術(shù)。檢測技術(shù)主要是轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中對熔爐溫度和轉(zhuǎn)爐液面高度的檢測，通過安裝檢測表對數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，再由工作人員通過專業(yè)的應(yīng)用軟件進行全面系統(tǒng)的分析整理。

在廢氣分析技術(shù)中可以采用爐氣定碳法，使用副槍檢測技術(shù)檢測其過程中產(chǎn)生的二氧化碳，氧氣，氮氣，一氧化碳和氫氣的含量，再通過科學(xué)精確的計算可以計算出廢氣中脫碳的速度，繼而得出轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自動化控制。副槍技術(shù)的應(yīng)用可以提高生產(chǎn)過程中煉鋼的產(chǎn)量，還能節(jié)省原料成本，促進轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)的實現(xiàn)。

4.2 自動化控制技術(shù)

自動化控制技術(shù)是信息化技術(shù)的產(chǎn)物，利用了計算機網(wǎng)絡(luò)便利和精確的優(yōu)點，提高了效率，能夠及時地發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的問題并實現(xiàn)智能控制，極大地促進了發(fā)展。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)主要包括動態(tài)控制模型和反饋計算模型兩種。因為兩種技術(shù)的功能不同，因此轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中檢測的內(nèi)容也不同。

動態(tài)控制模型主要是對轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中氧氣和冷卻劑含量的監(jiān)測，看其含量是否符合要求，并及時調(diào)整轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的溫度和含碳量。而反饋計算模型則是對動態(tài)控制模型的監(jiān)測，如果動態(tài)控制模型監(jiān)測的過程出現(xiàn)問題，或數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，反饋計算模型就會對其進行調(diào)整，盡量減小誤差或避免誤差的出現(xiàn)。動態(tài)控制模型和反饋計算模型的配合運行，實現(xiàn)自動化控制技術(shù)的要求。自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，大大節(jié)省了人力資源的成本，避免了原料應(yīng)用的浪費現(xiàn)象，同時還提高了控制過程中的準(zhǔn)確性，體現(xiàn)了現(xiàn)代化信息化的發(fā)展。

5 結(jié)束語

面對國家現(xiàn)行的形式應(yīng)用，煉鋼產(chǎn)業(yè)面臨的困難諸多，轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)業(yè)環(huán)境惡劣，并且操作過程復(fù)雜，對技術(shù)的精密度要求也非常高。唯有靠科技的發(fā)展，推動轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)發(fā)展，才可以緩解煉鋼產(chǎn)業(yè)的困境。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化技術(shù)改變煉鋼產(chǎn)業(yè)窘境的關(guān)鍵是要實現(xiàn)“高產(chǎn)低耗”，要使投入生產(chǎn)的原材料在生產(chǎn)過程中得到充分利用，保持鋼水鐵水的恒溫，降低生產(chǎn)過程中成分的波動，保持原料的純度。

實現(xiàn)了上述要求，才可以保證生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鋼材產(chǎn)品，才能為企業(yè)創(chuàng)造更多的盈利。所以精準(zhǔn)的自動化控制技術(shù)對煉鋼企業(yè)來說具有很大的推動作用，可以促進工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，類似這樣人工智能的科技，相信未來一定會被推廣使用。