冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)分析

霍建波 張偉華 辛樂(lè)凱

摘 要：冶金產(chǎn)業(yè)是工業(yè)化生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，冶金生產(chǎn)效率的提高能夠在工業(yè)化建設(shè)中發(fā)揮重要的積極作用。冶金自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展不僅是冶金行業(yè)自身發(fā)展的需求，也是我國(guó)工業(yè)化進(jìn)一步發(fā)展的要求。冶金自動(dòng)化技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)而對(duì)傳統(tǒng)冶金生產(chǎn)技術(shù)的升級(jí)換代，在冶金自動(dòng)化技術(shù)之下，無(wú)論是生產(chǎn)管理還是生產(chǎn)控制都得到了提升和整合。面對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的快速迭代，冶金自動(dòng)化技術(shù)既要做好實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用，又要把握好其發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而充分發(fā)揮自動(dòng)化技術(shù)對(duì)冶金生產(chǎn)的促進(jìn)作用，實(shí)現(xiàn)冶金行業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：冶金轉(zhuǎn)爐;煉鋼;自動(dòng)化控制

冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜、多變的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，在生產(chǎn)過(guò)程中持續(xù)進(jìn)行測(cè)量是相對(duì)困難的，在對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行控制的過(guò)程中常規(guī)的控制模式無(wú)法滿足需要，而靠工作人員進(jìn)行人工檢測(cè)并不能有效的進(jìn)行實(shí)施檢測(cè)，會(huì)浪費(fèi)很多人力和時(shí)間，并且檢測(cè)的過(guò)程不能保證。在這種情況下，自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，不但可以方便企業(yè)進(jìn)行檢測(cè)和記錄，還可以保證鋼鐵的生產(chǎn)質(zhì)量，減少和控制廢氣的排放量和成本支出。

一、 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)的簡(jiǎn)介

當(dāng)下被用于冶金生產(chǎn)的自動(dòng)化技術(shù)主要是以PLC和DCS以及工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心技術(shù)內(nèi)容，同時(shí)在冶金生產(chǎn)模擬控制的過(guò)程中，對(duì)生產(chǎn)總線實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)優(yōu)化管理。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)之下，目前的冶金自動(dòng)化系統(tǒng)能夠用分布控制系統(tǒng)替代集中控制系統(tǒng)。（1）在生產(chǎn)控制領(lǐng)域，在回路控制中，冶金自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電爐和電極的智能升降，并采取連鑄結(jié)晶液位控制的手段來(lái)確保技術(shù)的完整性。此外，在加熱爐燃燒、軋機(jī)力控制等方面，冶金自動(dòng)化控制系統(tǒng)都已經(jīng)逐漸形成了較為成熟的應(yīng)用模式。（2）在生產(chǎn)管理領(lǐng)域，冶金自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)毫?、溫度等各?xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)測(cè)和管理，生產(chǎn)技術(shù)的執(zhí)行性得到了充分的保障。

二、 冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)的使用價(jià)值

通過(guò)使用自動(dòng)化控制技術(shù)可以提高冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼的煉鋼質(zhì)量穩(wěn)定性和工作效率，能夠有效的控制和減少成本的支出，降低對(duì)能源的消耗。不僅可以代替部分人工進(jìn)行工作，還可以有效控制和減少因?yàn)槿斯こ霈F(xiàn)的誤差和問(wèn)題，提高了生產(chǎn)工作的整體效率。自動(dòng)化控制技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)被廣大鋼鐵企業(yè)接受和使用，提高了煉鋼的質(zhì)量和效率，還可以進(jìn)一步提高對(duì)于能源的利用率，配合煙氣干法除塵設(shè)備降低和控制廢氣的排放，使廢氣的排放達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。自動(dòng)化的煉鋼轉(zhuǎn)爐技術(shù)通過(guò)動(dòng)態(tài)的控制轉(zhuǎn)爐內(nèi)的氣體，使系統(tǒng)和副槍檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，提高了轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳和終點(diǎn)溫度的命中率。在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該盡量減少氧氣的用量，盡量避免和減少鋼水的氧化，進(jìn)一步提高鋼水的生產(chǎn)質(zhì)量，提高鋼的純靜度。煉鋼轉(zhuǎn)爐的自動(dòng)化控制技術(shù)能夠滿足現(xiàn)階段鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的需要，對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)、管理、技術(shù)開(kāi)發(fā)都起到了比較重要的作用，提高了煉鋼轉(zhuǎn)爐的自動(dòng)化水平，使煉鋼轉(zhuǎn)爐朝著現(xiàn)代化和自動(dòng)化的方向更近了一步。

三、 冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)

（一）PLC技術(shù)的應(yīng)用

可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）技術(shù)在冶金領(lǐng)域中有著十分高的使用價(jià)值，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大量電氣設(shè)備的控制以及管理，其對(duì)于增強(qiáng)冶金工作的效益有顯著的作用。在對(duì)料倉(cāng)進(jìn)行控制時(shí)，能夠選用PLC技術(shù)，運(yùn)用PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)基于PLC控制的自動(dòng)上料系統(tǒng)的建設(shè)。完成對(duì)料車(chē)進(jìn)行自主的啟動(dòng)以及加速等功能。同時(shí)，運(yùn)用PLC能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)稱(chēng)重系統(tǒng)的控制，鋼坯、鋼卷以及廢鋼等均需要進(jìn)行稱(chēng)重的，若是我們使用普通的電子秤進(jìn)行測(cè)量，便會(huì)提高測(cè)量所需的成本，還有機(jī)會(huì)引起計(jì)數(shù)誤差。而PLC稱(chēng)量系統(tǒng)在這里的使用，能夠做到及時(shí)地將稱(chēng)量信息傳遞至整個(gè)管理系統(tǒng)中，確保整個(gè)生產(chǎn)管理工作的有效性。

（二）冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼檢測(cè)技術(shù)

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的不斷研究，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)已經(jīng)不符合現(xiàn)代自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)的需要。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化技術(shù)也不斷被創(chuàng)新，新興的檢測(cè)技術(shù)被應(yīng)用在轉(zhuǎn)爐煉鋼的過(guò)程中。轉(zhuǎn)爐煉鋼的檢測(cè)技術(shù)主要被分成了兩個(gè)部分，一個(gè)是副槍檢測(cè)技術(shù)，一個(gè)是廢氣分析檢測(cè)技術(shù)。這兩種技術(shù)通過(guò)檢測(cè)儀表可以對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中的液面高度、熔鋼的成分、熔鋼的溫度和爐渣的化學(xué)成分進(jìn)行記錄和分析，能夠?qū)崟r(shí)地檢測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程中的溫度，根據(jù)轉(zhuǎn)爐的熱平衡、氧平衡、鐵平衡和渣平衡，為輔料、冷料或補(bǔ)熱劑的添加;吹氧量的計(jì)算提供技術(shù)參考。

（三）冶金電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用

在現(xiàn)實(shí)生活中，我們可以通過(guò)有結(jié)合相關(guān)的電氣自動(dòng)化元件，實(shí)現(xiàn)將電氣自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用至冶金領(lǐng)域中，以保障冶金生活的順暢與安全，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效益起著積極的意義。

（四）冶金煉鋼中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)如今，人工智能技術(shù)被應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，方便了人們的生產(chǎn)和生活，也廣泛應(yīng)用在了轉(zhuǎn)爐煉鋼中。冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼中的人工智能技術(shù)就是指應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)對(duì)人的行為和思維進(jìn)行模擬。在進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煉鋼的過(guò)程中，人工智能技術(shù)可以幫助工作人員減少工作量，在一些過(guò)程中可以代替人工進(jìn)行工作。人工智能技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算和模擬，可以減少人工的投入，也可以減少時(shí)間上的消耗，可以精準(zhǔn)的進(jìn)行計(jì)算工作和人工替代工作，從而提高轉(zhuǎn)爐煉鋼的工作效率，使鋼鐵企業(yè)朝著自動(dòng)化、智能化、可持續(xù)化的方向發(fā)展。

四、 結(jié)束語(yǔ)

冶金自動(dòng)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)冶金行業(yè)發(fā)展的重要手段，雖然冶金自動(dòng)化技術(shù)取得了快速發(fā)展，但是和世界先進(jìn)水平相比依然有一定的距離，在實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，為了推動(dòng)冶金行業(yè)的健康發(fā)展，應(yīng)該把握冶金自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，提高冶金自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用效率。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳廣文，李修偉.冶金企業(yè)電氣自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制分析[J].中外企業(yè)家，2018（32）：111.

[3]楊馥羽.冶金企業(yè)電氣自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制分析[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2018（10）：51+53.

作者簡(jiǎn)介：

霍建波，張偉華，辛樂(lè)凱，德龍鋼鐵有限公司。