轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)探究及常見問題分析

史天松

（天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司，天津 301500）

我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化技術(shù)得到較快的更新，在較多領(lǐng)域中有較為廣泛的應(yīng)用，尤其在煉鋼生產(chǎn)過程中的應(yīng)用比較早，對煉鋼生產(chǎn)效率與質(zhì)量的提升發(fā)揮著積極性的作用。為此轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)的應(yīng)用能夠全面提高鋼鐵生產(chǎn)效率與安全性，已成為提升自身競爭力的主要技術(shù)，為煉鋼行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

1 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)概述

轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是通過廢鋼、鐵水以及鐵合金等原料在外部熱源的作用下，依靠鐵水自身的熱量與內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)在煉鋼轉(zhuǎn)爐內(nèi)完成的冶煉過程。在生產(chǎn)期間，因外部環(huán)境較為惡劣，并且受到的煙氣與熱輻射的影響相對比較大，同時在此基礎(chǔ)上工藝參數(shù)要求比較高，這就需要對攪拌強度、溫度以及熔劑等實施嚴(yán)格控制。由于一些因素對煉鋼生產(chǎn)過程的影響比較大，在使用轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)之前，較多操作均是通過人工完成，具有較高的危險性，使生產(chǎn)質(zhì)量無法得到有效保障[1]。

2 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)的優(yōu)勢

一般情況下轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化系統(tǒng)為二級計算機控制系統(tǒng)，將一級智能控制模塊與二級智能控制模塊實施有效的組合，不同等級中分別有氧槍智能控制體系與數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，以此實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的有效控制，采用曲線的方式呈現(xiàn)工藝程序，能夠?qū)υO(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行直觀的觀察，這在較大程度上能夠降低人工強度[2]。此外，轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)可使較多轉(zhuǎn)爐無需后吹，這對碳命中率的提升具有較大的促進(jìn)作用，這在較大程度上能夠大大縮短工作周期，從而提升生產(chǎn)效率。

將自動化控制技術(shù)應(yīng)用在冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中是為了能夠進(jìn)一步提高鋼鐵的質(zhì)量與煉鋼效率，并在此基礎(chǔ)上減少煉鋼的成本，降低能源消耗量，從而也就能夠進(jìn)一步提高鋼鐵企業(yè)的市場競爭力。此外，對于自動化控制技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提高煉鋼的命中率，減少煉鋼所需成本，提高能源的利用率，然后也就能夠提高鋼鐵企業(yè)的煉鋼效率，保證鋼鐵企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)分析

3.1 轉(zhuǎn)爐煉鋼檢測技術(shù)

轉(zhuǎn)爐煉鋼檢測技術(shù)主要有廢氣分析檢測技術(shù)與副槍檢測技術(shù)，在生產(chǎn)的過程中，該檢測技術(shù)一般情況下是通過檢測儀表對液面高度、溫度等信息實施有效的記錄，以此為溫度控制提供可靠、真實的數(shù)據(jù)。在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定量的廢氣，通過副槍技術(shù)與爐氣定碳方法進(jìn)行有效的結(jié)合，對脫碳速度實施全面測定，以此對廢氣成分進(jìn)行有效排除，從而對碳含量精確的計算。

3.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)自動化技術(shù)

轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)在應(yīng)用的過程中，能夠?qū)Σ煌绊懸蛩剡M(jìn)行針對性調(diào)整，比如原料不足、廢氣以及溫度偏差等，其中工作原理主要是對轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)模式進(jìn)行全面的構(gòu)建，以此使不同變量在一定的模式中進(jìn)行自動化控制。比如，動態(tài)控制模式一般情況下是對氧氣需求量與冷卻計量實施全方位檢測，并且在此基礎(chǔ)上根據(jù)檢測計算結(jié)果對鋼水溫度與碳量進(jìn)行計算，以此對該參數(shù)實施有效的控制調(diào)整[3]。

4 轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動化工藝流程

（1）供氧系統(tǒng)控制。供氧系統(tǒng)控制主要是對氧槍位置與氧槍供氧量進(jìn)行有效控制，并在此基礎(chǔ)上對一定控制參數(shù)實施全面的調(diào)整與設(shè)定，為氧槍的正常運行提供有效的參數(shù)，在此過程中氧槍能夠?qū)ιa(chǎn)情況根據(jù)一定的程序?qū)Υ笛趿颗c鋼液液面間的距離進(jìn)行實時性調(diào)節(jié)，以此達(dá)到有效的控制目的。

（2）原料系統(tǒng)控制。原料系統(tǒng)控制主要包含了鐵水以及其他輔料的稱量，采用專業(yè)的稱量設(shè)備對鐵水進(jìn)行自動稱量，在稱量過程中應(yīng)對鐵水進(jìn)行去皮稱量，稱量完成后，計算機再根據(jù)一定的配比對上料系統(tǒng)實施有效控制，以此使其自動稱量上料與配比，最終使原料配比達(dá)到最佳的配比度，這對煉鋼生產(chǎn)質(zhì)量的提高具有較大的促進(jìn)作用。

（3）副槍系統(tǒng)設(shè)定。隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，較多鋼鐵企業(yè)逐漸向自動化方向生產(chǎn)，自動化程度逐漸提升，較多企業(yè)安裝了副槍系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較高的自動化技術(shù)，其中副槍主要是對鋼液碳含量與溫度進(jìn)行有效的測定，判斷是否符合一定的標(biāo)準(zhǔn)，然后通過系統(tǒng)對副槍探頭實施控制至鋼液中，再對一些數(shù)據(jù)信息實施有效的測量與采集，最后將測量采集后結(jié)果傳至計算機。

圖1 煉鋼模型氧槍自動控制

（4）廢氣測量系統(tǒng)。在進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煉鋼的過程中，會產(chǎn)生一定量的廢氣，一般情況下是以二氧化碳與一氧化碳為主，為了確保對廢氣含量進(jìn)行有效的控制，需要在轉(zhuǎn)爐中安裝廢氣成分監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)U氣濃度進(jìn)行有效的監(jiān)測，可對轉(zhuǎn)爐中鋼液碳含量濃度實施精準(zhǔn)判斷，并且在此基礎(chǔ)上根據(jù)副槍系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)對轉(zhuǎn)爐中的不同生產(chǎn)指標(biāo)實施有效監(jiān)控，以此全面提高生產(chǎn)質(zhì)量。

5 煉鋼自動化控制中常見問題及解決措施

5.1 開閘、跳閘及信號傳輸問題

在進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煉鋼期間，較為常見的問題就是開閘與跳閘，首先需要對變頻器進(jìn)行故障檢查，如果出現(xiàn)合閘工作不良，應(yīng)對變頻器數(shù)量進(jìn)行檢查；還需要對操作位置誤差進(jìn)行觀察，在此過程中還應(yīng)對輸出參數(shù)實施控制，一般情況下將其參數(shù)控制為零，只有這樣才能進(jìn)行合閘操作。

轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制系統(tǒng)的運行主要是建立在網(wǎng)絡(luò)信號的基礎(chǔ)上，信號在傳輸?shù)倪^程中，易出現(xiàn)顯示錯誤或者單位無參數(shù)等情況，執(zhí)行機構(gòu)出新誤動問題，這在較大程度上對煉鋼生產(chǎn)效率產(chǎn)生一定的影響。

5.2 搖爐異常問題

在進(jìn)行搖爐的過程中需要電能的輔助，如果搖爐操作無法順利進(jìn)行，應(yīng)對氧槍位置與潤滑溫度進(jìn)行詳細(xì)檢查；如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，極易使轉(zhuǎn)爐出現(xiàn)損壞，這在較大程度上會降低使用壽命，如果此種問題較為嚴(yán)重，會發(fā)生鋼水溢流的情況發(fā)生，這就需要使用強制控制模式，該種模式主要是通過專門線路把搖爐與主控臺實施有效的連接，并且在此基礎(chǔ)上將主控臺進(jìn)行操作按鈕的設(shè)置，以此進(jìn)行有效的強制操作。

此外，若搖爐出現(xiàn)異常，并且自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況，轉(zhuǎn)爐內(nèi)崗位鋼液會在一定程度上損壞轉(zhuǎn)爐，嚴(yán)重者會發(fā)生重大生產(chǎn)事故，這就需要在發(fā)生此種情況的前提下，采取有效的應(yīng)急措施對轉(zhuǎn)爐進(jìn)行強制控制[4]。

5.3 信號問題

轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制系統(tǒng)在運行的過程中，主要是通過信號傳輸期間的穩(wěn)定性，若在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)信號中斷或者信號受到不同程度的干擾，會使執(zhí)行機構(gòu)出現(xiàn)誤操作、機構(gòu)不動作等異常情況，也會出現(xiàn)單元誤顯示或者不顯示等情況，發(fā)生此種情況在較大程度上會引起難以預(yù)料的嚴(yán)重后果。比如，若出現(xiàn)屏幕顯示錯誤或者在一些情況下出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況，這表明系統(tǒng)通信發(fā)生故障。為此，應(yīng)對信號指示燈進(jìn)行有效的檢查，再對網(wǎng)絡(luò)通信線路實施有效的檢查，若出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)斷開或者接觸不良，需要采取有效的方法使網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的連接，在此基礎(chǔ)上還應(yīng)對交換機接口彈片的斷開情況進(jìn)行全面的檢查，以此確保轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)正常運行。

6 結(jié)語

綜上所述，轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)在我國煉鋼行業(yè)的應(yīng)用過程中，不但能夠提升生產(chǎn)效率與質(zhì)量，而且更為重要的是可大大提高企業(yè)生產(chǎn)過程中的安全性，其自動化水平與煉鋼生產(chǎn)聯(lián)系更加緊密，這在較大程度上促進(jìn)了企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的有效革新。