自動化煉鋼技術(shù)的應(yīng)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(yè)被當(dāng)做傳統(tǒng)重工業(yè)之一，其基礎(chǔ)很深厚，有很深的資本積累。當(dāng)前，現(xiàn)代的信息技術(shù)做為新興產(chǎn)業(yè)，逐漸普遍地被應(yīng)用到了各行各業(yè)的系統(tǒng)管理中，具有很大的發(fā)展空間，而把兩者結(jié)合的自動化煉鋼技術(shù)滿足了現(xiàn)代對傳統(tǒng)行業(yè)提出的更嚴(yán)格要求，不僅在鋼鐵工業(yè)中對其進行新的理論指導(dǎo)，還要深入去實踐，深入去學(xué)習(xí)并且要掌握其自動化煉鋼技術(shù)，還要準(zhǔn)備拓展到更廣闊的應(yīng)用范圍中，對于煉鋼技術(shù)自動化智能的探索上，要對工程實施流程的規(guī)范，按照規(guī)定定時進行質(zhì)量檢測，才能提高自動化水平。

1 自動化煉鋼技術(shù)應(yīng)用的重要意義

1.1 不僅保證了生產(chǎn)效率，更具備節(jié)能環(huán)境的特點

傳統(tǒng)的煉鋼工技術(shù)不但需要消耗大量的能源，同時會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。在改革開放的初期，國家經(jīng)濟建設(shè)主要以粗放性經(jīng)濟建設(shè)為主，不但能源消耗的數(shù)量巨大，整個的工作效能也較為低下。自動化煉鋼技術(shù)的應(yīng)用，不但能夠?qū)Σ牧线M行精準(zhǔn)的計算，更能根據(jù)鋼材的需求進行技術(shù)參數(shù)調(diào)整，達(dá)到最好的效果，充分體現(xiàn)了自動化節(jié)能的特點。與此同時，自動化煉鋼技術(shù)還具備循環(huán)再利用的功能，在鋼鐵煉化過程中，廢氣、污水?dāng)?shù)量都得到了有效的控制，通過對污染信息的實時監(jiān)測，自動化煉鋼技術(shù)已達(dá)到節(jié)能減排的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而為人們創(chuàng)造了一個更好的生活環(huán)境。

1.2 信息技術(shù)與自動化技術(shù)完美的融合

現(xiàn)階段，信息化技術(shù)在我國已得到了廣泛的應(yīng)用，也使得各個行業(yè)的生產(chǎn)效率得到了更好的提升，鋼鐵行業(yè)自然也不例外。利用信息技術(shù)、建模及AI 技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，使得當(dāng)前的煉鋼技術(shù)有了很大的改進。信息技術(shù)為鋼鐵行業(yè)建設(shè)提供了強大的數(shù)據(jù)支持，讓煉鋼數(shù)據(jù)庫資源變得更加豐富，對于自動化技術(shù)的改進具有重要的作用。而對于整個煉鋼的行業(yè)來說，計算機強大的計算功能，為煉鋼過程中數(shù)據(jù)處理提供了強大的運算功能，使整個系統(tǒng)的協(xié)作能力得到更好的展現(xiàn)，同時還對于管控一體化功能的實現(xiàn)提供了強大的技術(shù)支持，使煉鋼的效能得以更好且具體地展現(xiàn)。

2 自動化煉鋼過程控制系統(tǒng)技術(shù)及流程

2.1 自動化煉鋼過程控制系統(tǒng)技術(shù)

煉鋼過程是一個動態(tài)化的控制過程，在進行控制技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計的時候，要立足于煉鋼技術(shù)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(nèi)容，因此進行控制技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計的時候，需要考慮造渣、供氧、終點控制等內(nèi)容，通過自動化煉鋼過程控制技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計后需要滿足系統(tǒng)的可查看性，能夠通過系統(tǒng)監(jiān)測整個自動化煉鋼全過程，還要滿足錯誤更正、目標(biāo)預(yù)測、反應(yīng)迅速、吹煉終點命中準(zhǔn)確等特點。因此根據(jù)這些屬性制定了滿足自動化煉鋼過程控制所需要的系統(tǒng)，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(chǔ)控制，主要是質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)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(tǒng)和L1 系統(tǒng)控制中的儀表、電氣等質(zhì)量儀器連接構(gòu)成的系統(tǒng)控制；L1 主要是進行自動化煉鋼過程中生產(chǎn)設(shè)備、設(shè)備故障等維系生產(chǎn)的控制，L2 主要是對生產(chǎn)工藝、工藝順序及設(shè)備等控制。此外，數(shù)據(jù)還具有互通性，L1 中的數(shù)據(jù)可以為L2 系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)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(fù)雜過程，因此為了保障技術(shù)控制系統(tǒng)更好地發(fā)揮作用，要明確煉鋼的各個環(huán)節(jié)，進而實現(xiàn)高效的控制。首先，要做好自動化煉鋼開始前的準(zhǔn)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(yù)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(jù)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(shù)據(jù)[1]。

3 自動化煉鋼過程中控制技術(shù)的應(yīng)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(shè)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(nèi)，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(wěn)定?，F(xiàn)在，必須對超過這個速度的氧槍進行控制，按照規(guī)定的公式對槍速進行計算，如果計算的結(jié)果跟標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)相不一樣，那必須要輸出報警，這時候的操作人員必須調(diào)節(jié)相關(guān)設(shè)備參數(shù)。然后，編碼器斷線要對丟碼控制，編碼器如果出現(xiàn)在一些問題或者有短路的情況，都會出現(xiàn)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(fā)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(xiàn)連接脫落的情況，就會導(dǎo)致檢測槍跟實際槍位不一樣，這樣的結(jié)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(zhǔn)確地達(dá)到吹煉位置，這樣才能把煉鋼的質(zhì)量提高，讓生產(chǎn)的效果能夠得到很大的提升。在氧槍的位置控制方面，精準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)性得到很大的提高，會讓生產(chǎn)的效果有降低。轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的時候要遵守具體的技術(shù)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(dá)到準(zhǔn)確的結(jié)果。從氧槍的升降來說的話，有兩個區(qū)域，即恒速區(qū)就是減速區(qū)。跟實際的工藝狀態(tài)還有調(diào)試狀況來看，減速區(qū)里面的參數(shù)的最高值設(shè)定是2m，槍位的參數(shù)還有設(shè)計參數(shù)2m 上面的區(qū)域為恒速區(qū)，在恒速區(qū)要先獲取氧槍速度控制方面的參數(shù)，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(shù)應(yīng)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(zhì)，同時也更好地保證了煉鋼的效能。數(shù)控技術(shù)在當(dāng)前工業(yè)建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。在鋼鐵行業(yè)建設(shè)的過程中，也適時地引入了數(shù)控技術(shù)，不但能夠使自動化的適應(yīng)能力得以更好的展現(xiàn)，對于整個自動化煉鋼工藝流程的產(chǎn)業(yè)升級，也具有重要的指導(dǎo)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(shù)及數(shù)控技術(shù)之后，整個鋼鐵行業(yè)的作業(yè)流程及工藝得到了更好的控制，工序的不斷優(yōu)化，使得鋼鐵的品質(zhì)及生產(chǎn)的規(guī)?？焖僭鲩L。

4.2 強化自動化控制模型研究及設(shè)計

現(xiàn)階段，國際上普遍將動態(tài)與靜態(tài)兩種模型形式應(yīng)用在煉鋼工作中。而且在動態(tài)模型中AI 技術(shù)得到了更好的應(yīng)用，使整個自動化煉鋼技術(shù)控制水平得到了更好的提升。目前我國的自動化煉化技術(shù)與發(fā)達(dá)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(shù)人員及行業(yè)專家還需要打破傳統(tǒng)模型控制的禁錮，在轉(zhuǎn)爐模型工藝及人工智能自動化技術(shù)應(yīng)用上下功夫，不斷地進行技術(shù)升級改造，規(guī)范整個自動化作業(yè)工藝，借鑒國外先進的經(jīng)驗，結(jié)合我國鋼鐵行業(yè)建設(shè)的實際，強化自動化控制模型自主研究及設(shè)計的力度，使自動化技術(shù)的功能更加完善。

4.3 對轉(zhuǎn)爐自動化技術(shù)的整體應(yīng)用進行針對性設(shè)計

要想使自動化煉鋼技術(shù)得到具體的應(yīng)用，需要對轉(zhuǎn)爐的應(yīng)用進行全方位的分析，以整體實際應(yīng)用作為研究的切入點，對自動化煉鋼方案進行科學(xué)的分析，根據(jù)系統(tǒng)的運行模式進行技術(shù)改造，優(yōu)化自動化煉鋼的流程，將可操作性與系統(tǒng)性進行有機的結(jié)合，利用多層系統(tǒng)化的控制功能，通過信息化技術(shù)的端口，開通軟、硬件系統(tǒng)的溝通功能，利用PLC 顯示整個作業(yè)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(yù)警功能及權(quán)限體系相融合，從而使系統(tǒng)的自動化程度得到更好的保障。

5 總結(jié)

現(xiàn)在看來自動化的一些設(shè)備有關(guān)信息的，是完全可以用于全過程的煉鋼工作的，當(dāng)在最開始的我們準(zhǔn)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(shù)。在一些重要的方面，我們需要去掌控?zé)掍撛O(shè)備的運行情況，當(dāng)在煉鋼的時候，要以電子信息的方式去實時地把具體的數(shù)據(jù)登記好，不但如此，還需要做到預(yù)防問題的出現(xiàn)，并且提前準(zhǔn)備一些預(yù)防措施，也需要按照煉鋼的技術(shù)要求進行操作。當(dāng)處理數(shù)據(jù)的時候，數(shù)據(jù)應(yīng)該精準(zhǔn)一些，把誤差降到最低，在后期工作中，應(yīng)當(dāng)采取節(jié)能減排措施。自動化煉鋼技術(shù)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(shù)字化、信息化的機遇，同時也面臨著許多的挑戰(zhàn)，在以后的工作中，我們要不斷地優(yōu)化，這樣會規(guī)范煉鋼流程，在很大的程度上大力提高煉鋼效率。