冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制的技術研究

徐 偉

唐鋼不銹鋼有限責任公司 河北 唐山063199

轉(zhuǎn)爐煉鋼的反應過程具有一定的復雜性,持續(xù)性測量的難度較高,且生產(chǎn)過程對于技術的要求比較高,傳統(tǒng)的人工檢測控制的效率低下在浪費大量時間和人力的同時檢測的準確性也得不到保證,無法滿足現(xiàn)代化冶金生產(chǎn)的需求。自動化控制技術的應用可以有效提高冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼的可靠性和生產(chǎn)效率。

1 冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術

1.1 轉(zhuǎn)爐煉鋼控制技術模型 冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼所使用的自動化技術包括人工智能、自動化控制以及煉鋼控制技術模型等,通過不同效能的自動化技術的綜合應用,可以對轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝實時中廢氣過量、原料不足等問題進行合理的調(diào)整控制。反饋計算和動態(tài)控制技術模型可以實現(xiàn)對煉鋼含碳量以及吹煉終點的自動化精確控制。動態(tài)控制模型的主要應用方向是對轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的氧氣以及冷卻劑的需求量進行檢測,并在對生產(chǎn)溫度以及含碳量等參數(shù)檢測數(shù)值綜合分析的基礎上科學計算出鋼水的溫度、含碳量,為煉鋼工藝的科學控制提供依據(jù)。反饋計算模型的主要作用是對動態(tài)模型所得到的數(shù)據(jù)進行誤差分析,在此基礎上合理規(guī)劃和調(diào)整后續(xù)的生產(chǎn),及時向轉(zhuǎn)爐中補充生產(chǎn)原料。

1.2 人工智能技術的應用 人工智能即在計算機科學技術的支持下對人腦的思維和行為方式進行模擬,從而實現(xiàn)智能化控制生產(chǎn)。冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼中人工智能技術主要應用于相對較為復雜的傳統(tǒng)人工處理環(huán)節(jié)中,例如在配料、氧槍控制等環(huán)節(jié)已經(jīng)可以借助人工智能進行數(shù)據(jù)的分析計算或者是系統(tǒng)控制,降低人工處理的難度,對于鋼鐵企業(yè)而言有利于人力資源的節(jié)省和轉(zhuǎn)爐煉鋼效率的提升,推動企業(yè)智能化生產(chǎn)的實現(xiàn)。

1.3 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制模型研究 冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼的人工智能技術應用和自動化的系統(tǒng)控制需要完善科學的模型作為基礎,其中計算機作為自動化控制的核心技術,模型構建和優(yōu)化的過程中要充分利用其優(yōu)勢。技術人員在進行動態(tài)控制模型分析時要對轉(zhuǎn)爐煉鋼的化學反應過程和熱平衡原理進行充分的研究,促進自動化控制模型的適用性和可靠性的提升,充分發(fā)揮自動化控制技術對于煉鋼的優(yōu)勢作用。

1.4 轉(zhuǎn)爐煉鋼廢氣檢測分析技術 冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量含有二氧化碳、一氧化碳以及氫氣等物質(zhì)的廢氣,在自動化轉(zhuǎn)爐煉鋼控制系統(tǒng)中可以應用氣體檢測技術。廢氣檢測就是對副槍技術和爐氣定碳法進行結合,通過對廢氣脫碳速度的檢測分析,在對煉鋼工藝廢氣排放流量和成分計算的基礎上,對轉(zhuǎn)爐中鋼液中碳的殘留量進行計算,從而得到煉鋼轉(zhuǎn)爐內(nèi)部碳物質(zhì)的含量。煉鋼轉(zhuǎn)爐廢氣檢測技術通過對含碳量的準確測定為生產(chǎn)工藝的控制改進以及自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化提供了科學的數(shù)據(jù)支撐,有利于對傳統(tǒng)冶金作業(yè)中的問題進行改進,促進煉鋼質(zhì)量和效率的提高。

1.5 冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼副槍檢測技術 副槍自動化檢測技術在冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝中得到了越來越廣泛的應用,對鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)管控和工藝發(fā)展發(fā)揮了重要的促進作用。當前很多鋼鐵企業(yè)的煉鋼轉(zhuǎn)爐中都有副槍的配置,該技術的應用可以對鋼水的溫度、含碳量等參數(shù)進行有效的測定和控制,從而降低鐵合金以及石灰等材料的無用損耗,降低鋼水補吹的概率,促進冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的提升。

2 自動化控制技術的應用效能

2.1 自動化控制系統(tǒng)的功能 冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制的功能主要表現(xiàn)在電氣控制、鐵水和廢鋼質(zhì)量測定以及儀表監(jiān)視等方面。轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝電器操作的可靠性與自動化控制系統(tǒng)直接相關,在生產(chǎn)實踐中需要確保電氣控制指示的相對獨立性。自動化轉(zhuǎn)爐煉鋼控制系統(tǒng)中散裝料倉相互獨立,測量原料質(zhì)量時設置在料倉上的稱重傳感器會將數(shù)值顯示在儀表顯示屏上。此外在惡劣的轉(zhuǎn)爐煉鋼環(huán)境中,自動化控制系統(tǒng)可以借助天車主副鉤吊起相應的料槽或者爐缸,從而實現(xiàn)對廢鋼和鐵水的質(zhì)量測量。以計算機技術為基礎的轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制系統(tǒng)可以對儀表進行實時的動態(tài)化監(jiān)測,以便于及時發(fā)現(xiàn)和處理問題,促進了數(shù)據(jù)庫安全性和控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的提升。

2.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術價值 自動化控制技術的應用可以有效提升煉鋼的效率和鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量,也有利于煉鋼資源能源消耗和生產(chǎn)成本的降低,從而促進企業(yè)盈利能力和市場競爭力的提升,推動冶金行業(yè)的現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展。于此同時自動化控制技術通過動態(tài)的監(jiān)測和精確的參數(shù)控制可以促進煉鋼命中率的提高,礦石和能源的配置效率提升,鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量也可以得到顯著的提升。冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術實現(xiàn)了氣體動態(tài)控制連續(xù)分析與副槍測溫系統(tǒng)的有機結合,有利于對鋼水的質(zhì)量進行保障,在氣體補吹時可以更好地對氧氣含量進行控制從而防止鋼水的氧化,促進煉鋼純度的提升。自動化控制系統(tǒng)通過補吹率的降低和溫度、轉(zhuǎn)爐氣體終點命中率的提升,縮減了鋼鐵冶煉時間為連續(xù)鑄鋼的實現(xiàn)創(chuàng)造了基礎。

3 結束語

產(chǎn)業(yè)結構模式的調(diào)整以及機械制造業(yè)的發(fā)展對于鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高的要求,轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動化控制技術的應用是冶金行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的有效途徑,對于冶金工藝水平的提高和企業(yè)的發(fā)展具有積極的推動作用,自動化控制系統(tǒng)有利于煉鋼生產(chǎn)成本和能源消耗的降低,從而促進我國鋼鐵企業(yè)國際市場競爭力的提升和行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。