欒昆玉 梁文斌

摘 要：在國際鋼材市場的沖擊下，需要不斷提高我國鋼材的產(chǎn)品質(zhì)量，所以我國鋼鐵企業(yè)要盡快創(chuàng)新轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)，加快生產(chǎn)速率，不但要保障鋼的質(zhì)量，還要盡量減少能耗，這樣才能與國際鋼鐵行業(yè)接軌。文章就我國轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)的運用與轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化系統(tǒng)的功能展開剖析。

關(guān)鍵詞：鋼材市場；轉(zhuǎn)爐煉鋼；自動化控制技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.046

0 引言

因為轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)環(huán)境差，過程相當繁瑣，并且工作期間無法精準地實施不間斷的測量，所以使用一般的進程控制辦法控制起來相當難，而單憑人工經(jīng)驗來控制煉鋼終點又無法保障高品質(zhì)鋼材、操作穩(wěn)定和低能耗，這與現(xiàn)今鋼鐵市場低成本高品質(zhì)的標準相差太遠，而如果想增強產(chǎn)品的市場爭奪力，就一定要提升煉鋼科技化水平，一定要精確地智能控制煉鋼生產(chǎn)，只有如此才能提升煉鋼的生產(chǎn)速率與成品質(zhì)量。轉(zhuǎn)爐煉鋼中的主材料有鐵水、廢鋼、鐵合金等，當加熱的鐵水與廢鋼和鐵合金混合在一起時就會發(fā)生熱化學反應，從而在轉(zhuǎn)爐里進行煉鋼。在轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)中融入了計算機信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)等，通過這些技術(shù)對變量控制更精準，其被認為是煉鋼中最核心的環(huán)節(jié)。隨著工作生產(chǎn)中涌現(xiàn)出大量的智能控制技術(shù)，隨之帶動了各大鋼鐵企業(yè)的轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化技術(shù)，同時需要的人力與物力大幅減少，但鋼質(zhì)量卻大幅提升。

1 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制的優(yōu)勢

最多見的自動化轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)關(guān)鍵是二級計算機控制體系，就是一級基礎(chǔ)性智能控制模塊和二級過程的智能控制模塊，其中一級基礎(chǔ)性智能控制模塊關(guān)鍵涵蓋了氧槍智能控制體系、底吹控制體系、轉(zhuǎn)爐智能化儀表系統(tǒng)、副槍智能控制體系、除塵智能控制體系等，二級過程性智能控制模塊關(guān)鍵包含數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、補吹校正運算系統(tǒng)、報表打印系統(tǒng)等這種轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制體系可將過程中的參數(shù)集中顯示與管理，并創(chuàng)建強可視性的界面，顯示的內(nèi)容有模擬的工藝程序、趨勢曲線等，在減輕繁重工作的同時，還讓人直觀地認識工藝與設(shè)備的運營狀態(tài)。

通過實際運用匯總得出，運用轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)擁有絕對的技術(shù)優(yōu)勢，其體現(xiàn)出的優(yōu)點關(guān)鍵表現(xiàn)為：一是超過一半的轉(zhuǎn)爐不需要后吹，直接將終點溫度和碳的命中率提升至90%；二是不再需要較長的冶煉周期，煉鋼速度也加快了；三是降低了30%噴濺率和3kg/t的石灰消耗率，同時使得鐵率上升了0.5%左右；四是對煉鋼工經(jīng)驗的依賴性大幅縮減，有助于標準化、規(guī)范化管理水平的提升，顯著減少能耗，增加經(jīng)濟利潤。

2 轉(zhuǎn)爐煉鋼檢測技術(shù)

（1）檢測分析轉(zhuǎn)爐煉鋼廢氣的技術(shù)。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中會生成一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氫氣、氧氣等廢氣。通常是利用爐氣定碳法和副槍技術(shù)來檢測煉鋼中產(chǎn)生的廢氣，主要以副槍檢測為核心，根據(jù)廢氣量來算出脫碳的速度，另外通過測定煉鋼進程中排出的廢氣成分，這樣就能知道轉(zhuǎn)爐里瞬時鋼液殘留的碳含量，進而推算出轉(zhuǎn)爐中的碳含量。實施的副槍法不但能精準測取轉(zhuǎn)爐里的碳含量，還為智能檢測技術(shù)提供了大量的數(shù)據(jù)參考，這樣不但改變了過去的人工工作方式，還使鋼質(zhì)量有大幅提升。

（2）轉(zhuǎn)爐煉鋼副槍檢測技術(shù)。轉(zhuǎn)爐煉鋼中引入的副槍檢測技術(shù)預示著現(xiàn)代鋼鐵業(yè)的先進生產(chǎn)力。目前在國際上大量鋼鐵企業(yè)正在引入副槍檢測技術(shù)，其技術(shù)控制起溫度來相對容易，且鋼水中擁有較高的碳量，不再需要投入大量的石灰、鐵合金等原材料，另外也不再往鋼水中補吹氣體，顯著降低了爐襯浸蝕，完成實現(xiàn)了全智能化，使煉鋼產(chǎn)量急驟增長。

3 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化技術(shù)

轉(zhuǎn)爐煉鋼中主要研究的智能技術(shù)包含有：控制技術(shù)、人工智能技術(shù)和模型技術(shù)。它是指將計算機技術(shù)引入于轉(zhuǎn)爐煉鋼中，另外還對轉(zhuǎn)爐里的原料、廢氣與溫度等要素實施監(jiān)控，如果任何一個要素產(chǎn)生問題就能及時進行調(diào)整。

（1）轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的模型有動態(tài)化控制和反饋運算模型，關(guān)鍵是通過控制系統(tǒng)來對吹煉點與含碳量展開檢測，并參照獲取的含碳量、溫度與氧氣量值來運算鋼水實際溫度與含碳量值，以便于對鋼水溫度與含碳量做出調(diào)整；反饋運算模型關(guān)鍵是對動態(tài)模型測取值進行重新運算，根據(jù)得出的誤差值來進行適當?shù)恼{(diào)整，將需要補充的原料放于轉(zhuǎn)爐里。

（2）轉(zhuǎn)爐煉鋼中引入的人工智能化技術(shù)，其是借助計算機科學技術(shù)來模擬人來操作的一種新技術(shù)。轉(zhuǎn)爐煉鋼中運用的智能技術(shù)完全不需要人來操控，直接利用計算機科學技術(shù)來模擬，這樣不再需要更多的人工，還相應地加快了生產(chǎn)速率，同時產(chǎn)品的品質(zhì)也上一個臺階，完成實現(xiàn)了鋼鐵企業(yè)的智能化。

（3）對轉(zhuǎn)爐煉鋼中的模型加以研究。在轉(zhuǎn)爐煉鋼進程中，是以模型為基礎(chǔ)來展開人工智能和控制技術(shù)。目前重點考慮的是如何將計算機科學技術(shù)運用于人工智能中，這樣就可通過人工模型來實施工作；而控制技術(shù)在熱平衡與化學反應的理論基礎(chǔ)上，創(chuàng)新出動態(tài)化控制模型。所以模型在轉(zhuǎn)爐煉鋼中占據(jù)著核心位置，不僅鋼材質(zhì)量上升一個臺階，還使生產(chǎn)速率大幅提升，同時要科學地處理鋼鐵企業(yè)中存在的難題。

4 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)

我國轉(zhuǎn)爐煉鋼中引入智能控制技術(shù)的作用是：以最少的投入資金來獲得高品質(zhì)的鋼鐵，同時不浪費能源和不污染環(huán)境，始終讓我國鋼鐵在國際市場上名列前茅。另外，智能控制技術(shù)還將煉鋼的終點命中率、鋼水的質(zhì)量、資源的使用率以及生產(chǎn)效率都提升一個臺階。智能化轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)中合并了轉(zhuǎn)爐氣體剖析系統(tǒng)與副槍測溫系統(tǒng)，這樣可使轉(zhuǎn)爐里的氣體溫度快速達到終點，進而控制起命中率更加精準。為了使鋼水的質(zhì)量有大幅提升，就要在補吹氣體中將氧氣量降下來，這這樣鋼水就不會氧化，純度自然就上來了。

通過將終點命中率提升和補吹率降低，進而使冶煉時間縮減，增強了鋼液溫度與成分的穩(wěn)固性，為鑄鋼的不間斷性創(chuàng)造了條件；同時，在智能轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)不斷創(chuàng)新的推動下，不再需要一次性的副槍供氧和定碳頭損耗，這樣鋼中的氧氣就無處可存，而爐渣中不會再含大量合金，進而使原料有了最大化的利用，相應地減少了煉鋼的生產(chǎn)投入。

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