周煦

【摘 要】在鋼鐵的制造流程當(dāng)中，轉(zhuǎn)爐煉鋼技藝已然被鋼鐵制造公司注重起來了，與此同時轉(zhuǎn)爐煉鋼終點掌控能夠切實提高鋼材制品對應(yīng)的質(zhì)量以及水平。該文關(guān)鍵對轉(zhuǎn)爐煉鋼的終點掌控技藝開展深刻的探索以及解析，來給予有關(guān)人士作為參考。

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)爐煉鋼；終點控制；技術(shù)；研究

目前，在鋼鐵制造流程中，轉(zhuǎn)爐煉鋼是生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵，因此鋼鐵制造公司也越來越注重該過程中技術(shù)的研究，再加上現(xiàn)在社會經(jīng)濟的不斷加快和完善，該技術(shù)用不了多久就會廣為人知。轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)后期有一個非常關(guān)鍵的步驟就是終點控制技術(shù)，轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)可以非常輕松的提高鋼鐵冶煉效率。但是，轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)依舊存在一些不足亟待解決，所以不停地優(yōu)化和完善這項技術(shù)，是現(xiàn)在優(yōu)化和提升冶煉效率的關(guān)鍵，其能不斷提升轉(zhuǎn)爐煉鋼的使用性和安全性。

一、轉(zhuǎn)爐煉鋼的終點控制技術(shù)研究

（一）人工經(jīng)驗控制

1.拉碳補吹法

拉碳補吹法是指利用人工經(jīng)驗掌控當(dāng)中最經(jīng)常見到的一種辦法，關(guān)鍵就是在吹煉達到后期時借助部分人工對其執(zhí)行判斷以及干預(yù)，在碳含量到達特定指標(biāo)時就終止吹氧行為[1]。當(dāng)進行中、高碳鋼的制造時，通常會利用拉碳補吹的辦法，關(guān)鍵是因為對象碳含量較高以及氧化速度過快所造成的。結(jié)合吹煉特點就能夠得知，對應(yīng)的供氧時間以及對應(yīng)的含量的終點在進行設(shè)定是一定要超過冶煉鋼種對應(yīng)的的含碳量，在執(zhí)行必須的取樣過程之后，實施恰當(dāng)?shù)难a吹以及調(diào)溫作業(yè)。

2.直吹增碳法

直吹增碳法在進行吹煉時能夠避免經(jīng)受額外限度原因的干擾，達到一吹到底的作業(yè)目的。與此同時能夠利用人工以往經(jīng)驗把終點鋼中所具備的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及溫度掌控在一個恰當(dāng)?shù)南薅戎畠?nèi)，最大程度的提高了在出鋼流程當(dāng)中的冶煉效率水平。直吹增碳的辦法盡可能地降低了補吹對應(yīng)的時間，擁有短周期、高效率水平、速度實現(xiàn)化渣和終渣FeO含量較高等特點，終點命中率基本超過80%，就此特點來講更加貼合低碳鋼制造。

（二）靜態(tài)控制

轉(zhuǎn)爐煉鋼終點的靜態(tài)掌控需要依照原材料性質(zhì)以及吹煉鋼種的要求，經(jīng)過運算對應(yīng)的廢鋼、鐵水以及鐵合金等成分的添加量、給氧量，接下來執(zhí)行裝料以及吹煉過程。然而，靜態(tài)掌控想要改變吹煉流程極為困難，在局部來講會對終點命中率產(chǎn)生較為嚴(yán)重的干擾。在利用實情當(dāng)中，轉(zhuǎn)爐煉鋼靜態(tài)掌控過程當(dāng)中有必要利用部分人工經(jīng)驗來把終點約束在恰當(dāng)范疇以內(nèi)。通常狀況來講，終點碳溫所能達到的最高命中率為80%以上。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擁有極強的自主學(xué)習(xí)能力，同時可以使用隨機精準(zhǔn)度來無限靠近非線性函數(shù)的作用，所以創(chuàng)建的模型能夠執(zhí)行較為科學(xué)合理準(zhǔn)確地引導(dǎo)制造，也具有較為廣泛的利用前景。

（三）爐氣分析動態(tài)控制

關(guān)鍵指的是位于吹煉后期時，依照檢驗爐口表對應(yīng)的爐氣組分來逐步獲得鋼鐵熔池對應(yīng)的脫碳速率，合理有效的確立鋼水組分以及溫度，持續(xù)達到轉(zhuǎn)爐煉鋼終點對應(yīng)的動態(tài)控制要求。爐氣解析動態(tài)終點控制技藝能夠持續(xù)顯示對應(yīng)的鋼水碳含量以及實際溫度，而且能夠動態(tài)化修正控制體系，與此同時還能夠表現(xiàn)鋼水S、P的改變狀況。

當(dāng)終點對應(yīng)的鋼水碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時，對應(yīng)的檢測精準(zhǔn)度以及命中概率都能夠維持較高的水準(zhǔn)，不會低于90%。綜上所述，利用轉(zhuǎn)爐煉鋼動態(tài)控制所能達到的終點碳溫命中率不會低于70%。

（四）自動控制

轉(zhuǎn)爐煉鋼自動控制技藝關(guān)鍵指的是爐渣在線檢驗技藝，實時監(jiān)控爐渣狀態(tài)，在全部的吹煉流程當(dāng)中，能過較好的掌控以及修正對應(yīng)的鋼水碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及爐內(nèi)溫度，把其掌控在一個恰當(dāng)?shù)姆懂牣?dāng)中[2]。與此同時，沒有必要進行補吹以及倒?fàn)t流程，對應(yīng)的終點命中率一般維持在大約85%。然而，因為中國經(jīng)受到了資金基礎(chǔ)以及專業(yè)人才等部分的約束，未曾全面邁入全自動化的控制過程中，對應(yīng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)施水準(zhǔn)較為低劣。實際的轉(zhuǎn)爐煉鋼體系當(dāng)中，能夠干預(yù)到終點溫度以及碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)原因相當(dāng)多，但諸多原因通常為非線性聯(lián)系。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技藝在解決非線性聯(lián)系上存在大量使用，屬于較為先進的技藝辦法。

轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)優(yōu)缺點對比見表1。

二、轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)的應(yīng)用分析及發(fā)展趨勢

（一）應(yīng)用分析

韓國浦項、日本川崎鋼鐵公司千葉第三煉鋼廠、NKK公司福山鋼廠、新日鐵公司等鋼廠廣泛采用。動態(tài)控制技術(shù)的采用使得轉(zhuǎn)爐終點碳溫命中率、碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和溫度的控制精度分別達到在95%以上、±0.05%和±20℃。

轉(zhuǎn)爐煉鋼終點技術(shù)在我國以武鋼三煉鋼為例取得了較為理想的成效，但始終處于起步發(fā)展階段。2015年和2016年間，轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制雙命中率分別達到了85%（控制偏差：Δw（C）±0.01%、Δt±12℃）和95.23%，補吹率分別為7%左右和2.8%，后者在目標(biāo)w（C）小于0.05%時，控制偏差為±0.01%，當(dāng)目標(biāo)w（C）大于0.05%時，控制偏差為±0.015%，吹煉終點溫度控制為±12℃。2016年時，因為全自動控制煉鋼技術(shù)的普及，Δw（C）為±0.02%、Δt為±15℃的碳、溫雙命中率可達到90%以上。

2017年，由于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和專家知識庫相結(jié)合的轉(zhuǎn)爐動態(tài)模型被采用，寶鋼第二煉鋼廠的轉(zhuǎn)爐終點碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制偏差為±0.015%、溫度控制偏差為±13℃，雙命中率均在90%以上

（二）轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

生產(chǎn)效率和質(zhì)量都將會影響到這項技術(shù)的效果和產(chǎn)品質(zhì)量，想要得到較高質(zhì)量的產(chǎn)品就需要較高水平的控制技術(shù)的支持。鋼水碳的好壞和品質(zhì)的高低與冶煉溫度的控制有著非常緊密的聯(lián)系，冶煉溫度的高低變化對于原料的消耗和冶煉時間來說是非常關(guān)鍵的影響因素，影響鋼鐵質(zhì)量的因素很多，比如碳含量過高的情況下含鐵礦物質(zhì)就會出現(xiàn)脫硫現(xiàn)象而影響到鋼鐵的品質(zhì)。就目前來看想要在此技術(shù)上取得重大的突破和成功我們還需要不斷地完善和優(yōu)化轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)，這樣才能有所成績有所感悟。

（三）轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.適度提高小型轉(zhuǎn)爐的自動化應(yīng)用水平

當(dāng)前，轉(zhuǎn)爐的成長態(tài)勢更傾向大型的轉(zhuǎn)爐控制技藝，這就使得大中型的轉(zhuǎn)爐的自動化程度明顯上升。中國攀鋼以及武鋼等都在轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制過程當(dāng)中利用了中爐氣解析設(shè)施，所獲得成果較為顯著。

部分小型轉(zhuǎn)爐對應(yīng)的終點命中率還處于低水平狀態(tài)，而且利用較為局部化，依舊利用經(jīng)驗來進行掌控。所以，要盡可能地提升在小型轉(zhuǎn)爐當(dāng)中的使用程度，提升相應(yīng)的自動化控制程度。

2.加強先進科學(xué)機械設(shè)備的使用

冶煉技藝絕大部分通過人工執(zhí)行，相關(guān)技術(shù)人員缺乏管理經(jīng)驗，想要達到精準(zhǔn)化的目標(biāo)極為困難。就拿拉碳補吹法來講，就對冶煉流程當(dāng)中的爐內(nèi)材料特性來預(yù)估耗氧量以及碳化率的改變狀況，誤差較大，在使用方面存在極大的限制。所以，需要研發(fā)更加先進合理科學(xué)的設(shè)施，盡可能降低人工干預(yù)，達到精準(zhǔn)化、效率化的技藝要求。

3.靜態(tài)控制技術(shù)與人工經(jīng)驗控制技術(shù)相比

擁有精準(zhǔn)的靜態(tài)控制模型，讓試驗成果擁有的精確程度更強。靜態(tài)控制技藝的使用，能夠把有關(guān)的經(jīng)驗轉(zhuǎn)變?yōu)檩^強準(zhǔn)確性的作業(yè)公式，同時能夠迅速獲得冶煉流程中的有關(guān)指標(biāo)以及數(shù)值，然而，終點控制效率還維持在一個較低水準(zhǔn)范圍內(nèi)。所以，要盡可能提升靜態(tài)控制末位技藝的革新，切實掌控對應(yīng)參數(shù)值，提升針對試驗流程當(dāng)中的風(fēng)險預(yù)估水平。

三、結(jié)語

綜上所述，轉(zhuǎn)爐煉鋼的終點控制技藝的提升已亟待解決，能夠持續(xù)達到自動化的掌控要求，盡可能為鋼鐵行業(yè)提升利潤空間，持續(xù)向煉鋼部分的成長要求進步。

（1）切實把握人工經(jīng)驗管理、靜態(tài)管理、動態(tài)管理和自動化管理等，持續(xù)增強轉(zhuǎn)爐煉鋼的終點控制技藝，而且需要做到詳細(xì)問題詳細(xì)解析，盡可能提高轉(zhuǎn)爐煉鋼終點對應(yīng)的控制效率水平，保障轉(zhuǎn)爐煉鋼終點技藝的作用體現(xiàn)出來。

（2）持續(xù)加強小型轉(zhuǎn)爐對應(yīng)的自動化利用程度，規(guī)范利用較為科學(xué)與先進合理的設(shè)施，來盡可能提升成品質(zhì)量水平。與此同時，相關(guān)技術(shù)人員也需要以高標(biāo)準(zhǔn)高要求來管理自我，盡可能規(guī)避出現(xiàn)風(fēng)險性干擾，轉(zhuǎn)爐煉鋼對應(yīng)的終點控制技藝當(dāng)中添加了部分創(chuàng)新內(nèi)容，讓其可以更加優(yōu)秀的貼合煉鋼領(lǐng)域?qū)?yīng)的成長要求，最大程度上達到鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。

【參考文獻】

[1] 許剛， 雷洪波， 李驚鴻，等. 轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)[J]. 煉鋼， 2011， 27（1）：66-70.

[2] 李占敏. 轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版， 2012（34）.