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        分析自控系統(tǒng)在鋼鐵冶煉中的應(yīng)用

        2019-09-10 22:55:37張媛鈺
        關(guān)鍵詞:優(yōu)勢

        【摘?要】隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,高爐自動化煉鋼技術(shù)也隨之發(fā)展,應(yīng)用不斷廣泛,在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中取得了較好的效果。本文將通過調(diào)查研究,總結(jié)高爐自動化煉鋼的特點(diǎn)和優(yōu)勢,為之后的不斷發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

        【關(guān)鍵詞】高爐自動化煉鋼;優(yōu)勢;自控系統(tǒng)

        隨著科學(xué)和技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,在煉鋼過程當(dāng)中由傳統(tǒng)方式向自動化方向轉(zhuǎn)變。通過自動化的方式,能夠指導(dǎo)煉鋼的操作過程,對相關(guān)步驟進(jìn)行設(shè)計和計算,總結(jié)數(shù)據(jù)。自動化技術(shù)主要通過計算機(jī)二級系統(tǒng)完成。二級系統(tǒng)能夠?qū)ο嚓P(guān)設(shè)計進(jìn)行設(shè)定,將所需數(shù)據(jù)傳送到自動化系統(tǒng)當(dāng)中,再由自動化系統(tǒng)完成煉鋼過程。在自動化技術(shù)當(dāng)中,制作模型至關(guān)重要,需要根據(jù)所需顏料進(jìn)行計算,并上傳數(shù)據(jù)[1]。

        一、高爐煉鐵自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

        在煉鐵的過程當(dāng)中,主要過程是將所用材料,包括礦石、燃料、溶劑,裝入爐頂,同時使用鼓風(fēng)機(jī),將冷風(fēng)處理為熱風(fēng)吹入封口,此時焦炭發(fā)生燃燒反應(yīng),產(chǎn)生的氣體向上運(yùn)動。而使用的材料將從上向下進(jìn)行交換過程,最后生成生鐵,同時會產(chǎn)生爐渣。產(chǎn)生的爐渣主要通過排渣口排出。在整個系統(tǒng)當(dāng)中包含不同控制方式,有高爐本體控制、給料和配料控制、熱風(fēng)爐控制,同時還有除塵功能。在煉鐵操作的過程當(dāng)中,應(yīng)該注意以下事項(xiàng):首先必須正確使用材料,并按規(guī)定配比進(jìn)行煉鐵,保障相關(guān)材料在下降過程中均勻運(yùn)動,保持熱氣流的穩(wěn)定。在高爐煉鐵自動化系統(tǒng)當(dāng)中,主要包含控制系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等。在煉鐵的過程中,必須有效對煉鐵過程進(jìn)行監(jiān)督和檢測。對所用設(shè)備的要求較高,保障自動化水平。在計算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中,要求其能夠快速的采集所需數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)存在問題,并及時反饋。要求反饋數(shù)據(jù)具有較高的精準(zhǔn)度和速率[2]。

        二、高爐自動化煉鐵的優(yōu)勢

        (一)可靠性

        在進(jìn)行生產(chǎn)的過程當(dāng)中,要求相關(guān)企業(yè)位于十分重要的位置,首先他必須能夠提供合格的鐵水,同時還必須能夠提供加熱爐中所需要的煤氣。同時在煉鐵的過程當(dāng)中,必須保障儀器的安全可靠性,否則一旦工程停止則會造成巨大損失。因此,通過高爐自動化煉鐵的引入,能夠保障整個生產(chǎn)過程的安全性與可靠性,保障設(shè)備的應(yīng)用能夠符合要求,對于突發(fā)事件的處理也能夠更好的解決,在整體上提高了產(chǎn)業(yè)的安全性,防止造成損失。在系統(tǒng)中同時還增添了安全設(shè)備,在整體上對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

        (二)實(shí)用性

        隨著時代的不斷發(fā)展,自動化技術(shù)不斷被人們接受和需求,在煉鐵的過程當(dāng)中,通過使用自動化技術(shù),能夠大大提高產(chǎn)業(yè)的實(shí)用性。同時,該系統(tǒng)能夠做到手動與自動的自由切換,通過計算機(jī)技術(shù)和P L C技術(shù),組成在線監(jiān)測系統(tǒng),能夠采集所需要的數(shù)據(jù),包括溫度、風(fēng)度風(fēng)壓、材料數(shù)據(jù)等。當(dāng)從自動化切換到手動模式中,所需的材料數(shù)據(jù)通過計算機(jī)的處理能夠反饋到測量儀表上,減少了人工分析的誤差,結(jié)合各方面數(shù)據(jù)更好地進(jìn)行工程。同時通過計算機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)建立起聯(lián)系,為工作人員提供方向。通過自動化技術(shù)的應(yīng)用,除了能進(jìn)行基礎(chǔ)的操作,同時還增加了非線性變參數(shù)的功能,能夠使設(shè)備進(jìn)行自動化調(diào)節(jié)和智能控制。通過引入計算機(jī)技術(shù),能夠更好地計算處理數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性,有利于高爐煉鐵的自動化。

        (三)先進(jìn)性

        在生產(chǎn)過程當(dāng)中,引入自動化技術(shù),進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的智能性,可以根據(jù)自動化水平和智能化水平確定生產(chǎn)的問題,以便及時改正。在實(shí)際的生產(chǎn)過程當(dāng)中,由于可能會出現(xiàn)不同問題,通過引入智能化技術(shù),能夠提高機(jī)器的適應(yīng)程度、組織功能,容錯性。相對于傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,不再使用單純的人工計算,而是通過先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)和自動化系統(tǒng),對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,提高數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性,從而判斷出最合適的生產(chǎn)方案。通過相關(guān)系統(tǒng)對工作數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析,能夠在一定程度上幫助工作人員進(jìn)行生產(chǎn),規(guī)劃生產(chǎn)方向。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),相對于傳統(tǒng)的手動操作來說,自動化技術(shù)能夠?qū)?shù)的離散程度大幅降低,向最佳點(diǎn)靠攏,進(jìn)一步提高整個生產(chǎn)的精確度和準(zhǔn)確性。通過引入自動化系統(tǒng)和計算機(jī)技術(shù),為操作者提供了更多的生產(chǎn)方向,提高了整個生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性。

        三、自動化煉鐵的模型

        (一)靜態(tài)模型

        1、一次計算 (FCC)

        一次計算涉及到的數(shù)據(jù)有溫度、重量、材料的成分,通過使用熱平衡的原理,進(jìn)行一次計算。通過一次計算能夠更好地符合煉鋼的溫度,在計算過程中需要確定最低堿度,再根據(jù)確定數(shù)據(jù)進(jìn)行堿度計算,若計算結(jié)果能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),則可根據(jù)計算結(jié)果確定需要的原料和氧氣含量。若沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),此時將會給操作者反饋及時進(jìn)行修改。

        2、二次計算 (SCC)

        在進(jìn)行脫硫操作后,進(jìn)行二次計算,主要包括鐵水的成分和溫度以及重要,同時鋼鐵水進(jìn)入二次系統(tǒng)后,吹氧量發(fā)生變化,在進(jìn)行計算時,需要與一次計算進(jìn)行區(qū)分,二次計算主要確定的是鐵水在進(jìn)行脫硫過程后爐內(nèi)的鐵水溫度和重量,并根據(jù)這些數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行二次計算,保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

        3、液位測量

        使用副槍在專用的測量液位探頭對甜水的含量進(jìn)行檢測,當(dāng)測量探頭接觸到鐵水時,產(chǎn)生電流,記錄測試的數(shù)據(jù)即可。

        4、氧氣量模型氧氣用量模型的計算

        首先確定生產(chǎn)過程中所需要的吹氧量,主要依據(jù)是鐵水的化學(xué)成分,之后計算礦石中的含氧量,通過得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行改正,符合生產(chǎn)的要求。

        5、合金計算模型 (ALL)

        合金計算模型的影響指標(biāo)是點(diǎn)鋼水的成分,以及在生產(chǎn)過程中使用的合金量。相關(guān)工作人員必須將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到二次系統(tǒng)當(dāng)中,進(jìn)行相關(guān)計算,形成合金模型,模型的使用必須按照鋼水的成分和合金的價格進(jìn)行計算。

        (二)動態(tài)計算模型 (IBC/COR)

        當(dāng)系統(tǒng)檢測到吹氧量超過70%是,則會有副槍對鋼水的溫度以及含量進(jìn)行檢測,同時將檢測到的數(shù)據(jù)反饋給二級系統(tǒng),并進(jìn)行相關(guān)的計算。在計算過程中主要需要數(shù)據(jù)有:吹氧量、碳含量和溫度、冷卻劑的使用量。

        (三)自學(xué)習(xí)模型 (FBC)

        自學(xué)習(xí)模型必須根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況和相關(guān)數(shù)據(jù)及時調(diào)整。具體如下:

        首先,模型的調(diào)整的主要指標(biāo):轉(zhuǎn)爐爐襯的侵蝕、相關(guān)儀器的磨損程度、及時更換氧槍、氧氣的利用程度、生產(chǎn)的損失、分配系數(shù)

        其次,模型參數(shù)調(diào)整。在實(shí)際的生產(chǎn)過程當(dāng)中,必須符合生產(chǎn)要求,并根據(jù)需求不斷進(jìn)行分析和完善。需要關(guān)注的數(shù)據(jù)指標(biāo)有:氧氣的利用程度、氧化鎂的含量、溫度、所用原料的用量。

        結(jié)語

        綜上所述,隨著自動化的不斷發(fā)展,在煉鐵的過程當(dāng)中也實(shí)現(xiàn)了自動化,不斷促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

        參考文獻(xiàn):

        [1]陳玲. PLC在球團(tuán)生產(chǎn)自控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 電子世界, 2017(16):180-180.

        [2]趙哲. 高爐冶煉過程爐況監(jiān)控及趨勢預(yù)估[D]. 2015.

        作者簡介:

        張媛鈺(1977-)女,工作單位,南京鋼鐵集團(tuán),江蘇南通人,本科,2000.7,南京化工大學(xué), 工程師。

        (作者單位:南京鋼鐵股份有限公司)

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