劉鵬

摘要：煉鋼電爐是煉鋼廠生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，煉鋼廠電爐自動化控制系統(tǒng)日益完善。尤其是在大數(shù)據(jù)技術(shù)的推動下，我國電爐呈現(xiàn)出智能化、集約化、低碳化發(fā)展趨勢。本文以煉鋼電爐電氣自動化控制系統(tǒng)的特點作為切入點，闡述我國電爐電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，最后提出提高我國電爐電氣自動化控制系統(tǒng)的具體對策。

關(guān)鍵詞：煉鋼;電爐;自動化控制;智能化;低碳化

引言

隨著我國低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煉鋼廠作為能源消耗企業(yè)，必須要朝著低碳化、高效化方向發(fā)展。電爐是煉鋼企業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)備，相比于轉(zhuǎn)爐煉鋼而言，電爐煉鋼具有工序短、投資省以及節(jié)能減排效果好的特點。然而隨著我國經(jīng)濟(jì)新常態(tài)發(fā)展要求，降本增效成為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)管理的重要任務(wù)。電爐電氣自動化控制是促進(jìn)電爐生產(chǎn)效率、降低能源消耗的重要手段，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算等技術(shù)的發(fā)展，我國電爐電氣自動化控制系統(tǒng)呈現(xiàn)新的發(fā)展特點和趨勢?，F(xiàn)結(jié)合多年工作實踐詳細(xì)闡述電爐電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展特點及趨勢。

一、煉鋼電爐電氣自動化控制系統(tǒng)的特點

煉鋼技術(shù)的發(fā)展有效帶動電爐電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展，尤其是在新技術(shù)、新工藝的帶動下，我國煉鋼電爐在原有智能化的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了超高功率供電、智能化控制、綠色環(huán)保等方面的技術(shù)突破。結(jié)合多年工作經(jīng)驗，煉鋼電爐電氣自動化控制系統(tǒng)具有以下特點：

1. 智能化。電弧是電爐工作的主要方式，因此電極自動調(diào)節(jié)是決定電爐自動化控制的關(guān)鍵技術(shù)。目前電爐自動化控制系統(tǒng)的智能化操作性能更加完善。以電爐供電控制系統(tǒng)為例，為了保證生產(chǎn)順利進(jìn)行，目前人們主要采取的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制與傳統(tǒng)PID 相結(jié)合的控制方法，以此提高電爐供電的智能化。例如在現(xiàn)代電爐主要是按照預(yù)定的程序?qū)﹄娏M(jìn)行調(diào)整，以此達(dá)到煉鋼的目的，但是在實際生產(chǎn)中由于廢鋼的形狀、重量等都會發(fā)生變化，因此在具體的生產(chǎn)中容易出現(xiàn)電力調(diào)整不精準(zhǔn)而導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降。為此通過對電力調(diào)整的自動化控制系統(tǒng)的智能化操作實現(xiàn)了對生產(chǎn)電力的智能控制。通過解析熔化過程中高次諧波隨時間變化的相關(guān)數(shù)據(jù)和熔化末期電源頻率偶數(shù)倍區(qū)域的發(fā)聲規(guī)律，確定可作為判定標(biāo)準(zhǔn)的特定閾值，結(jié)合智能算法開發(fā)了化清判定系統(tǒng)。

2. 網(wǎng)絡(luò)化。電爐電氣自動化控制系統(tǒng)基本實現(xiàn)了在線操作模式，但是隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，電爐電氣自動化控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化特點更加突出。在實際生產(chǎn)過程中，電爐電氣自動化控制系統(tǒng)依賴于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操作，這樣不僅有助于提高設(shè)備的操作性能，而且還能及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，實現(xiàn)在線診斷。

3. 實時監(jiān)測。煉鋼電爐是在高溫下進(jìn)行的，許多參數(shù)在高溫環(huán)境下會出現(xiàn)一定的變化等，導(dǎo)致最終獲得的數(shù)據(jù)存在差異，因此當(dāng)前電爐電氣自動化控制系統(tǒng)更加突出實時監(jiān)測技術(shù)。例如為了解決電爐高溫導(dǎo)致的參數(shù)檢測不準(zhǔn)的問題，美國PTI公司開發(fā)設(shè)計了自動測溫取樣系統(tǒng)，其主要將自動測溫系統(tǒng)穿過爐壁進(jìn)入熔池測溫取樣。該裝置的傳動機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)經(jīng)過特殊的設(shè)計滿足電爐冶煉的惡劣環(huán)境和工藝要求。

二、煉鋼電爐電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

電爐煉鋼自動控制系統(tǒng)采用以太環(huán)網(wǎng)和現(xiàn)場總線技術(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院图皶r性;采用模塊化編程，根據(jù)用戶定制的監(jiān)控畫面，方便用戶對設(shè)備的權(quán)限性操作 ;采用故障自診斷模塊，實現(xiàn)故障自動報警功能，降低故障查找時間;并通過各種手段建立生產(chǎn)過程控制模型，從而實現(xiàn)煉鋼現(xiàn)場人力資源與安全運營的最優(yōu)生產(chǎn)方案?；跓掍撾姞t電氣自動化控制系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，電爐電氣自動化控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出集約化、整體性的發(fā)展趨勢。例如基于監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，電爐電氣自動化控制系統(tǒng)將不再局限在某個環(huán)節(jié)，反而是從最優(yōu)化工作效率出發(fā)，將電爐自動化控制與其他設(shè)備結(jié)合，達(dá)到電爐工作效率的最優(yōu)化。例如SIEMENS VAI開發(fā)了Simental EAF Heatopt整體控制方案（如圖1）。該方案集合了多種測量技術(shù)和信息分析處理系統(tǒng)，有電爐煙氣成分分析系統(tǒng)、煙氣流量測量系統(tǒng)、非接觸式連續(xù)測溫技術(shù)、泡沫渣檢測技術(shù)、用于電極調(diào)節(jié)的熔清控制系統(tǒng)、無渣出鋼技術(shù)等，利用這些技術(shù)能夠?qū)掍撨^程實時監(jiān)測與控制，能夠確保最大的生產(chǎn)效率、最佳的能量轉(zhuǎn)換率以及最小的生產(chǎn)成本。

三、提高電爐電氣自動化控制系統(tǒng)的對策

基于電爐電氣自動化控制系統(tǒng)發(fā)展的特點及趨勢，在實踐工作中我們必須要采取有效的舉措提升電氣自動化控制系統(tǒng)的工作性能，以此降低故障發(fā)生率。結(jié)合多年工作實踐調(diào)查，提高電爐電氣自動化控制系統(tǒng)的對策主要包括以下方面：

1. 加強技術(shù)創(chuàng)新，提升電爐電氣性能

提高電爐電氣自動化控制系統(tǒng)必須要通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)，只有不斷創(chuàng)新才能提高電爐的工作效率：一方面我國要加強與世界先進(jìn)企業(yè)的合作溝通，及時引入他們先進(jìn)的自動化控制技術(shù)，例如煉鋼企業(yè)要加強對高校的合作，通過高校的科研資源解決企業(yè)電爐電氣自動化控制系統(tǒng)所存在的問題;另一方面要加強對現(xiàn)有工藝的改造，通過電爐工作效率。例如針對電爐超聲波流量計在實際工作中所存在的電源模塊頻繁燒壞的問題，企業(yè)可以通過技術(shù)創(chuàng)新，對電源模塊進(jìn)行改造，將其應(yīng)用到對電爐爐殼總回水管，達(dá)到監(jiān)測爐體水冷系統(tǒng)的運行情況的目的。

2.提高煉鋼電爐設(shè)備維修人員的專業(yè)技能，增強安全意識。提高電爐電氣自動化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵因素就是提升煉鋼企業(yè)設(shè)備維修人員的專業(yè)技能，增強他們的安全意識，以此促進(jìn)電爐設(shè)備的運行效率：一是煉鋼企業(yè)要加強對設(shè)備維修管理人員的教育培訓(xùn)。隨著電爐電氣自動化控制技術(shù)的不斷發(fā)展，要求設(shè)備管理人員必須要加強學(xué)習(xí)，及時掌握相應(yīng)的維修技能。例如基于電爐自動化控制系統(tǒng)的技術(shù)更新，要求設(shè)備管理人員要及時掌握相應(yīng)技術(shù)改造的技能，以便在工作中能夠及時發(fā)現(xiàn)故障解決故障;二是要增強安全意識，尤其是要樹立利用大數(shù)據(jù)技術(shù)診斷設(shè)備的意識。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在電爐電氣自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，要求設(shè)備維修人員必須要改變以往的工作理念，樹立安全意識、質(zhì)量意識，利用先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)對設(shè)備運行的實時監(jiān)測。

四、結(jié)束語

總之，隨著我國經(jīng)濟(jì)新常態(tài)的發(fā)展及節(jié)能減排戰(zhàn)略的實施，優(yōu)化煉鋼電爐電氣自動化控制系統(tǒng)是實現(xiàn)煉鋼企業(yè)降本增效的重要舉措?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)、云計算、區(qū)塊鏈等技術(shù)的不斷發(fā)展，我國電路電氣自動化控制技術(shù)將呈現(xiàn)集約化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢發(fā)展。當(dāng)然其還存在一些問題，因此需要我們加強技術(shù)創(chuàng)新，不斷優(yōu)化電爐電氣自動化控制技術(shù)，以此實現(xiàn)煉鋼企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

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