转炉炼钢的自动化控制技术探讨

栾昆玉 梁文斌

摘 要：在国际钢材市场的冲击下，需要不断提高我国钢材的产品质量，所以我国钢铁企业要尽快创新转炉炼钢技术，加快生产速率，不但要保障钢的质量，还要尽量减少能耗，这样才能与国际钢铁行业接轨。文章就我国转炉炼钢自动化控制技术的运用与转炉炼钢智能化系统的功能展开剖析。

关键词：钢材市场；转炉炼钢；自动化控制技术

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

0 引言

因为转炉炼钢的生产环境差，过程相当繁琐，并且工作期间无法精准地实施不间断的测量，所以使用一般的进程控制办法控制起来相当难，而单凭人工经验来控制炼钢终点又无法保障高品质钢材、操作稳定和低能耗，这与现今钢铁市场低成本高品质的标准相差太远，而如果想增强产品的市场争夺力，就一定要提升炼钢科技化水平，一定要精确地智能控制炼钢生产，只有如此才能提升炼钢的生产速率与成品质量。转炉炼钢中的主材料有铁水、废钢、铁合金等，当加热的铁水与废钢和铁合金混合在一起时就会发生热化学反应，从而在转炉里进行炼钢。在转炉炼钢技术中融入了计算机信息技术、网络技术、工业控制技术等，通过这些技术对变量控制更精准，其被认为是炼钢中最核心的环节。随着工作生产中涌现出大量的智能控制技术，随之带动了各大钢铁企业的转炉炼钢自动化技术，同时需要的人力与物力大幅减少，但钢质量却大幅提升。

1 转炉炼钢自动化控制的优势

最多见的自动化转炉炼钢系统关键是二级计算机控制体系，就是一级基础性智能控制模块和二级过程的智能控制模块，其中一级基础性智能控制模块关键涵盖了氧枪智能控制体系、底吹控制体系、转炉智能化仪表系统、副枪智能控制体系、除尘智能控制体系等，二级过程性智能控制模块关键包含数据收集系统、补吹校正运算系统、报表打印系统等这种转炉炼钢智能化控制体系可将过程中的参数集中显示与管理，并创建强可视性的界面，显示的内容有模拟的工艺程序、趋势曲线等，在减轻繁重工作的同时，还让人直观地认识工艺与设备的运营状态。

通過实际运用汇总得出，运用转炉炼钢智能化控制技术拥有绝对的技术优势，其体现出的优点关键表现为：一是超过一半的转炉不需要后吹，直接将终点温度和碳的命中率提升至90%；二是不再需要较长的冶炼周期，炼钢速度也加快了；三是降低了30%喷溅率和3kg/t的石灰消耗率，同时使得铁率上升了0.5%左右；四是对炼钢工经验的依赖性大幅缩减，有助于标准化、规范化管理水平的提升，显著减少能耗，增加经济利润。

2 转炉炼钢检测技术

（1）检测分析转炉炼钢废气的技术。在转炉炼钢过程中会生成一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气、氧气等废气。通常是利用炉气定碳法和副枪技术来检测炼钢中产生的废气，主要以副枪检测为核心，根据废气量来算出脱碳的速度，另外通过测定炼钢进程中排出的废气成分，这样就能知道转炉里瞬时钢液残留的碳含量，进而推算出转炉中的碳含量。实施的副枪法不但能精准测取转炉里的碳含量，还为智能检测技术提供了大量的数据参考，这样不但改变了过去的人工工作方式，还使钢质量有大幅提升。

（2）转炉炼钢副枪检测技术。转炉炼钢中引入的副枪检测技术预示着现代钢铁业的先进生产力。目前在国际上大量钢铁企业正在引入副枪检测技术，其技术控制起温度来相对容易，且钢水中拥有较高的碳量，不再需要投入大量的石灰、铁合金等原材料，另外也不再往钢水中补吹气体，显著降低了炉衬浸蚀，完成实现了全智能化，使炼钢产量急骤增长。

3 转炉炼钢自动化技术

转炉炼钢中主要研究的智能技术包含有：控制技术、人工智能技术和模型技术。它是指将计算机技术引入于转炉炼钢中，另外还对转炉里的原料、废气与温度等要素实施监控，如果任何一个要素产生问题就能及时进行调整。

（1）转炉炼钢技术的模型有动态化控制和反馈运算模型，关键是通过控制系统来对吹炼点与含碳量展开检测，并参照获取的含碳量、温度与氧气量值来运算钢水实际温度与含碳量值，以便于对钢水温度与含碳量做出调整；反馈运算模型关键是对动态模型测取值进行重新运算，根据得出的误差值来进行适当的调整，将需要补充的原料放于转炉里。

（2）转炉炼钢中引入的人工智能化技术，其是借助计算机科学技术来模拟人来操作的一种新技术。转炉炼钢中运用的智能技术完全不需要人来操控，直接利用计算机科学技术来模拟，这样不再需要更多的人工，还相应地加快了生产速率，同时产品的品质也上一个台阶，完成实现了钢铁企业的智能化。

（3）对转炉炼钢中的模型加以研究。在转炉炼钢进程中，是以模型为基础来展开人工智能和控制技术。目前重点考虑的是如何将计算机科学技术运用于人工智能中，这样就可通过人工模型来实施工作；而控制技术在热平衡与化学反应的理论基础上，创新出动态化控制模型。所以模型在转炉炼钢中占据着核心位置，不仅钢材质量上升一个台阶，还使生产速率大幅提升，同时要科学地处理钢铁企业中存在的难题。

4 转炉炼钢自动化控制技术

我国转炉炼钢中引入智能控制技术的作用是：以最少的投入资金来获得高品质的钢铁，同时不浪费能源和不污染环境，始终让我国钢铁在国际市场上名列前茅。另外，智能控制技术还将炼钢的终点命中率、钢水的质量、资源的使用率以及生产效率都提升一个台阶。智能化转炉炼钢技术中合并了转炉气体剖析系统与副枪测温系统，这样可使转炉里的气体温度快速达到终点，进而控制起命中率更加精准。为了使钢水的质量有大幅提升，就要在补吹气体中将氧气量降下来，这这样钢水就不会氧化，纯度自然就上来了。

通过将终点命中率提升和补吹率降低，进而使冶炼时间缩减，增强了钢液温度与成分的稳固性，为铸钢的不间断性创造了条件；同时，在智能转炉炼钢技术不断创新的推动下，不再需要一次性的副枪供氧和定碳头损耗，这样钢中的氧气就无处可存，而炉渣中不会再含大量合金，进而使原料有了最大化的利用，相应地减少了炼钢的生产投入。

参考文献：

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[3]王俊国.PLC自动化控制系统在炼钢厂转炉炼钢中的应用研究[J].自动化应用，2012（07）：70-71.