转炉炼钢终点控制技术应用

杨阳

摘 要：钢材资源是社会建筑和生产制造业不可缺少的必备原材料之一，炼钢技术是提供钢材原料的主要技术，逐渐受到各行各业的重视，目前的炼钢技术中转炉炼钢技术是全球炼钢效率最高的技术，被广泛应用于各个炼钢企业中，转炉炼钢终点控制技术是转炉炼钢后期的重要操作程序，终点控制水平影响着炼钢的效率和质量技术，本文主要根据目前转炉炼钢控制技术，对不同的技术及未来发展趋势进行分析总结，提出缩短炼钢时间和提高产品质量的主要途径，提升企业经济效益。

关键词：炼钢；转炉；终点控制技术；现状

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.008

0 引言

随着社会经济的快速发展，钢材多数应用于房屋建造、商品楼构建等原材料需求方面，但传统的炼钢技术已經无法满足目前建筑对钢材的需求量，钢材本身的质量和生产效率也提出了更高的要求，因此企业要加强现代钢材炼钢过程，改善炼钢方法，提升炼钢效率，为社会需求提供充足的钢材资源。就目前的炼钢技术发展前景看，转炉炼钢技术是企业的核心技术之一，是决定提升钢材质量的主要依据，但我国的转炉炼钢技术处于发展阶段，加强对炼钢技术的引进和完善，是提高企业经济效益和满足社会需求的关键。

1 转炉炼钢终点控制技术的现状

我国的转炉炼钢方法从上世纪六十年代开始开始发展，通过利用热力实验进行数据的分析和总结，对冶炼钢铁过程中设计的原材料产生的热能进行汇总，通过一系列的实验，转炉炼钢方法的数量和质量都可以得到严格的控制，转炉炼钢的钢水质量和冶炼问题应采取高度控制方法，如果减少对钢水碳含量的控制就容易发生钢材碳含量高的情况，给钢材中矿物质的脱硫造成阻碍，增加了钢材中的氮氧含量。

2 转炉炼钢终点的控制技术的种类

（1）转炉炼钢终点控制是转炉冶炼后期的重要操作，终点控制的水平直接影响到生产效率和产品质量，随着我国炼钢工艺的不断完善，大大提高了炼钢生产的节奏，转炉炼钢终点主要采用动态控制法和静态控制法，通过分析企业转炉炼钢终点控制的现状，分析转炉炼钢终点控制的方法，对提高我国转炉炼钢终点控制有重要意义。转炉炼钢终点控制的对象是钢水的成分和温度，转炉终点控制技术经过人工经验控制、静态控制、动态控制等几个发展阶段，人工经验控制是一种最原始的控制方法，通过由作业人员观察转炉火焰的变化情况和炉前取样等手段判断转炉炼钢的终点；该方法准确率较低，不同的操作者之间存在不同的差别；静态控制根据冶炼初期的铁水温度或成分等目标的差距，进行物料进行热平衡计算，对终点进行适当的调整，准确率相对人工控制方法较高；动态控制以静态控制为基础，对参数进行修正，达到控制终点的目的，该技术通过计算机网络技术，对冶炼过程中的动态信息进行计算，及时下发正确的指令，从而达到控制系统的目的，该方法是应用最为广泛也是准确率最高的。

（2）转炉炼钢终点的控制方法有拉碳补吹法、一吹到底增碳法和气相分析法等方法，控制方法大部分以建立控制模型为基础，通过汇总计算和系统分析取得的，转炉炼钢过程是高温条件下的复杂物质化学反应过程，受较多因素的影响，要达到令人满意的境界较为困难。

拉碳补吹法指在吹炼过程中通过判断已经达到终点而停止吹氧，采用高拉碳和补吹的方法进行调整，我国目前采用的高拉补吹法根据吹炼时的特征取样分析，达到要求的终点。该方法具有终点钢水氧含量和终渣含量低及氧气消耗少的优点。一吹到底增碳法是终点按照低碳钢控制法，该方法使用的增碳剂要求质量和纯度都很高，在出钢过程中使得钢水中的含碳量达到所炼钢种要求的范围，为采用有限的铁水生产更多的钢，采用增碳法终点控制，有利于增加废钢的用量。

3 转炉炼钢终点控制技术的实施价值及其未来发展趋势

（1）原始的冶炼工艺通过人工操作完成，技术人员根据自身经验操作，方法简单粗略，根据吹炼炉内材料的反应特征判断氧含量和碳含量，炼成后存在一定的差距，该方法多适用于含碳量较低的铁矿石冶炼，随着科技的进步越来越先进的机械设备逐渐代替人工操作。

（2）静态控制技术是转炉冶炼终点控制技术较为先进的一种，在冶炼初期利用电子计算机技术，实现对整个冶炼过程中所需要的物料合理化科学化的设计，该方法弥补了人工经验控制方法产生的不确定性，是目前企业中使用最为广泛的技术。将人工经验控制技术和静态控制技术相结合，最终获得的产物符合技术要求，为企业提供更加高效的技术。

（3）动态控制是以静态控制为基础，采用炉气分析仪、自动测温装置等检测随时间变化的动态信息，根据检测和搜集的信息修正相关吹炼参数，转炉动态控制主要是副枪动态终点控制和炉气动态终点控制两种；副枪动态终点控制根据转炉吹炼后期制作过程中为达到设定温度和冷却剂，利用终点测试碳及温度信息进行比对，这样可以减少因为系统误差造成的补吹次数，实现节省能源和改善工作环境的目的。转炉炉气分析的动态控制通过连续监测炉口的炉气成分，以此计算钢水的脱碳速率，方便确定钢水中的碳含量和炉渣成分，实现对转炉冶炼全过程的动态控制。

（4）自动化炼钢采用静态控制和副枪监测信息为基础的动态组合方法，该方法可以准确的预报转炉吹炼终点的温度和碳含量，调整在冶炼过程中的原材料、辅助材料和氧气的含量，通过动静结合的终点控制方法，可以实现转炉吹炼的全自动控制，转炉炼钢系统中影响终点温度和碳含量的因素有很多，各个因素之间相互牵制，采用先进技术开发转炉人工智能技术可以提高控制精度，提高终点命中率。

（5）转炉终点控制技术经过的每个阶段都逐渐提高了转炉终点的命中率，自动化水平也进一步提高，在实际操作中，炼钢厂的转炉操作水平各不相同，转炉发展趋向于大型化，小型转炉使用率较低逐渐淘汰；大型转炉的自动化水平发展较快，随着终点控制技术的发展，多数先进的终点控制技术得到应用，特别是副枪和人工智能模型在转炉中得到广泛的应用，大型转炉是转炉发展的必然趋势，是转炉发展到成熟的标志，因此新型监测设备得到广泛的应用。

4 结束语

转炉炼钢终点控制技术逐渐由人工经验向自动化控制转化，更多简单的方法实现利益最大化，促进企业的可持续发展。

参考文献：

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