转炉自动化炼钢技术应用分析

侯海军

摘要：现阶段对于钢铁产品的需求量在不断提升，作为钢铁生产企业需要不断提高自身的产量和质量才能够满足不断变化的钢铁行业市场，为国家建设以及各行各业的生产发展提供足够的钢铁产品保障。而转炉炼钢作为钢铁冶炼中的重点和关键，通过应用自动化炼钢技术，能够进一步促进转入炼钢效率、产品质量等多方位的提升，并且还有助于降低生产成本，增强生产效益。因此文章就对转炉自动化炼钢技术的优势及功能进行了分析研究，并进一步探究了当下转炉炼钢中所用的自动控制技术以及工艺应用流程，以供参考。

关键词：转炉炼钢;自动化;控制技术;应用

1转炉炼钢自动化控制技术概述

转炉炼钢自动化控制技术是建立在多项现代化技术的基础之上，比如计算机技术、工业控制技术、信息技术、传感器技术、PLC技术等多种先进技术。转炉炼钢指的是将各种炼钢原材料，在高温作用下产生反应从而完成炼钢生产。再转入练当中最为重要的就是控制炉内温度，这是决定产品质量和产量的重点和关键所在，而通过应用转炉炼钢自动控制技术就可以利用计算机详细细致的分析各种不同钢种以及在炼钢生产中铁水的质量和温度，从而计算出在炼钢过程中的各种静态数据，比如氧枪吹炼高度、吹氧量、底吹量等等，同时还可以在充电后期通过检测技术来进一步完成对产品成分温度等各项参数的实时检测，之后在利用计算机系统进一步调整转炉炼钢的动态模型，以此来完成对整个炼钢的自动控制，有效保证转炉炼钢的质量和产量。

2转炉炼钢自动化控制技术的优势

通过应用转炉炼钢自动化控制技术能够为炼钢企业带来非常大的提升，其具体能够体现在下述几方面：（1）减少成本能耗和污染，增强生产效率。在转炉炼钢过程中，需要消耗大量的资源和能源，并且还会产生大量污染，然后为了符合现阶段绿色发展的要求，炼钢企业必须不断减少自身在生产中的能耗和污染，不断提高自身的生产效率。在应用自动化控制技术后，就能够通过计算机来实现对整个炼钢过程中的智能化自动化管控，这样就可以减少人工控制误差，避免不必要能源、资源浪费，使整个转动炼钢可以一直被控制在既定目标状态之中，实现既定的节能生产目标。（2）确保产品质量，提高冶金稳定性。炼钢产品的质量直接影响着企业在市场中的竞争力以及自身的生产效率和发展动力。在以往炼钢生产中，由于技术等方面的限制，根本无法实现对炼钢生产各方面信息数据的实时监测，这就导致产品不合格率大大提升。然而通过自动控制技术就可以促进终点控制准确率的提升，通过转炉动态连续分析系统、副枪测温系统等来实时监测和动态分析转炉炼钢中的各项信息数据，保证转炉炼钢中的各项参数数据都处于控制标准之内。除此以外，自动控制系统还可以减少补吹气体的含氧量，从而避免钢水被氧化，确保缸水的纯度和质量。同时在生产过程中，自动控制系统的反应速度和灵敏度非常高，能够迅速调整中点命中和补吹，保证炼钢生产的稳定性。

3转炉炼钢自动化控制系统的功能

在生产中转炉炼钢自动化控制系统的功能主要体现在以下几方面：（1）控制铁水和废钢的重量。在转炉炼钢过程中，因为转炉炼钢，生产环境较差，所以对于铁水废钢的称重，一般都是通过重量传感器来自动进行称重，然后再通过补偿线盒的数据来显示出相应的铁水和废钢的重量，从而为转炉生产控制提供准确信息。（2）电气控制。在转炉炼钢生产中会运用到各种各样的电气设备，所以就需要通过自动化控制系统来实现对各种电气设备的有效控制，从而确保转炉自动炼钢生产的有序开展。如果电气控制系统出现问题，就会影响整个转炉的正常生产，无法按照既定的配比要求进行上料，进而影响产品的質量。（3）仪器仪表的控制以及信息数据的传输。在转炉炼钢中会应用到各种各样的压力、温度、重量、流量等方面的仪器仪表，通过对这些仪表的使用和控制才能够实时掌握转入炼钢生产中各项生产参数的实际情况，实时调整各方面的参数数据，比如氧气氮气的含量、原材料的使用情况等等，确保其能够按照预定运行参数有序运行，这样才能够生产出符合质量标准的钢铁产品。

4转炉炼钢自动化控制技术分析

4.1转炉炼钢检测技术

在转入自动化控制中，炼钢监测技术作为极其重要的一部分，其在具体应用中分为下述两种：第一，检测技术。该技术指的是在转炉炼钢生产中对炉内钢水液位高度、温度、成分等进行动态的监测，然后计算机自动控制系统就会将监测到的结果与标准值进行对比分析，就及时控制相关参数数据在一定范围内，保证炼钢产品的质量。第二，废气分析检测。该技术主要建立在副枪技术的基础之上，以以该技术为基础，来实现对转入链高生产各个环节各个阶段中气体含量的检测，然后再利用炉气定碳法价值软件来进行进一步的计算分析，从而得到相应的脱碳速率，进而实现对转炉炼钢中各项相关参数数据的采集和调整，从而实现对整个转炉炼钢的自动化控制。

4.2转炉炼钢自动化技术

（1）控制技术。控制系统会对转炉中的钢水温度、终端碳含量进行判断和估算，其在具体应用中会分为两部分，一方面是动态控制模型，该模型主要是分析和评估在转炉炼钢中的氧气量、冷却剂龄，并结合相关参数数据来对终端含碳量、钢水温度等进行进一步的估算;另一方面则是反馈计算模型，其能够对动态控制模型中所存在的误差进行进一步的分析，并进行纠错和调整。（2）数学模型。在转入炼钢中所用的动态控制或者静态控制都与相应的数学模型密切相关，其需要结合相应的模型，来实现对转炉炼钢的动态和静态管控。在实际生产中就会围绕化学平衡和热平衡来构建相应的静态数学模型，从而对转入生产中所用氧气流量、含量等参数数据的计算分析，然后在吹炼操作中，再结合副枪检测来实现对相关参数数据的调整控制，以此来完成对整个转炉生产的自动化管控。（3）人工智能。人工智能作为当下自动化技术发展中最为主要的方向，其能够利用计算机来开展模拟仿真，从而代替人来自动处理炼钢生产中的相关工作，以此来分担人工工作量，减少人为控制误差，提高转炉炼钢的效率和质量。

5转炉炼钢自动化控制技术的工艺应用流程

自动化控制技术在转变纲中的应用会涉及多方面的设备装置和系统，整个工艺应用流程非常复杂，在具体生产中主要包括下述工艺流程：首先，在转炉炼钢自动控制的初期，要先做好供氧系统控制，其中包括了对氧枪位置、吹氧量的自动控制，利用自动控制技术，并结合既定的供氧参数，来确保氧枪在转炉生产中的吹氧量和距离。其次，上料系统的自动控制。在转炉炼钢中，原料辅料都会通过自动控制系统来自动进行称量和供料，从而保证整个转炉炼钢生产的稳定性和连续性。再者，副枪自动控制系统，其能够实现对转炉炼钢中，钢水含碳量、温度的实时检测，确保其被控制在既定生产参数范围内。最后，煤气自动回收控制。在炼钢生产中需要做好对废气的收集和分析，这样才能够更好实现对闸板阀的准确控制，保证生产中煤气压力的稳定正常，避免空气混入，保证炼钢生产的稳定。

结束语

综上所述，在当下转炉炼钢生产中，必须做好对相关自动控制技术的研究和分析，结合转炉生产的具体情况，做好对各项自动控制技术的应用，不断提高转炉生产的效率和质量。

参考文献

[1]樊利智，张觉灵，曹喜军，等.转炉炼钢自动化控制技术及其系统综述[J].山西冶金，2017，40（06）：54-55+115.

[2]张晓峰.自动控制系统在转炉炼钢中的应用[J].电子技术与软件工程，2015（07）：168.

[3]张丹梦，孙向彬.浅谈转炉炼钢自动控制技术的构成及意义[J].河北企业，2018，03（6）：157-158.