自动化炼钢过程控制技术的研究与应用

安文亮

摘要：现阶段，转炉自动化炼钢技术得到了广泛应用，其自动控制涉及三方面，即：精准的数据搜集、关键工艺设备、模型自动控制。通过自动控制技术，能够提升钢铁质量，提升终点命中率、金属收得率，节省经济投入。应用现代自动控制技术，能够对过程变量采取动态实时监测、技术流程监测、过程值控制等。

关键词：自动化炼钢;控制技术;控制系统

引言

在当前计算机技术与炼钢技术深度融合的技术应用背景下，传统的转炉炼钢措施已不能完全适应当前的炼钢行业发展需要，全面提高炼钢的自动化、智能化水平，已经成为炼钢行业的必由之路。通过计算机技术、网络技术、工业互联网技术，可以实现炼钢技术的高精度、自动化、智能化控制的有效性。

1自动化炼钢控制存在的困难性

对于转炉炼钢而言，其过程控制表现出综合性及复杂性特点，在实际控制过程中的难度比较大。首先，在供氧操作方面，在实际操作中所枪位比较高则很容易导致在吹炼前期出现炉渣喷散情况，甚至会导致有危险事故发生。其次，在造渣操作方面，若在十几分钟时间内以及枪位未能够正确调节对炉状态，则很容易造成返干情况出现，并且脱磷效果比较差。在实际操作过程中，对辅原料添加速度进行控制，以及枪位高低控制属于十分重要的一项内容及任务。第三，终点控制，由于在脱碳过程中热量升高速度比较快，并且终点分析时间仅仅为10s偏差，很容易导致有较大偏差情况出现。除此之外，转炉原材料变化、检验仪表以及锅炉状态偏差等因素均容易导致有喷散以及返干等相关问题存在，从而导致在对终点进行控制方面增加困难。因此，在对转炉计算机进行控制方面应当注意以下几点：其一，实行远程预报，应当与当前实际情况及生产钢种实际需求，对相关吹炼方式进行正确选择，对于吹炼时间以及原料量应当进行准确把握，保证基本能够命中目标。其二，对于吹拣终点准确命中，通过对炉内状况进行监测，对计算偏差实时校正，从而对吹拣终点精准预报。其三，容错性，对原有条件变化所出现偏差及随机偏差进行校正，从而使运算速度以及分析速度得以提升。其四，快速反应，应当在有限时间中实行检测，对炉内状况进行较好分析，科学合理制定相关预报方案。其五，系统安全性及稳定性，应当使大空间数据库以及人机界面要求得到较好满足。

2自动化炼钢过程控制技术的研究与应用

2.1氧枪的控制

氧枪故障是转炉炼钢中较为常见的一种故障类型，如果在生产过程中，氧枪无法自动提枪，检修人员应当着重考虑以下两方面问题。其一是转炉应保持正常的合闸与跳闸状态，这样，氧枪才能完成下降环节。这就需要检修人员应当进一步加大现场巡视检查力度，在检查当中，应当保证转炉在处于垂直状态时，需要开启操作终端的紧急停止按钮，这时，氧枪的工作状态抱闸锁死状态，并能够快速恢复到原位。接下来检查仪表控制程序，为了防止水温过高或者过低，给转炉炉体造成不利影响，检修人员应根据标准要求，合理设定冷却水下限参数，当水温处在下限值以下时，自动化系统就会发出警报，氧枪也不会发生紧急上升的情况。当氧枪上升到一定调度时，操作人员应严格遵守操作规程，不得快速迫降，以免给设备的其它系统造成破坏。此外，当出现无法提枪的情况时，检修人员应立即启动停止按钮，并严格控制氧枪的提枪速度，一般为10m/min～40m/min，然后再检查总管与支管压力是否出现最低值，以有效避免氧枪故障的发生。

2.2炼钢物料管理环节

自动化炼钢过程控制技术的应用，也体现在炼钢物料管理环节。一般来说，物料加工的物料控制分为主体物料和辅助物料控制两个方面，但无论是哪一种物料的管理，自动化炼钢过程控制程序，都将结合物料传输信息，对应进行物料情况反馈。如，某炼钢厂利用自动化炼钢过程控制技术进行生产时，就着重在炼钢物料管理环节进行自动化调控。本次系统调控管理的要点可归纳为：（1）结合本次周期炼钢生产的具体情况，明确主体材料与辅助材料的选择标准，建立自动化寻找框;（2）在明确生产工艺信息的基础上，按标准进行铁水融化，并核对物料单号，初步进行材料融化后冷却处理;（3）确定材料加工时间，再次进行材料加工生产;（4）二次冷却后实行主副材料融合生产。本节案例中所描述的，关于自动化炼钢过程控制技术综合运用方式，充分利用自动化程序自动检验与控制体，合理进行物料供应与管理;同时，无论是冷却调节还是资源调控，系统都可以对材料的应用情况进行检测。由此，自动化炼钢过程控制技术在其中的应用，自然也具有较好的技术优势。

2.3位置控制

位置控制的直接作用是让氧枪可以精准到达吹炼位置，确保炼钢质量，提升生产效果。但是，氧枪位置控制精准性与迅速性相互矛盾。因为想要提升氧枪升降速度，就会难以控制位置准确性;减慢氧枪升降速度能够提升氧枪位置精准性，但将降低生产效果。针对这一问题，可以结合转爐炼钢具体生产技术要求，利用氧枪机械与电气特点缓解矛盾问题。第一，设计氧枪等候点位置。等候点是氧枪非吹炼过程中的安全等待位置，其位置在确保不影响其他工艺时距离吹炼位置最近的点。第二，提升氧枪升降速度，确保位置控制精准效果。氧枪升降分为减速区与恒速区。其中，减速区是在枪位具体位置和设定位置的某一参数内的区间。在其区间中，氧枪根据设定的减速控制曲线控制，也就是结合氧枪位置和设计位置偏差的缩减，平滑地得出持续减小的氧枪速度控制参数。结合实际工艺状态与调试状态，减速区最高参数设定在2m。枪位具体参数和设计参数高于2m，即为恒速区。恒速区得出最大氧枪速度控制参数，提升氧枪运行速度。

2.4数据精准度提升管理

（1）提高计量系统管理水平。炼钢自动化应用过程中，计量系统的准确性关系到自动化应用的实际效果。为了提高测量精度，可以在转炉自动炼钢系统中增加铁水行程测量系统。通过这些系统实现定期校准，可以更好地提高测量系统管理的准确性。（2）保证铁水配比基本合理。通过确定合理的铁水配比，可以减少端拉炉的数量，保证端渣在合理范围内波动。（3）减少炉膛内二氧化碳的波动。为提高自动控制效果，必须加强对采气全过程的管理，减少全过程的排烟量。转炉自动炼钢系统应充分优化，进料方式和枪位操作应统一，保证炉腔内实际二氧化碳含量不发生大范围波动。

结语

综上所述，自动化炼钢过程控制技术的分析与应用探究，是数字化技术在当代工业生产中科学运用的技术理论归纳。在此基础上，本文通过过程跟踪环节、炼钢物料管理环节、生产系统通信管理、以及炼钢质量管理环节四部分，明晰自动化技术在现代工业生产中的应用要点。因此，文章研究结果，将为当代技术深入性探索提供方向。

参考文献

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