轉爐煉鋼的自動化控制技術分析

李春勇

摘 要：隨著我國國民經濟日新月異的發展，城市化建設進程逐漸加快，工業化發展成為國家建設的中堅力量，這對鋼材市場提出了更高的要求。為滿足鋼材市場的需求，各個鋼鐵企業應充分利用轉爐煉鋼的自動化控制技術，提高生產鋼材的質量的數量，進一步提升企業在鋼材市場的競爭力。基于此，文章闡述了轉爐煉鋼自動化控制技術的概述及優勢，探究了轉爐煉鋼的自動化控制技術分類，并總結出一些自動化技術在轉爐煉鋼系統中的應用。

關鍵詞：轉爐煉鋼;自動化;控制技術分析

1引言

在科學技術時代背景下，信息自動化技術在各個領域得到了廣泛的應用，各個行業的生產越來越自動化。在鋼鐵生產領域，轉爐煉鋼的自動化控制技術，因其具有產量高、質量好、安全性較高的優勢，所以在各個鋼鐵企業得到了廣泛的應用。自動化控制技術在轉爐煉鋼中的應用一方面為鋼鐵企業節省了大量的人力、物力、財力，在另一方面也提高了鋼鐵的產量，這使得鋼鐵企業的煉鋼工藝也更加精進，提升了鋼鐵企業在市場上的核心競爭力，進一步推動了我國工業化的發展。

2轉爐煉鋼自動化控制技術的概述及優勢

轉爐煉鋼主要原材料是廢鋼、鐵水、鐵合金，其主要是借助各個成分之間的化學反應和物理性能所產生的熱量完成整個煉鋼過程，不依賴其他外加能源[1]。在煉鋼過程中，轉爐內的材料按耐火性主要分為酸性材料和堿性材料，一般吹入爐內的氣體主要有兩種，包括混合氣體和氧氣，氣體吹入爐內頂部的稱為頂吹，吹入底部的成為底吹。通常情況下，鋼鐵企業采用堿性氧氣頂吹的方法較多，并且借助科學技術的力量，將自動化控制技術合理的運用在轉爐煉鋼過程中，運用計算機控制體系，實現底吹控制體系、數據收集系統、顯示系統等的自動化處理，這不僅可以確保煉鋼相關工作人員的安全，也提高了生產線的生產速率，降低了企業的投資成本，從而確保鋼鐵企業高效運轉。如圖1所示，是現代轉爐煉鋼過程自動化圖片。

在各大鋼鐵企業的生產運營中，轉爐煉鋼的自動化控制技術有著明顯的優勢，并在煉鋼過程中發揮著重要的作用。其優勢主要體現在以下四點。首先，自動化控制技術有效提升了轉爐內的溫度，使轉爐的后吹率得到明顯的減少，從而提高了煤炭的命中率，使其可高達90%。其次，在煉鋼過程所需時間方面，自動化控制技術可以簡化很多操作流程和步驟，從而縮短煉鋼時間，有效減少鋼鐵冶煉周期。另外，轉爐煉鋼的自動化控制技術不僅減少了石灰的使用量，同時也使得鐵率在原來的基礎上增加了0.5%。除此之外，煉鋼過程的自動化控制技術的實現，創新了原有的煉鋼生產模式，推動我國鋼鐵工業事業向現代化、智能化、高效化方向發展。

3轉爐煉鋼的自動化控制技術分類

3.1自動化控制技術

廣義上的自動化控制包括半自動化和全自動化兩種，其主要是指在現代化生產領域中，機械電氣一體自動化集成方面的控制技術和相關理論，自動控制技術是控制論的技術實現應用，是通過具有一定控制功能的自動控制系統，來完成某種控制任務，保證某個過程按照預想進行，或者實現某個預設的目標。鋼鐵企業科學的采用自動化轉爐煉鋼技術，一方面可以減輕工作人員的勞動量，有效減少工作人員在惡劣、危險的環境中完成作業，另一方面，鋼鐵企業的生產效率也得到了明顯的提升，促進了鋼鐵企業的長期穩定發展[2]。自動化控制技術的應用有簡化了工作人員的操作，例如，機械設備在運轉過程中出現故障時，工作人員就可以利用計算機操作系統，自動檢查設備運行線路，然后再根據故障情況，制定合理的解決方案，確保煉鋼機械設備的正常運轉。

現階段，我國鋼鐵企業經常用到的轉爐煉鋼自動化控制技術主要有以下兩種。一個是動態控制模型技術，其主要是對煉鋼過程中所涉及到的物質中的各個元素的含量進行自動化檢測，從而確保整個煉鋼過程中的氧氣、冷卻劑等物質的含量在規定的范圍內。另一個是反饋計算模型技術，該項技術主要是在動態控制模型技術上運用的，對一些動態檢測不合格的物質進行適當的調整，保障煉鋼爐內的物質成分在規定的范圍內。

3.2轉爐煉鋼檢測技術

轉爐煉鋼檢測技術是轉爐煉鋼自動化控制技術中的核心技術，其主要包括檢測技術和廢氣分析檢測技術兩方面。首先，檢測技術經常與自動化裝置聯系在一起，其主要是控制學科與工程學科下的一個二級學科，相關工作人員通過轉爐煉鋼檢測技術的運用實現轉爐鋼水頁面高度的實時監測，并將爐內的溫度精準的顯示出來。然后工作人員再根據檢測數據結果，通過煉鋼自動化的計算機軟件控制系統，對爐內的溫度和鋼水頁面高度進行適當的調控，從而確保鋼鐵生產過程中的各項指標都達標。除此之外，轉爐煉鋼廢氣分析檢測技術主要是通過副槍技術檢測煉鋼工程中生產的各種氣體含量，然后在運用計算機軟件分析技術，得出煉鋼過程中的脫碳速度，從而實現轉爐煉鋼的過程的控制技術。

4自動化技術在轉爐煉鋼系統中的應用

煉鋼過程涉及到的內容比較多，具有一定的綜合性和復雜性，所以，工作人員應根據實際煉鋼生產要求，將自動化控制技術合理的運用在轉爐煉鋼過程中，另外，操作人員還應結合轉爐煉鋼系統在實際使用過程中的特點和需求，對自動化控制技術進行總體上的調整和細節上的優化。當前，二級計算機控制技術是我國轉爐煉鋼系統中常用到的自動化控制技術。因此，操作人員應熟練掌握計算機二級技術理論知識，并不斷提高該項技術的實踐應用能力。

轉爐煉鋼系統中的二級計算機控制技術除涉及到一級基礎性控制模塊和二級過程控制模塊兩方面的內容之外，還包括兩級控制模塊的大量硬件通信接口。首先，一級基礎性控制模塊主要可以實現計算機控制系統中的人工操作設備、儀器儀表以及電氣之間的有效連接[3]。另外，二級過程控制模塊主要是將系統中的打印機、客戶機和服務器連接起來，同時，工作人員還應保障計算機控制系統中一二級模塊之間的連接，充分發揮計算機控制系統信息的共享性，便于工作人員對轉爐煉鋼過程中相關數據進行整合和分析。在實際的轉爐煉鋼系統運作中，操作人員運用一級控制系統，可以對轉爐煉鋼過程中的各項指標數據進行采集、處理，并且可以將最后的數據信息匯總到計算機系統中進行統籌處理。如果轉爐煉鋼系統在運作中出現故障，控制系統就會發出警報，以通知工作人員及時采取措施，對問題予以有效控制與處理。二級控制模塊則是在一級控制模塊所收集的數據信息的基礎上，對所采集的數據進行進一步地計算分析和學習判斷，從而給整個轉爐煉鋼系統數據庫累積各項數據，為轉爐煉鋼提供可靠的數據依據，進一步對轉爐煉鋼系統進行有效的控制，提升鋼鐵企業的生產效率。

5結束語

在鋼鐵企業中，轉爐煉鋼自動化控制技術的運用，迎合了我國“高質、高效、節能、環保”的發展理念，促進了鋼鐵生產企業的可持續發展。因此，鋼鐵企業的相關工作人員應充分掌握轉爐煉鋼的自動化控制技術和轉爐煉鋼檢測技術，在減少鋼鐵生產污染的基礎上，合理的降低成本投入，有效的提升鋼鐵生產效率和生產質量，從而確保企業的長期穩定發展。

參考文獻：

[1]孔凡彬.轉爐煉鋼的自動化控制技術分析[J].南方農機，2019， 050（018）：168.

[2]張紅.自動化控制技術在轉爐煉鋼中的應用研究[J].冶金管理， 2019（9）：1-1.

[3]廖磊.轉爐煉鋼自動化控制技術分析[J]. 中國金屬通報， 2019， 000（004）：81，83.