電弧爐煉鋼裝備技術的發展

修國順

摘 要：隨著現代社會科學技術水平不斷提升，鋼鐵冶煉行業也得以快速發展，并且越來越多的現代化技術及裝備在煉鋼中有著廣泛應用，而電弧爐煉鋼裝備就是其中較重要的一種。在當前電弧爐煉鋼裝備實際應用過程中，為能夠使其功能及作用得以更好發揮，應當促使電弧爐煉鋼裝備技術實現更好發展，并且提供更好技術支持。本文主要就電弧爐煉鋼裝備技術的發展進行分析，以便更好應用電弧爐煉鋼裝備。

關鍵詞：煉鋼；電弧爐裝備技術；發展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.015

在當前鋼鐵冶煉生產工藝中，為能夠使生產工藝水平及生產效率得以有效提升，相關煉鋼技術及煉鋼裝備的應用十分必要，因而電弧爐煉鋼裝備得以廣泛應用，并且電弧爐煉鋼裝備技術得以較好發展。在實際生產實踐中，為能夠使電弧爐煉鋼裝備實現更加有效的應用，需要進一步了解及掌握電弧爐煉鋼裝備技術發展，從而使電弧爐裝備實現更加有效的應用。

1 電弧爐主體裝備技術發展

1.1 大型電弧爐發展

通常情況下，在我國鋼鐵冶煉生產過程中不低于100t的電爐稱作大型電爐，就技術經濟指標方面來看，相比于中小型電爐，大型電爐的生產率以及利用能源效率均較高。對于我國電爐大型化發展而言，其起始時間為上世紀90年代，所應用的主要就是100—150t電弧爐，其中電爐煉鋼裝備的供應商主要就是國外生產商家。就我國目前實際發展狀況來看，在利用大型電爐設備進行實際生產過程中，其整體生產狀況相對較理想，在保證具備相同原料前提下，所產生經濟指標與國外水平相比基本上能夠接近。同時，相比于傳統小容積電爐而言，在高度及直徑因素方面，大型電弧爐均顯著增加，且電極及爐壁兩者間距離有一定程度增加，所造成結果就是電弧減少對爐壁所造成輻射，在此基礎上也就能夠提升供電效率，在爐體中煙氣運行路徑會有所增加，在一氧化碳燃燒過程中，其二次燃燒率會有所提高，余熱回收效率會有所增加。

1.2 超高功率電弧爐供電系統發展

第一，大功率電爐變壓器。根據供電功率方面所存在的差異，當前的電爐變壓器主要包括三種不同類型，即普通變壓器以及高功率變壓器與超高功率變壓器。在電爐煉鋼過程中，為能夠使高效化得以較好實現，必須要將電能輸入功率得以提升，對于高效率電爐而言，其電功率輸入可超高1000kV·A。第二，電極自動調節器。在電弧爐狀態保證良好的基礎上，電極自動調節器的應用可確保實際生產得以順利進行，在實際生產中可有效提升其效率。當前，對于電極調節自適應控制，相關研究主要就是對于電弧爐中相關主線路，將其作為線性系統，從而對其進行辨識及控制，在此基礎上利用線性系統自適應控制方法開展相關研究。在實際進行研究過程中，應用比較廣泛的一種方法就是分段線性自適應控制，這種方法主要就是使電弧爐調節系統實現轉變，促使其由非線性控制而轉變成為分段線性控制，從而保證較好解決存在的自適應控制問題。

1.3 水冷爐壁技術發展

在當前電弧爐技術得以越來越廣泛應用的前提下，實際冶煉中其強度也逐漸實現增強，而在這種形勢下在電爐爐壁水冷方面的相關要求也逐漸提升。通常情況下，在傳統電爐中均應用水冷爐壁，以便實現強化水冷及掛渣目的，以便能夠較好保護爐壁。而對于達涅利技術而言，其中爐壁及爐頂在實際應用中均選擇應用長壽節能爐壁，該層爐壁中所包含水冷管路主要有兩層，其中一層在電弧符合作用下直接暴露，不同管之間距離比較大，從而保證較好容納電爐爐渣，以實現熱鏡作用，且能夠作為隔熱層及點絕緣層實行應用。對于覆蓋于爐壁表面的渣層，在熱流密度有峰值出現的情況下，其渣層會出現部分熔化情況，也就能夠降低鋼管中相關作用熱應力。而在形成泡沫渣這一過程中，往往會形成一層加厚的渣層，且重新粘結于爐壁的表面。對于節能爐壁而言，其使用雙層設計形式，在漏鋼或者冷卻水泄露事故發生時，在幾分鐘時間內損壞層便能夠由水冷回路卸下，從而可有效避免出現重大安全問題，有效防止長時間停機[1-2]。

2 智能化電弧爐應用及發展

在電弧爐技術不斷發展過程中，僅僅通過操作人員經驗對電弧爐生產進行判斷，這種情況會在一定程度上影響電弧爐生產力提升，并且會影響冶煉過程優化。通過對相關數據信息進行交流，并且對過程進行優化控制，可使電弧爐裝備技術能夠實現更加良好發展。對于電弧爐生產力提升及優化冶煉過程均會造成一定限制。通過數據信息交流以及過程優化控制，可促使電弧爐裝備技術實現進一步更好發展。

2.1 鋼水溫度重點預報模型

對于電爐煉鋼系統而言，其屬于比較復雜的一種非線性系統，對其進行精確建模困難度較高。由于神經網絡的學習能力以及非線性逼近能力均比較強，有些研究人員利用神經網絡對冶煉終點的鋼水溫度進行預報，然而由于神經網絡具有過學習、局部較小點以及結構與類型設計對專業經驗比較依賴的缺點，對于其實際應用造成一定影響。近幾年來，通過不斷研究開發出以支持向量機為基礎的電爐溫度預報模型、人工神經網絡以及遺傳算法等相結合的相關溫度預報模型，從而使鋼水溫度預報得以更好實現，確保電弧爐生產得以更好進行。

2.2 iEAF動態控制技術

以iEAF動態控制技術為基礎而開發的一種動態控制系統，這是新型的一種自動化系統，通過該系統的應用可生產過程的連續實時測量，并且對于生產過程可實現在線動態控制，在iEAF智能控制系統應用中，可實現電弧爐控制、有關輔助機械控制及自動化控制的有效結合得以較好實現。在實際進行生產作業過程中，在電弧爐種存在的各種傳感器可提供相關反饋信號及控制參數，還可提供電極調節器實際工作狀態，依據這些參數信息可較好管理及控制冶煉過程，可集成控制電能以及化學能輸入。在控制過程方面來看，iEAF控制系統所包含內容主要有三個層次，即系統硬件及輔助工具層次、數學模型層次以及最優化模型層次，從而可使生產過程控制更加理想[2-3]。

3 結語

在當前鋼鐵生產過程中，電弧爐煉鋼屬于應用十分廣泛的一種生產模型，在實際應用過程中發揮著十分重要的作用，并且表現出較明顯優勢。隨著現代科學技術不斷發展，電弧爐煉鋼技術也得以較好發展，越來越多的相關技術得以應用，并且逐漸實現智能化控制，因而需充分了解及掌握相關技術，以更好實現電弧爐煉鋼生產。

參考文獻：

[1]吳定高.我國電弧爐煉鋼的發展[J].廣州化工，2013，41（12）：63-65.

[2]郝磊，金永麗.對電弧爐煉鋼技術現狀的綜述[J].科技信息，2011

（06）：99.

[3]李士琦，郁健，李京社.電弧爐煉鋼技術進展[J].中國冶金，2010

，20（04）：1-7+16.