轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)探究及常見問題分析

陳春樺

摘 要：新時(shí)期發(fā)展下煉鋼企業(yè)技術(shù)水平不斷提高，轉(zhuǎn)爐煉鋼作為當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)的重要工作采用自動化控制技術(shù)對提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量方面具有重要影響。文章對轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)進(jìn)行分析，并結(jié)合技術(shù)問題探討提升改善對策。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼;自動化;控制技術(shù);技術(shù)問題

引言

我國煉鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早，煉鋼技術(shù)的應(yīng)用，直接決定了煉鋼的效率與質(zhì)量。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)，屬于全自動技術(shù)的一種，可以為煉鋼提供穩(wěn)定的鋼水質(zhì)量與溫度，提升廢棄的回收率。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，符合我國供給側(cè)改革的思想，在煉鋼行業(yè)的發(fā)展中獲得了突出的效果。

1轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)概述

計(jì)算機(jī)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，對于工業(yè)生產(chǎn)提出了自動化控制方案，并且在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下工業(yè)自動化生產(chǎn)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的現(xiàn)狀。在信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)改變傳統(tǒng)的鐵水、廢鋼、鈦合金等材料為基礎(chǔ)原材料，根據(jù)鈦合金所形成的熔化溫度環(huán)境為基礎(chǔ)的煉鋼技術(shù)，增加了計(jì)算機(jī)控制下的高溫環(huán)境精確變化以及鋼材種類和鐵水的質(zhì)量等參數(shù)生成一種動態(tài)參數(shù)模型，并且將形成可視化結(jié)果便于技術(shù)人員調(diào)節(jié)和控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的自動化控制過程。

2轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)的優(yōu)勢

2.1提升了煉鋼的效率

隨著供給側(cè)改革的實(shí)施，我國煉鋼行業(yè)需要進(jìn)行去產(chǎn)能、降能耗的改革[2]，轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)，可以有效節(jié)約人力物力。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可以使用計(jì)算機(jī)發(fā)布指令，結(jié)合生產(chǎn)參數(shù)的實(shí)時(shí)變化，進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，避免了物資的浪費(fèi)行為，保證煉鋼的效率提升了30%，這樣自動化技術(shù)的應(yīng)用就會得到穩(wěn)步的提升。同時(shí)，轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)節(jié)約了人力，讓工人遠(yuǎn)離了惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了人力的解放。在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用中，可以記錄計(jì)算模型，并進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，使得原材料能夠高效配置，并提升煉鋼的效率，讓企業(yè)結(jié)構(gòu)更為精簡。

2.2提升了鋼材穩(wěn)定性和質(zhì)量

鋼材企業(yè)采用轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化技術(shù)的優(yōu)勢就是能夠最大限度的降低材料的廢棄率，提高利用率，控制生產(chǎn)成本，促進(jìn)了鋼材的使用性能生產(chǎn)效率極大提升。鋼材企業(yè)采用轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化技術(shù)不但降低了生產(chǎn)成本和保護(hù)了環(huán)境，還在一定的程度上提升了鋼材值穩(wěn)定性和鋼材質(zhì)量，使得轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)自動化在一定意義上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量和性能的雙重提升。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化技術(shù)的主要目的是能夠縮短煉鋼周期，提升終點(diǎn)命中率和提升原材料使用率，降低污染量，確保了鋼液成分的比例符合鋼材標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了鋼材質(zhì)量和性能的目標(biāo)體現(xiàn)。

3轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)問題分析

在現(xiàn)階段的轉(zhuǎn)爐自動化控制系統(tǒng)中，大量應(yīng)用了現(xiàn)代化技術(shù)，通過PLC數(shù)據(jù)采集模塊來快速實(shí)時(shí)獲取各種數(shù)據(jù)信息，得到系統(tǒng)運(yùn)行的真實(shí)狀況，能夠更好地提高煉鋼生產(chǎn)過程的高效性。隨著廠普轉(zhuǎn)優(yōu)的深入推進(jìn)，對轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)質(zhì)量和冶煉節(jié)奏提出了新的要求。因此就需要對原有的自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，牢牢建立在生產(chǎn)實(shí)際狀況的基礎(chǔ)上，進(jìn)行綜合二級生產(chǎn)涉及的日成本數(shù)據(jù)二次開發(fā)。現(xiàn)代化的自動煉鋼設(shè)備能夠提高鋼的冶煉質(zhì)量，在不影響產(chǎn)能的前提下進(jìn)一步降低原材料消耗，使得生產(chǎn)成本有所減少。在對品種鋼進(jìn)行冶煉時(shí)，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)已顯現(xiàn)出了一定的不適應(yīng)性，因此就需要對現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和改造，增添新的控制功能。

4轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)要點(diǎn)

4.1轉(zhuǎn)爐煉鋼廢氣分析及檢測技術(shù)

在轉(zhuǎn)爐煉鋼的過程中，會產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳、氧氣、氮?dú)狻鍤夂蜌錃獾葰怏w。轉(zhuǎn)爐煉鋼運(yùn)用質(zhì)譜儀對廢氣進(jìn)行分析可以將副槍檢測技術(shù)和爐氣定碳法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，副槍檢測技術(shù)作為核心技術(shù)，在這兩種技術(shù)的基礎(chǔ)上對廢氣的生產(chǎn)狀況和脫碳的速度進(jìn)行檢測和分析。通過對轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中排除的廢氣和流量，對爐內(nèi)瞬時(shí)鋼液殘留的含量提供數(shù)據(jù)，進(jìn)一步預(yù)測爐內(nèi)的含碳量。在轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)過程中使用副槍檢測技術(shù)可以提高含碳量分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為自動化檢測技術(shù)提供了數(shù)據(jù)支持，提高了鋼的質(zhì)量和工作效率。相比于傳統(tǒng)的人工技術(shù)來說，降低了勞動強(qiáng)度;減少了倒?fàn)t次數(shù)、復(fù)吹次數(shù)，降低渣中TFeO含量，提高耐火材料的壽命，縮短冶煉周期，提高了整體工作效率。

4.2轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)自動化技術(shù)

轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)自動化技術(shù)，是轉(zhuǎn)爐煉鋼的關(guān)鍵所在，由人工智能與控制技術(shù)組成。人工智能需要計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，推導(dǎo)出原材料配置的公式，并根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行智能化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升。而控制技術(shù)包括計(jì)算模型的反饋，以及動態(tài)控制模型，動態(tài)控制模型強(qiáng)調(diào)搜集的信息，如冷卻劑與氧氣是否符合實(shí)際需求，轉(zhuǎn)爐內(nèi)的含碳量與鋼液的溫度情況。而計(jì)算模型的反饋，需要對計(jì)算模型中的誤差進(jìn)行調(diào)整，并得出人工智能化模型，降低生產(chǎn)中的誤差。轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)自動化技術(shù)正處于高速發(fā)展中，受到了搜集到的信息影響，以及計(jì)算機(jī)發(fā)展的影響[2]。

4.3指示電氣控制

轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的電氣操作主要是生產(chǎn)過程中的應(yīng)急操作，操作的情況會影響整個(gè)過程的安全，所以一定要保證電氣控制指示的獨(dú)立。工作人員必須重視電氣控制指示，重視安全原則，保證轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程的安全性。以某廠為例裝料倉，主要包括鐵皮球料倉、白石灰料倉、鐵礦石料倉、石灰石料倉等。在對散料的質(zhì)量進(jìn)行測量時(shí)，主要通過儀表器顯示數(shù)據(jù)，為自動備料提供保障。

5轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)優(yōu)化策略

5.1增加送樣時(shí)間按鈕

增加送樣時(shí)間按鈕，可通過相關(guān)工作人員來調(diào)節(jié)時(shí)間送樣按鈕來得到預(yù)期的化驗(yàn)周期。送樣時(shí)間需要基于原有的工作經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行決定，通過和工程技術(shù)人員進(jìn)行深入討論，在不影響冶煉質(zhì)量以及生產(chǎn)要求的前提下，要盡量縮短化驗(yàn)時(shí)長，并確保化驗(yàn)分析的準(zhǔn)確性。將該按鈕信號傳輸?shù)絇LC模塊中。在程序編寫測試過程中，出現(xiàn)化驗(yàn)時(shí)間為空等造成程序報(bào)爐次數(shù)據(jù)為多條，不能進(jìn)行插入操作造成程序報(bào)錯的情況。通過這樣的改造方案，促進(jìn)了煉鋼生產(chǎn)終點(diǎn)溫度和碳的雙命中，利于提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率。

5.2建立數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)

不管是爐內(nèi)自動化控制的靜態(tài)控制還是動態(tài)實(shí)時(shí)控制都需要建立在數(shù)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，尤其是根據(jù)數(shù)學(xué)模型的建立分析和計(jì)算過程，進(jìn)而確定在爐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)平衡方程中含量的微妙變化。轉(zhuǎn)爐煉鋼的動態(tài)或靜態(tài)控制，都要借助數(shù)學(xué)模型計(jì)算。通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算可以得出爐內(nèi)的氧氣含量變化和氧槍溫度變化情況，才能決定技術(shù)人員進(jìn)行估算錘煉程序操作，根據(jù)副槍反饋的信息數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和分析，確保爐內(nèi)自動化控制過程的順利[3]。

5.3轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)對儀表監(jiān)視的控制

在轉(zhuǎn)爐煉鋼的過程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)會有機(jī)結(jié)合在儀表監(jiān)

視的過程中，通過網(wǎng)絡(luò)對儀表PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和記錄。計(jì)算機(jī)主機(jī)和從機(jī)的結(jié)合可以保證一旦主機(jī)出現(xiàn)了問題，從機(jī)可以及時(shí)代替主機(jī)工作。這樣可以保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，就算出現(xiàn)緊急情況也可以正常工作，主機(jī)和從機(jī)結(jié)合也可以方便工作人員對系統(tǒng)進(jìn)行定期維修，可以保證儀表監(jiān)測工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通過對儀表監(jiān)視的控制可以彌補(bǔ)以前只有人工監(jiān)視的情況，能夠保證全面、系統(tǒng)的進(jìn)行監(jiān)視，不落一個(gè)地方和細(xì)節(jié)。

結(jié)語

綜上所述，工業(yè)生產(chǎn)下采用轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)能夠極大地提升鋼鐵的生產(chǎn)效率。因此，鋼鐵企業(yè)在經(jīng)營生產(chǎn)過程中還需要重視轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化與數(shù)字化發(fā)展，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐煉鋼的整體水平，推動我國工業(yè)生產(chǎn)的高質(zhì)量發(fā)展。

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