轉(zhuǎn)爐煉鋼的新型自動(dòng)化電氣控制探討

董保亮

【摘 要】在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷提升的背景下，對(duì)鋼鐵的需求量呈現(xiàn)出逐年提升態(tài)勢(shì)，由此也帶動(dòng)了金屬冶金行業(yè)發(fā)展速度不斷提升。為滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)鋼鐵材料的需求量，冶金行業(yè)在實(shí)際發(fā)展過程中充分依托于現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)自身生產(chǎn)方式不斷革新，以實(shí)現(xiàn)提升自身產(chǎn)能的目的。基于此，本文將針對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼中自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用相關(guān)問題進(jìn)行研究，希望對(duì)行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員提供參考意見。

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)爐煉鋼;自動(dòng)化;電氣控制

引言：

隨著科學(xué)技術(shù)以及國家發(fā)展速度不斷提升，社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)鋼鐵材料的需求量大幅提升，為鋼鐵行業(yè)提供巨大機(jī)遇，同時(shí)科學(xué)技術(shù)的不斷革新為鋼鐵企業(yè)優(yōu)化自身生產(chǎn)技術(shù)提供有利條件支持，在二者的共同作用下，我國鋼鐵企業(yè)的規(guī)模以及產(chǎn)能均得到大幅提升，而此情況也對(duì)鋼鐵冶煉工藝控制提出了更高的要求。由此，行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員將現(xiàn)代信息技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)融入到電氣控制工作之中，一方面實(shí)現(xiàn)了提升生產(chǎn)效率的要求，另一方面也達(dá)成控制資源消耗的要求。由此，加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼新型自動(dòng)化電氣控制的研究，為推動(dòng)鋼鐵生產(chǎn)效率進(jìn)一步提升提供有力支持。

一、轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)概述

轉(zhuǎn)爐煉鋼的原理即是間廢鋼、鐵水、鐵合金等作為原料，利用鐵水自身產(chǎn)生的熱量形成高溫環(huán)境，為鐵合金、廢鐵原料等相融合提供必要條件，并在轉(zhuǎn)爐中完成煉鋼環(huán)節(jié)的工藝。此工藝在實(shí)際應(yīng)用過程中呈現(xiàn)出明顯的系統(tǒng)性、復(fù)雜性特征，控制變量極為繁雜的同時(shí)，對(duì)控制精度的要求達(dá)到嚴(yán)苛的程度。因此，在實(shí)際利用此工藝進(jìn)行生產(chǎn)過程中需要充分依托于現(xiàn)代信息技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，易達(dá)成煉鋼目的[1]。

轉(zhuǎn)爐煉鋼相關(guān)自動(dòng)化技術(shù)主要包含控制技術(shù)、人工 智能技術(shù)和煉鋼模型三部分內(nèi)容。此類技術(shù)以計(jì)算機(jī)技 術(shù)為基礎(chǔ)媒介，可針對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果，完成廢氣過多、原料不足、溫度超標(biāo)等各種生產(chǎn)狀況的自 動(dòng)化調(diào)整，從而維持整個(gè)生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定，確保轉(zhuǎn)爐煉鋼 生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

二、轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（一）煉鋼效率顯著提升

近年來，我國發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，在此背景影響下，我國政府開始推進(jìn)供給側(cè)改革進(jìn)程，對(duì)于轉(zhuǎn)爐煉鋼方面也提出了提高產(chǎn)能、降低資源消耗的要求。由此，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與轉(zhuǎn)爐煉鋼之中是社會(huì)背景提出的大要求，而從實(shí)際應(yīng)用層面分析，自動(dòng)化技術(shù)可以利用計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)生產(chǎn)整個(gè)流程進(jìn)行控制，并根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際要求對(duì)相關(guān)變量進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，有效避免了人力操作失誤產(chǎn)生的生產(chǎn)流程延長、產(chǎn)品質(zhì)量不合格等問題，最大限度避免不必要的資源以及時(shí)間浪費(fèi)，進(jìn)而成本控制目標(biāo)[2]。同時(shí)通過利用計(jì)算設(shè)備可以對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及模型進(jìn)行實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的記錄，并根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行相應(yīng)挑戰(zhàn)，確保材料應(yīng)用效果滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，最終達(dá)成提升生產(chǎn)效率的目的。

（二）煉鋼質(zhì)量得到顯著提升

從轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化實(shí)際發(fā)展情況分析，連續(xù)分析系統(tǒng)以及副槍測(cè)溫系統(tǒng)使其兩大根本特性，在實(shí)際應(yīng)用過程中可以根據(jù)計(jì)算模型對(duì)煉鋼流程中產(chǎn)生的溫度以及氣體最高限度進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)。依托于這種特性可以及時(shí)采取相應(yīng)氣體不吹方式以實(shí)現(xiàn)降低產(chǎn)物與氧氣接觸面積，最終達(dá)成提升鋼材煉制質(zhì)量的目的。同時(shí)在應(yīng)用依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)過程中，可以有效保障煉鋼流程的科學(xué)性以及有序性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最大限度地降低不良因素的影響，提升轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的效率以及質(zhì)量[3]。除此以外，隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的逐步完善與成熟，煉鋼過程中產(chǎn)生的消耗也會(huì)隨之減少，最終達(dá)成提升生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

三、轉(zhuǎn)爐煉鋼電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用

（一）轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)裝置電氣控制

通常情況，轉(zhuǎn)爐煉鋼電氣傳動(dòng)過程中主要應(yīng)用方式涵蓋公共直流母線模式以及傳統(tǒng)一對(duì)一模式。通過對(duì)二者各項(xiàng)特性進(jìn)行橫向比較可知，后者可靠性以及調(diào)速明顯優(yōu)于前者，因此也得到更為廣泛的應(yīng)用。以電氣控制為例，在實(shí)際操作過程中可以通過變頻器落實(shí)其控制功能，具體實(shí)現(xiàn)過程涉及以下兩個(gè)方面：其一，針對(duì)帶編碼器的矢量控制而言，需要利用動(dòng)態(tài)設(shè)備配合實(shí)現(xiàn);其二，針對(duì)無編碼器的矢量控制需要應(yīng)用風(fēng)機(jī)水泵等簡單設(shè)備。系統(tǒng)傳動(dòng)控制實(shí)際開展過程中通常要求四個(gè)轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)需要注意的一點(diǎn)是確保其扭矩保持同步，否則會(huì)導(dǎo)致平衡效果難以達(dá)成預(yù)期成效，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)負(fù)荷出現(xiàn)失衡態(tài)勢(shì)[4]。

所以在具體的生產(chǎn)過程當(dāng)中，電氣技術(shù)人員一定要對(duì)其高度重視，如果系統(tǒng)應(yīng)用的是一對(duì)一較為傳統(tǒng)的方法，就可以在裝置上完成“主- 從”的控制方法。所有的傳動(dòng)裝置完全確定后，電氣技術(shù)人員要利用對(duì)應(yīng)的編碼器，將信號(hào)進(jìn)行主動(dòng)引入，通過調(diào)節(jié)器將裝置對(duì)應(yīng)的電流，同時(shí)完成傳動(dòng)裝置的信號(hào)輸出，這樣四臺(tái)電機(jī)在同等的狀態(tài)之下能夠同步運(yùn)行，可以確保設(shè)備運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和可靠性。

（二）電氣自動(dòng)化設(shè)備管理

現(xiàn)階段冶金行業(yè)自動(dòng)化建設(shè)進(jìn)程不斷推進(jìn)，系統(tǒng)完善的自動(dòng)化設(shè)備管理制度已經(jīng)初步建成，一定程度上可以滿足煉鋼工序相關(guān)流程定期維護(hù)以及保養(yǎng)的目的，確保其長期穩(wěn)定運(yùn)行目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。在具體開展設(shè)備管理工作過程中，利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)開展設(shè)備檢測(cè)工作可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并據(jù)此開展精準(zhǔn)化檢修工作，確保設(shè)備隱患得以及時(shí)排除。同時(shí)利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行在線診斷，在發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題后自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提醒運(yùn)維人員進(jìn)行檢修，確保設(shè)備始終保持安全、穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

（三）氧槍電氣控制

氧槍交換技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的新興生產(chǎn)技術(shù)，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過程中，通過對(duì)氧槍對(duì)應(yīng)的變頻設(shè)備進(jìn)行控制可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)切換氧槍的操作。連著設(shè)備之間的關(guān)系為互為備用關(guān)系，一旦煉鋼流程中其中一個(gè)設(shè)備產(chǎn)生故障，可以在不移動(dòng)車臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)氧槍設(shè)備互換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)運(yùn)行成效的目的，確保煉鋼各項(xiàng)流程有序開展且不受影響[5]。

（四）強(qiáng)化原料管理力度

鋼鐵企業(yè)在實(shí)際進(jìn)行廢棄物管理過程中應(yīng)注意到的一點(diǎn)是，必須加強(qiáng)對(duì)其成分以及最終冷卻效果的重視程度。從實(shí)際煉鋼生產(chǎn)流程分析可知，廢鐵主要為轉(zhuǎn)入二次系統(tǒng)過程中產(chǎn)生，即煉鋼及報(bào)廢系統(tǒng)之間存在較為緊密的關(guān)聯(lián)性，由此在廢鐵進(jìn)入系統(tǒng)后需要工作人員編制科學(xué)系統(tǒng)的反饋制度，具體內(nèi)容應(yīng)涵蓋種類、型號(hào)等多個(gè)方面，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升管理力度，強(qiáng)化二次應(yīng)用效果的目的。為了提升廢鋼的實(shí)際利潤率，在轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼記錄當(dāng)中，要對(duì)廢鋼的實(shí)際來源進(jìn)行檢測(cè)并作出分類，主要可以將其分為高堿度和低堿度的鋼包渣以及轉(zhuǎn)爐渣。在實(shí)際分類之后，能夠?qū)⒎床榈木唧w類型和具備的作用進(jìn)行良好的管理，確保精準(zhǔn)進(jìn)行回收和利用。

總結(jié)：

綜上所述，在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)之中，從實(shí)際應(yīng)用效果分析，相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用不僅有效提升生產(chǎn)效率，同時(shí)也有效降低職工工作負(fù)荷。因此，企業(yè)方面應(yīng)注意進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的研究力度，強(qiáng)化轉(zhuǎn)爐電氣控制、設(shè)備自動(dòng)控制等多個(gè)方面的自動(dòng)化研究力度，推動(dòng)一鍵煉鋼目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，為提升鋼鐵企業(yè)智能化、自動(dòng)化提供有利條件支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]田永偉.轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化控制技術(shù)研究[J].電子樂園，2019（2）：0187-0187.

[2]楊春江.冶金轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制的技術(shù)研究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2019，576（05）：183-184.

[3]周文慧.轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)探討[J].商品與質(zhì)量，2019，（012）：181.

[4]張紅.自動(dòng)化控制技術(shù)在轉(zhuǎn)爐煉鋼中的應(yīng)用研究[J].冶金管理，2019（9）：1-1.

[5]張紅.探討轉(zhuǎn)爐煉鋼中自動(dòng)化問題的解決措施[J].科學(xué)與信息化，2019，（020）：114.