自動化煉鋼過程控制技術的研究與應用

安文亮

摘要：現階段，轉爐自動化煉鋼技術得到了廣泛應用，其自動控制涉及三方面，即：精準的數據搜集、關鍵工藝設備、模型自動控制。通過自動控制技術，能夠提升鋼鐵質量，提升終點命中率、金屬收得率，節省經濟投入。應用現代自動控制技術，能夠對過程變量采取動態實時監測、技術流程監測、過程值控制等。

關鍵詞：自動化煉鋼;控制技術;控制系統

引言

在當前計算機技術與煉鋼技術深度融合的技術應用背景下，傳統的轉爐煉鋼措施已不能完全適應當前的煉鋼行業發展需要，全面提高煉鋼的自動化、智能化水平，已經成為煉鋼行業的必由之路。通過計算機技術、網絡技術、工業互聯網技術，可以實現煉鋼技術的高精度、自動化、智能化控制的有效性。

1自動化煉鋼控制存在的困難性

對于轉爐煉鋼而言，其過程控制表現出綜合性及復雜性特點，在實際控制過程中的難度比較大。首先，在供氧操作方面，在實際操作中所槍位比較高則很容易導致在吹煉前期出現爐渣噴散情況，甚至會導致有危險事故發生。其次，在造渣操作方面，若在十幾分鐘時間內以及槍位未能夠正確調節對爐狀態，則很容易造成返干情況出現，并且脫磷效果比較差。在實際操作過程中，對輔原料添加速度進行控制，以及槍位高低控制屬于十分重要的一項內容及任務。第三，終點控制，由于在脫碳過程中熱量升高速度比較快，并且終點分析時間僅僅為10s偏差，很容易導致有較大偏差情況出現。除此之外，轉爐原材料變化、檢驗儀表以及鍋爐狀態偏差等因素均容易導致有噴散以及返干等相關問題存在，從而導致在對終點進行控制方面增加困難。因此，在對轉爐計算機進行控制方面應當注意以下幾點：其一，實行遠程預報，應當與當前實際情況及生產鋼種實際需求，對相關吹煉方式進行正確選擇，對于吹煉時間以及原料量應當進行準確把握，保證基本能夠命中目標。其二，對于吹揀終點準確命中，通過對爐內狀況進行監測，對計算偏差實時校正，從而對吹揀終點精準預報。其三，容錯性，對原有條件變化所出現偏差及隨機偏差進行校正，從而使運算速度以及分析速度得以提升。其四，快速反應，應當在有限時間中實行檢測，對爐內狀況進行較好分析，科學合理制定相關預報方案。其五，系統安全性及穩定性，應當使大空間數據庫以及人機界面要求得到較好滿足。

2自動化煉鋼過程控制技術的研究與應用

2.1氧槍的控制

氧槍故障是轉爐煉鋼中較為常見的一種故障類型，如果在生產過程中，氧槍無法自動提槍，檢修人員應當著重考慮以下兩方面問題。其一是轉爐應保持正常的合閘與跳閘狀態，這樣，氧槍才能完成下降環節。這就需要檢修人員應當進一步加大現場巡視檢查力度，在檢查當中，應當保證轉爐在處于垂直狀態時，需要開啟操作終端的緊急停止按鈕，這時，氧槍的工作狀態抱閘鎖死狀態，并能夠快速恢復到原位。接下來檢查儀表控制程序，為了防止水溫過高或者過低，給轉爐爐體造成不利影響，檢修人員應根據標準要求，合理設定冷卻水下限參數，當水溫處在下限值以下時，自動化系統就會發出警報，氧槍也不會發生緊急上升的情況。當氧槍上升到一定調度時，操作人員應嚴格遵守操作規程，不得快速迫降，以免給設備的其它系統造成破壞。此外，當出現無法提槍的情況時，檢修人員應立即啟動停止按鈕，并嚴格控制氧槍的提槍速度，一般為10m/min～40m/min，然后再檢查總管與支管壓力是否出現最低值，以有效避免氧槍故障的發生。

2.2煉鋼物料管理環節

自動化煉鋼過程控制技術的應用，也體現在煉鋼物料管理環節。一般來說，物料加工的物料控制分為主體物料和輔助物料控制兩個方面，但無論是哪一種物料的管理，自動化煉鋼過程控制程序，都將結合物料傳輸信息，對應進行物料情況反饋。如，某煉鋼廠利用自動化煉鋼過程控制技術進行生產時，就著重在煉鋼物料管理環節進行自動化調控。本次系統調控管理的要點可歸納為：（1）結合本次周期煉鋼生產的具體情況，明確主體材料與輔助材料的選擇標準，建立自動化尋找框;（2）在明確生產工藝信息的基礎上，按標準進行鐵水融化，并核對物料單號，初步進行材料融化后冷卻處理;（3）確定材料加工時間，再次進行材料加工生產;（4）二次冷卻后實行主副材料融合生產。本節案例中所描述的，關于自動化煉鋼過程控制技術綜合運用方式，充分利用自動化程序自動檢驗與控制體，合理進行物料供應與管理;同時，無論是冷卻調節還是資源調控，系統都可以對材料的應用情況進行檢測。由此，自動化煉鋼過程控制技術在其中的應用，自然也具有較好的技術優勢。

2.3位置控制

位置控制的直接作用是讓氧槍可以精準到達吹煉位置，確保煉鋼質量，提升生產效果。但是，氧槍位置控制精準性與迅速性相互矛盾。因為想要提升氧槍升降速度，就會難以控制位置準確性;減慢氧槍升降速度能夠提升氧槍位置精準性，但將降低生產效果。針對這一問題，可以結合轉爐煉鋼具體生產技術要求，利用氧槍機械與電氣特點緩解矛盾問題。第一，設計氧槍等候點位置。等候點是氧槍非吹煉過程中的安全等待位置，其位置在確保不影響其他工藝時距離吹煉位置最近的點。第二，提升氧槍升降速度，確保位置控制精準效果。氧槍升降分為減速區與恒速區。其中，減速區是在槍位具體位置和設定位置的某一參數內的區間。在其區間中，氧槍根據設定的減速控制曲線控制，也就是結合氧槍位置和設計位置偏差的縮減，平滑地得出持續減小的氧槍速度控制參數。結合實際工藝狀態與調試狀態，減速區最高參數設定在2m。槍位具體參數和設計參數高于2m，即為恒速區。恒速區得出最大氧槍速度控制參數，提升氧槍運行速度。

2.4數據精準度提升管理

（1）提高計量系統管理水平。煉鋼自動化應用過程中，計量系統的準確性關系到自動化應用的實際效果。為了提高測量精度，可以在轉爐自動煉鋼系統中增加鐵水行程測量系統。通過這些系統實現定期校準，可以更好地提高測量系統管理的準確性。（2）保證鐵水配比基本合理。通過確定合理的鐵水配比，可以減少端拉爐的數量，保證端渣在合理范圍內波動。（3）減少爐膛內二氧化碳的波動。為提高自動控制效果，必須加強對采氣全過程的管理，減少全過程的排煙量。轉爐自動煉鋼系統應充分優化，進料方式和槍位操作應統一，保證爐腔內實際二氧化碳含量不發生大范圍波動。

結語

綜上所述，自動化煉鋼過程控制技術的分析與應用探究，是數字化技術在當代工業生產中科學運用的技術理論歸納。在此基礎上，本文通過過程跟蹤環節、煉鋼物料管理環節、生產系統通信管理、以及煉鋼質量管理環節四部分，明晰自動化技術在現代工業生產中的應用要點。因此，文章研究結果，將為當代技術深入性探索提供方向。

參考文獻

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