轉(zhuǎn)爐煉鋼智能控制技術(shù)及常見問題探討

魏建華

（本鋼板材股份有限公司煉鋼廠，遼寧 本溪 117021）

煉鋼產(chǎn)業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要部分，想要保證煉鋼產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，就必須重視對煉鋼質(zhì)量的控制，提供更加優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。而轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)是發(fā)展的必然趨勢，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)煉鋼技術(shù)的不足，確保煉鋼過程中的鋼水質(zhì)量穩(wěn)定，對廢棄物的回收率進(jìn)行提升，幫助企業(yè)獲取最大化的生產(chǎn)效益。通過深入分析轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)及常見問題，有利于促進(jìn)轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)的有效應(yīng)用，促進(jìn)煉鋼行業(yè)朝著智能化的方向不斷發(fā)展。由此可見，本文圍繞“轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)及常見問題”進(jìn)行分析探討價值意義顯著。

1 轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)概述

目前轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中所采用的原材料包括了鐵水、廢鋼、鐵合金、造渣材料等，可以利用鐵液的組分間化學(xué)反應(yīng)和自身的物理熱進(jìn)行加熱，使其能夠在轉(zhuǎn)爐中完成煉鋼，整個過程并不需要其他能源進(jìn)行加熱。同時，轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，很容易受到各種因素的影響，比如原料的添加、溫度以及時間等等，導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐煉鋼的效率及質(zhì)量受到影響。而轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)能夠?qū)@些因素進(jìn)行有效控制，確保轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)效率及質(zhì)量，降低資源浪費等問題的發(fā)生。與傳統(tǒng)技術(shù)手段相比，轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)需要利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計算機(jī)編程技術(shù)等多種技術(shù)，方便對轉(zhuǎn)爐煉鋼中的變量因素進(jìn)行有效控制。由于轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)能夠降低轉(zhuǎn)爐煉鋼的資源消耗，提高煉鋼效率和煉鋼質(zhì)量，許多企業(yè)都開始研發(fā)智能化煉鋼技術(shù)。[1]。

2 轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)的優(yōu)勢分析

2.1 有利于提高煉鋼質(zhì)量

在鋼鐵生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)，可以有效提高煉鋼的質(zhì)量，借助副槍測溫系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐爐氣連續(xù)分析系統(tǒng)等等，結(jié)合計算模型對氣體和溫度達(dá)到終點的概率進(jìn)行評估。同時，可以借助氣體補(bǔ)吹的手段對氧氣含量進(jìn)行控制，防止出現(xiàn)鋼水被氧化的情況，從而保證鋼材的純度達(dá)到要求，使煉鋼質(zhì)量得以提升。在鋼鐵生產(chǎn)的時候都是利用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以降低外部因素、人為干擾造成的影響，確保所有鋼材的質(zhì)量達(dá)成一致。目前智能化控制已經(jīng)開始被廣泛應(yīng)用到鋼鐵生產(chǎn)中，有利于降低資源消耗，使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得以提升[2]。

2.2 有利于提高煉鋼效率

目前我國進(jìn)入供給側(cè)改革的階段，要求煉鋼行業(yè)作出改變，完成降能耗、去產(chǎn)能的改革，而轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這一目的，促進(jìn)企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。在鋼鐵生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)，利用計算機(jī)將指令發(fā)布出去，根據(jù)生產(chǎn)參數(shù)的變化對生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)整，從而在保證煉鋼效率及煉鋼質(zhì)量的同時，起到降低資源消耗的目的。同時，通過這一技術(shù)能夠降低生產(chǎn)人員的工作強(qiáng)度，使其能夠?qū)⒏嗟臅r間投入到其他工作中，促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。通過計算機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)τ嬎隳Ｐ瓦M(jìn)行記錄，通過動態(tài)化的調(diào)整提高材料配置的有效性，進(jìn)一步提高煉鋼效率，為企業(yè)發(fā)展提供更加有力的支持。

3 轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)分析

3.1 轉(zhuǎn)爐煉鋼檢測技術(shù)

轉(zhuǎn)爐煉鋼智能控制技術(shù)需要準(zhǔn)確采集轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程中發(fā)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行程序分析，這就要求數(shù)據(jù)的檢測要及時、準(zhǔn)確。主要包括廢氣分析和副槍檢測兩個部分。從廢氣分析這一方面來講，可以對煉鋼過程中的廢氣進(jìn)行檢測，掌握廢氣的成分和廢棄的排放速度，幫助工作人員對轉(zhuǎn)爐中的鋼液殘留成分情況進(jìn)行了解，使鋼鐵生產(chǎn)工作能夠做到有據(jù)可依。從副槍檢測這一方面來講，可以利用儀表將轉(zhuǎn)爐的碳含量、過程溫度等數(shù)據(jù)展示出來，利用計算機(jī)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并提供終點停吹時間，實現(xiàn)對煉鋼過程的有效控制[3]。就實際的技術(shù)應(yīng)用情況來看，充分發(fā)揮廢氣分析技術(shù)和副槍檢測技術(shù)的優(yōu)勢，既能夠保證煉鋼質(zhì)量，也可以降低材料浪費，最大程度提高轉(zhuǎn)爐煉鋼的使用效率。

3.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)智能化技術(shù)

作為轉(zhuǎn)爐煉鋼中的核心部分，轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)智能化技術(shù)包括了控制技術(shù)和人工智能兩個部分。在應(yīng)用控制技術(shù)的時候，涉及到動態(tài)控制模型和計算模型的反饋，其中計算模型的反饋必須調(diào)整其中存在的誤差，以便能夠獲得準(zhǔn)確的人工智能化模型，防止在生產(chǎn)活動中出現(xiàn)過大的誤差。在應(yīng)用人工智能技術(shù)的時候，可以利用計算機(jī)技術(shù)對過程數(shù)據(jù)進(jìn)行人工仿真分析，并得出檢測結(jié)果，將檢測結(jié)果作為依據(jù)，通過控制技術(shù)實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的智能化調(diào)整，從而提高煉鋼生產(chǎn)的整體效率。就實際的技術(shù)應(yīng)用情況來看，這一技術(shù)已進(jìn)入快速發(fā)展的時期。

4 轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)的工藝流程分析

4.1 原料系統(tǒng)

這一系統(tǒng)的主要功能就是對鐵水、廢鋼、鐵合金、造渣材料等各種原材料進(jìn)行準(zhǔn)確稱量。在完成稱量工作之后，根據(jù)程序設(shè)計，做好配料的動態(tài)配比，將原材料的使用比例控制在最佳的范圍，從而提高煉鋼生產(chǎn)的效益。

4.2 供氧系統(tǒng)

這一系統(tǒng)的主要作用就是利用聲吶系統(tǒng)對氧槍的供氧量和位置進(jìn)行控制，借助計算模型對聲吶的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、計算、反饋，實現(xiàn)對氧槍的動態(tài)控制。在供氧系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，可以自由控制氧槍的位置，將聲吶的信息數(shù)據(jù)作為依據(jù)，調(diào)整特定時期的供氧量，從而保證煉鋼過程平穩(wěn)，達(dá)到氧氣利用率最佳的狀態(tài)[4]。

4.3 副槍系統(tǒng)

為適應(yīng)時代發(fā)展的要求，鋼鐵生產(chǎn)活動中副槍系統(tǒng)的應(yīng)用越加廣泛，可以充分發(fā)揮這一系統(tǒng)在智能化方面的優(yōu)勢，對鋼液的碳含量和鋼液的溫度進(jìn)行檢測，使其能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。一般在應(yīng)用副槍系統(tǒng)的時候，將副槍的探頭插入到鋼液，對實時的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，利用計算機(jī)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和儲存，之后利用這些數(shù)據(jù)完成數(shù)據(jù)模型的建立和調(diào)整。

4.4 廢氣測量系統(tǒng)

廢氣測量系統(tǒng)的主要作用就是對鋼鐵生產(chǎn)中的廢氣進(jìn)行測量，掌握廢氣的含量及種類，采取合理的方法進(jìn)行控制。比如一氧化碳和二氧化碳是鋼鐵生產(chǎn)中的常見問題，需要利用廢氣測量系統(tǒng)對廢氣的濃度進(jìn)行測定，之后選擇具有針對性、合理性的技術(shù)手段對其進(jìn)行處理，降低鋼鐵生產(chǎn)造成的環(huán)境污染[5]。

5 轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)的常見問題及其解決對策分析

如前所述，對轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)的工藝流程有了較為深入的了解。而從目前來看，轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)在實際應(yīng)用過程中還易出現(xiàn)一些較為明顯的的問題。總結(jié)起來，具體常見問題及解決對策如下。

5.1 信號傳輸問題

在煉鋼生產(chǎn)活動中應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)，需要充分考慮到信號傳輸質(zhì)量產(chǎn)生的影響，只有保證信號傳輸質(zhì)量達(dá)到要求，才能夠保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。若是在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中出現(xiàn)信號傳輸問題，勢必會造成顯示單元的錯誤顯示或不顯示等情況，以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的誤動或執(zhí)行不動等情況，無法保證鋼液質(zhì)量，使得企業(yè)面臨著較大的損失。一般在信號傳輸無法正常進(jìn)行的時候，要求工作人員立即終止智能化控制，及時進(jìn)行故障分析，處理、恢復(fù)，確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)通信線路的暢通性[6]。

5.2 原材料不穩(wěn)定問題

在應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)的時候，經(jīng)常出現(xiàn)原材料不穩(wěn)定的問題：廢鋼種類判斷不準(zhǔn)確，鐵水量計量出現(xiàn)偏差，造渣材料出現(xiàn)質(zhì)量波動等因素，而這些因素由于發(fā)現(xiàn)不及時，會導(dǎo)致程序計算過程出現(xiàn)偏差，最終導(dǎo)致鋼水質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重的波動。應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)，需要準(zhǔn)確的反饋鐵水、廢鋼、造渣材料等原材料成分、計量。目前廢鋼智能分析系統(tǒng)已經(jīng)開始應(yīng)用，可最大程度的緩解廢鋼種類判斷不準(zhǔn)確的問題；建立原材料信息反饋系統(tǒng)，對成分和質(zhì)量變化及時反饋，操作工人可將變化情況在后臺進(jìn)行修改，減少由于原材料波動造成的鋼水質(zhì)量影響。

5.3 聲吶檢測波動問題

在轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)應(yīng)用的時候，需要聲吶準(zhǔn)確的反饋轉(zhuǎn)爐吹煉過程中的情況，但由于轉(zhuǎn)爐冶煉過程條件惡劣，高溫、粉塵、噴濺等惡劣條件常常導(dǎo)致聲吶采集系統(tǒng)發(fā)生堵塞、燒損的情況，導(dǎo)致聲吶系統(tǒng)收集、反饋的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，失去對氧氣的控制意義。這種情況如不能及時發(fā)現(xiàn)，會導(dǎo)致吹煉過程失去控制，導(dǎo)致噴濺、成分超差等現(xiàn)象發(fā)生，造成成本浪費或質(zhì)量事故。因此需要對聲吶系統(tǒng)進(jìn)行定期的檢查、維護(hù)，確保聲吶系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，采集的數(shù)據(jù)才能真正去指導(dǎo)氧槍控制。

6 結(jié)語

綜上所述，轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)已經(jīng)成為煉鋼企業(yè)發(fā)展的重要部分，可以在提高煉鋼效率及煉鋼質(zhì)量的同時，降低資源消耗，保護(hù)周邊的生態(tài)環(huán)境。為充分發(fā)揮轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)的作用，需要加強(qiáng)對轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)的研究，提高人員綜合素質(zhì)，使其能夠熟悉掌握轉(zhuǎn)爐煉鋼智能化控制技術(shù)，將其合理應(yīng)用到轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平，進(jìn)一步促進(jìn)煉鋼企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。