轉爐煉鋼自動化控制技術探究及常見問題分析獲獎科研報告

轉爐煉鋼自動化控制技術探究及常見問題分析獲獎科研報告摘要：新時期發(fā)展下煉鋼企業(yè)技術水平不斷提高，轉爐煉鋼作為當前企業(yè)生產的重要工作采用自動化控制技術對提高生產效率與產品質量方面具有重要影響。文章對轉爐煉鋼自動化控制技術進行分析，并結合技術問題探討提升改善對策。

關鍵詞：轉爐煉鋼;自動化;控制技術;技術問題

引言

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

1轉爐煉鋼技術概述

計算機技術和物聯網技術的高速發(fā)展，對于工業(yè)生產提出了自動化控制方案，并且在互聯網技術的支持下工業(yè)自動化生產呈現出蓬勃發(fā)展的現狀。在信息技術和物聯網技術的支持下，轉爐煉鋼技術改變傳統(tǒng)的鐵水、廢鋼、鈦合金等材料為基礎原材料，根據鈦合金所形成的熔化溫度環(huán)境為基礎的煉鋼技術，增加了計算機控制下的高溫環(huán)境精確變化以及鋼材種類和鐵水的質量等參數生成一種動態(tài)參數模型，并且將形成可視化結果便于技術人員調節(jié)和控制，進而實現轉爐煉鋼技術的自動化控制過程。

2轉爐煉鋼自動化控制技術的優(yōu)勢

2.1提升了煉鋼的效率

隨著供給側改革的實施，我國煉鋼行業(yè)需要進行去產能、降能耗的改革[2]，轉爐煉鋼自動化控制技術，可以有效節(jié)約人力物力。在生產環(huán)節(jié)，可以使用計算機發(fā)布指令，結合生產參數的實時變化，進行及時調整，避免了物資的浪費行為，保證煉鋼的效率提升了30%，這樣自動化技術的應用就會得到穩(wěn)步的提升。同時，轉爐煉鋼自動化控制技術節(jié)約了人力，讓工人遠離了惡劣的生產環(huán)境，實現了人力的解放。在計算機的應用中，可以記錄計算模型，并進行動態(tài)調整，使得原材料能夠高效配置，并提升煉鋼的效率，讓企業(yè)結構更為精簡。

2.2提升了鋼材穩(wěn)定性和質量

鋼材企業(yè)采用轉爐煉鋼自動化技術的優(yōu)勢就是能夠最大限度的降低材料的廢棄率，提高利用率，控制生產成本，促進了鋼材的使用性能生產效率極大提升。鋼材企業(yè)采用轉爐煉鋼自動化技術不但降低了生產成本和保護了環(huán)境，還在一定的程度上提升了鋼材值穩(wěn)定性和鋼材質量，使得轉爐煉鋼技術自動化在一定意義上實現了質量和性能的雙重提升。轉爐煉鋼自動化技術的主要目的是能夠縮短煉鋼周期，提升終點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準，進而實現了鋼材質量和性能的目標體現。

3轉爐煉鋼自動化控制技術問題分析

在現階段的轉爐自動化控制系統(tǒng)中，大量應用了現代化技術，通過PLC數據采集模塊來快速實時獲取各種數據信息，得到系統(tǒng)運行的真實狀況，能夠更好地提高煉鋼生產過程的高效性。隨著廠普轉優(yōu)的深入推進，對轉爐生產質量和冶煉節(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)進行升級改造，牢牢建立在生產實際狀況的基礎上，進行綜合二級生產涉及的日成本數據二次開發(fā)。現代化的自動煉鋼設備能夠提高鋼的冶煉質量，在不影響產能的前提下進一步降低原材料消耗，使得生產成本有所減少。在對品種鋼進行冶煉時，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)已顯現出了一定的不適應性，因此就需要對現有的轉爐自動化控制系統(tǒng)進行進一步的優(yōu)化和改造，增添新的控制功能。

4轉爐煉鋼自動化控制技術要點

4.1轉爐煉鋼廢氣分析及檢測技術

在轉爐煉鋼的過程中，會產生一氧化碳、二氧化碳、氧氣、氮氣、氬氣和氫氣等氣體。轉爐煉鋼運用質譜儀對廢氣進行分析可以將副槍檢測技術和爐氣定碳法進行有機結合，副槍檢測技術作為核心技術，在這兩種技術的基礎上對廢氣的生產狀況和脫碳的速度進行檢測和分析。通過對轉爐煉鋼過程中排除的廢氣和流量，對爐內瞬時鋼液殘留的含量提供數據，進一步預測爐內的含碳量。在轉爐煉鋼的生產過程中使用副槍檢測技術可以提高含碳量分析數據的準確性，為自動化檢測技術提供了數據支持，提高了鋼的質量和工作效率。相比于傳統(tǒng)的人工技術來說，降低了勞動強度;減少了倒爐次數、復吹次數，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轉爐煉鋼生產自動化技術

轉爐煉鋼生產自動化技術，是轉爐煉鋼的關鍵所在，由人工智能與控制技術組成。人工智能需要計算機技術的支持，推導出原材料配置的公式，并根據檢測結果進行智能化調整，實現生產效率的提升。而控制技術包括計算模型的反饋，以及動態(tài)控制模型，動態(tài)控制模型強調搜集的信息，如冷卻劑與氧氣是否符合實際需求，轉爐內的含碳量與鋼液的溫度情況。而計算模型的反饋，需要對計算模型中的誤差進行調整，并得出人工智能化模型，降低生產中的誤差。轉爐煉鋼生產自動化技術正處于高速發(fā)展中，受到了搜集到的信息影響，以及計算機發(fā)展的影響[2]。

4.3指示電氣控制

轉爐煉鋼過程中的電氣操作主要是生產過程中的應急操作，操作的情況會影響整個過程的安全，所以一定要保證電氣控制指示的獨立。工作人員必須重視電氣控制指示，重視安全原則，保證轉爐煉鋼生產過程的安全性。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。在對散料的質量進行測量時，主要通過儀表器顯示數據，為自動備料提供保障。

5轉爐煉鋼自動化控制技術優(yōu)化策略

5.1增加送樣時間按鈕

增加送樣時間按鈕，可通過相關工作人員來調節(jié)時間送樣按鈕來得到預期的化驗周期。送樣時間需要基于原有的工作經驗來進行決定，通過和工程技術人員進行深入討論，在不影響冶煉質量以及生產要求的前提下，要盡量縮短化驗時長，并確保化驗分析的準確性。將該按鈕信號傳輸到PLC模塊中。在程序編寫測試過程中，出現化驗時間為空等造成程序報爐次數據為多條，不能進行插入操作造成程序報錯的情況。通過這樣的改造方案，促進了煉鋼生產終點溫度和碳的雙命中，利于提高轉爐生產效率。

5.2建立數學模型系統(tǒng)

不管是爐內自動化控制的靜態(tài)控制還是動態(tài)實時控制都需要建立在數學分析的基礎上，尤其是根據數學模型的建立分析和計算過程，進而確定在爐內的化學反應在化學平衡方程中含量的微妙變化。轉爐煉鋼的動態(tài)或靜態(tài)控制，都要借助數學模型計算。通過數學模型計算可以得出爐內的氧氣含量變化和氧槍溫度變化情況，才能決定技術人員進行估算錘煉程序操作，根據副槍反饋的信息數據參數進行調整和分析，確保爐內自動化控制過程的順利[3]。

5.3轉爐煉鋼系統(tǒng)對儀表監(jiān)視的控制

在轉爐煉鋼的過程中，計算機技術會有機結合在儀表監(jiān)

視的過程中，通過網絡對儀表PLC進行實時監(jiān)測和記錄。計算機主機和從機的結合可以保證一旦主機出現了問題，從機可以及時代替主機工作。這樣可以保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運轉，就算出現緊急情況也可以正常工作，主機和從機結合也可以方便工作人員對系統(tǒng)進行定期維修，可以保證儀表監(jiān)測工作的正常運轉。通過對儀表監(jiān)視的控制可以彌補以前只有人工監(jiān)視的情況，能夠保證全面、