试述智能炼钢技术在120吨转炉上的研究与应用

试述智能炼钢技术在120吨转炉上的研究与应用

摘要钢铁制造工业中，炼钢是最为核心的技术，关系到钢铁的使用质量。鉴于此，本文针对120吨转炉生产环节的不足和智能炼钢技术的相关理论，提出了研究和应用方法。

关键词智能炼钢技术；120吨转炉；应用方法

前言

社会经济的高速发展，带动了工业、建筑业等行业的发展，对高质量钢铁的需求量也指数上升，引入新的智能化技术进行高效的自动生产是重点的发展方向和趋势。而120吨转炉是炼钢的主要设备种类，如何技术有效的应用于实际的生产环节，对钢铁质量和企业的发展具有现实的意义。

1 智能炼钢技术的必要性

从实际的生产情况来看，智能炼钢技术应用十分必要。一是，炼钢时需要对铁水的成分和温度进行检测，但检测的地点与转炉的操控场所不处于同一个地点，常会出现铁水检测数据不能及时汇集到转炉操作室的问题，严重地影响了正常的转炉工作。二是，生产环节铁水和废钢的记录和观察，大部分都是以人工检测的形式进行，误差问题无法得到有效的控制和解决，给转炉的操作准确性带来了一定的难度。三是，添加的散料和对加料的控制多是以经验决定，容易受到操作人员的影响，导致抢位控制不准、散料的添加数量有出入等状况的发生，甚至会引起大型的严重大喷事故。因这些问题的存在，智能炼钢技术的研究和应用至关重要[1]。

2 研究和应用智能炼钢技术的方法

2.1 加大研发力度，优化和升级智能化系统

经过长期的炼钢实践来看，原料存在问题是影响智能化炼钢技术效果的重要因素，而且现有的炼制程序简单、转炉设备的控制效果不佳等问题也是制约钢铁上生产质量的因素。这就要求，智能炼钢技术的应用要研究和优化智能化的系统，可从两点出发。

（1）原材料操作模式的确定

一般情况下，原材料的比例条件要保证铁水中硅元素的含量不得过高，根据各厂家的原燃料、技术水平等来决定，一般来说0.4左右算是低硅，底于0.3算超低硅，稳定的范围就在0.3%～0.7%之间，温度的控制也应在1250摄氏度到1330摄氏度之间。120吨转炉的炼制工艺研究，要对热量的失衡和平衡情况分别考虑，其中主要的研究内容就是热量失衡。首先，选择冷料。炼钢的过程中，热

量的不稳定会给技术操作带来影响，需要添加一定的冷却剂，可使用烧结矿。在添加了冷却剂时，分成前期和中后期温度控制两个方面。前期的温度控制，添加两批渣料，冷料添加一半。中后期的温度控制，要分批次的多次添加冷却材料，转枪的位置控制要采用变枪的方式，以保证转炉的温度上升的速度和过程稳定。其次，转炉底吹模式参数的优化。

（2）智能操作系统的建立

智能炼钢技术的应用需要相配套的系统支持，智能炼钢系统的设计可以设计为矩阵的形式，建立两级管理系统。其中，系统的时间设定上要包含炼钢的全天不同原料下的不同情况，以便支持不同的炼制情况，如炼钢模式（SPHC）的铁水含量为0.13%～0.4%之间，温度小于1250摄氏度智能炼钢的表现为CA-LAIGANG2.1。

2.2 炼钢过程的智能化

钢铁的炼制过程是智能化技术研究和应用的最重要时段，实际的研究和应用过程，需要控制好两个方面。第一方面，改变人工检测方式，引入智能化自动流量仪表。目前，配套使用的流量仪表主要是平衡流量计以及超声波流量计。在钢铁行业的应用主要是用来测量铁水、污染物排放以及温度的变化数据。超声波流量计在进行铁水检测的过程中，使用径距取压的方法改善以往使用孔板的检测方式中常出现的取压口堵塞的状况。而平衡流量计对于实现钢铁行业节能减排的目标，精确地控制加料数量有着重要的作用。首先，它的装置结构属于上下对称的样式，没有在孔板的下部设置斜角，正因为如此可以从双向对流量检测，尤其是对特殊的制造流程的检测有着巨大的作用。如制造转炉的炼制工作，实际的检测中需要对实时的蒸汽温度进行测量，但由于内部装置的差异性出现了双向流，这时就可以使用此流量仪表对正向和反向的温度流量同时测量。在安装平衡流量仪表时，要根据不同的情况选择，如果雙向流量的最大值相同就可以选择装配一台变送器，不同时则要选择两台。

第二方面，氧枪的自动识别系统。120吨转炉的氧枪的控制对智能炼钢技术的实现有重要的效用，而智能化技术下，可采用编码器实现位置的自动识别。安装时，必须在设备的主要轴上安装两个编码器，以防因故障的发生无法正常读数，选择的编码器最好为可自动校准的型号，提高检测的准确度。

2.3 应用智能炼钢技术的成效

智能技术在炼钢生产中的应用，对质量和成本有着重要的作用。从成本的角度来看，我国目前主要的炼钢工艺为转炉炼钢，一般需配置10%～15%的废钢。炼钢工艺中因为耗电量的增加、合金的加入以及维检费用的上升使得除主要原料外的其他费用占到炼钢总成本的18%左右，而智粗钢吨制造成本=（0.96×生铁+0.15×废钢）/0.82。而智能炼钢技术的应用，以节约吨（碳）钢成本2-6美元、吨（不锈）钢成本20美元。从质量的角度来看，也得到了有效提高和优化，如炼钢的生产环节，底吹的参数中，如果兑铁的装料为261m3，吹炼期就要分成

三分钟、八分钟和十二分钟三个阶段[2]。例如，120t转炉底吹系统智能化前后，效果就出现了不同。之前的底吹气源N2，Ar，底吹供气压力0.8/2.0（N2/Ar）Mpa，底吹供气强度0.01～0.03Nm3/（t.min），智能化转变后，底吹气源N2，Ar，压缩空气，底吹供气压力1.4/2.0（N2/Ar）Mpa，底吹供气强度0.03～0.08Nm3/（t.min）。

3 结束语

综上所述，智能炼钢技术是新时期钢铁行业的发展趋势，有利于质量和效率的提高，安全和稳定性也得以提升。在研究和应用于120吨转炉的过程中，可以借鉴建立智能操作系统、确定原材料操作模式等方法，推进钢铁行业的智能化发展进程。

参考文献

[1] 郭伟达，李强笃，任科社.转炉全流程智能炼钢控制技术开发与应用[J].山东冶金，2018，40（01）：4-7.

[2] 路镇，高志滨，一键式智能炼钢技术在小型转炉中的应用[J].自动化应用，2015，46（10）：54-55，60.