转炉炼钢的自动化控制技术探讨

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转炉炼钢的自动化控制技术探讨
任新凯
河北普阳钢铁有限公司，河北 邯郸 056000
摘要：转炉炼钢中的主材料有铁水、废钢、铁合金等，当加热的铁水与废钢和铁合金混合在一起时就会发生热化学反应，从而在转炉里进行炼钢。

在转炉炼钢技术中融入了计算机信息技术、网络技术、工业控制技术等，通过这些技术对变量控制更精准，其被认为是炼钢中最核心的环节。

随着工作生产中涌现出大量的智能控制技术，随之带动了各大钢铁企业的转炉炼钢自动化技术，同时需要的人力与物力大幅减少，但钢质量却大幅提升。

关键词：转炉炼钢；自动化；控制技术
一、转炉炼钢自动化控制的优势
最常见的自动转炉炼钢系统是二级计算机控制系统，它是一级基础智能控制模块和二级过程智能控制模块。

一级基础智能控制模块包括氧枪智能控制系统、底吹控制系统、转炉智能仪表系统、分枪智能控制系统、除尘智能控制系统等。

过程智能控制模块的关键部分包括数据采集系统、补吹纠偏操作系统和报表打印系统。

该智能控制系统可以集中显示和管理转炉炼钢过程中的参数，并建立一个强大的可视化界面。

显示内容包括模拟过程程序、趋势曲线等。

在减轻繁重工作的同时，还让人直观地认识工艺与设备的运营状态[1]。

通过实际运用汇总得出，运用转炉炼钢智能化控制技术拥有绝对的技术优势，其体现出的优点关键表现为：一是超过一半的转炉不需要后吹，直接将终点温度和碳的命中率提升至90%；二是不再需要较长的冶炼周期，炼钢速度也加快了；三是降低了30%喷溅率和3kg/t的石灰消耗率，同时使得铁率上升了0.5%左右；四是对炼钢工经验的依赖性大幅缩减，有助于标准化、规范化管理水平的提升，显著减少能耗，增加经济利润[2]。

二、转炉炼钢的自动化控制技术措施
1转炉炼钢检测技术
1.1检测分析转炉炼钢废气的技术
在转炉炼钢过程中会生成一氧化碳、二氧化碳、氮气、氢气、氧气等废气。

通常是利用炉气定碳法和副枪技术来检测炼钢中产生的废气，主要以副枪检测为核心，根据废气量来算出脱碳的速度，另外通过测定炼钢进程中排出的废气成分，这样就能知道转炉里瞬时钢液残留的碳含量，进而推算出转炉中的碳含量。

实施的副枪法不但能精准测取转炉里的碳含量，还为智能检测技术提供了大量的数据参考，这样不但改变了过去的人工工作方式，还使钢质量有大幅提升[3]。

1.2转炉炼钢副枪检测技术
转炉炼钢中引入的副枪检测技术预示着现代钢铁业的先进生产力。

目前在国际上大量钢铁企业正在引入副枪检测技术，其技术控制起温度来相对容易，且钢水中拥有较高的碳量，不再需要投入大量的石灰、铁合金等原材料，另外也不再往钢水
中补吹气体，显著降低了炉衬浸蚀，完成
实现了全智能化，使炼钢产量急骤增长。

2转炉炼钢自动化技术
转炉炼钢智能化技术主要有控制技
术、人工智能技术和模型技术。

指将计算
机技术引入转炉炼钢。

此外，还对转炉的
原料、废气和温度进行监测。

如果这些因
素中有任何一个引起问题，可以及时调整。

转炉炼钢工艺模型具有动态控制和反
馈操作模型。

其关键是通过控制系统检测
钢水的吹点和含碳量，根据获得的含碳量、
温度和含氧量计算出钢水的实际温度和含
碳量，从而调节钢水的温度和含碳量。

反
馈操作模型的关键是重新计算动态模型的
测量值。

根据得到的误差值进行适当的调
整，并将额外的原材料放入转炉。

转炉炼钢中引入的人工智能技术是利
用计算机科学技术模拟人的操作的一种新
技术。

转炉炼钢所采用的智能化技术完全
不需要人工控制，而是直接利用计算机科
学技术进行模拟，不再需要人工操作，相
应地提高了生产率。

同时，产品质量也达
到了更高的水平，实现了钢铁企业的智能
化。

研究了转炉炼钢模型。

在转炉炼钢过
程中，基于模型开发了人工智能和控制技
术。

目前，主要考虑的是如何将计算机科
学技术应用到人工智能中，使工作能够通
过人工模型来进行；而控制技术则是基于
热平衡和化学反应理论来创新动态控制模
型。

因此，该模型占据了转炉炼钢的核心
位置。

它不仅提高了钢材的质量，而且大
大提高了生产率。

同时，必须科学处理钢
铁企业存在的问题。

3转炉炼钢自动化控制技术
我国转炉炼钢引进智能控制技术的
作用是在不浪费能源、不污染环境的前提
下，以最少的投资获得优质钢材，使我国
钢材始终处于国际市场的第一位。

此外，
智能控制技术还将使炼钢的最终命中率、
钢水质量、资源利用率和生产效率提高到
一个更高的水平。

智能化转炉炼钢技术将
转炉煤气分析系统和分枪温度测量系统相
结合，使转炉煤气温度快速达到终点，更
准确地控制起炉命中率。

为了大幅度提高
钢水质量，必须减少补充吹气中的氧气，
使钢水不被氧化，纯度自然提高。

通过提
高终点命中率和降低吹气率，缩短了冶炼
时间，提高了钢水温度和成分的稳定性，
为连铸创造了条件。

同时，在智能转炉炼
钢技术不断创新的驱动下，无需一次性分
枪供氧和固定碳头损失，使钢中的氧气无
法生存，渣中不再含有大量氧气。

反过来，
合金可以最大限度地利用原材料，从而减
少炼钢的生产投入。

4转炉炼钢技术的发展进步
4.1洁净钢铁生产集成技术
洁净钢的综合生产可以提高生产效
率，降低生产成本。

近年来，我国大力推
广多功能钢包，高温高活性脱硫技术在转
炉炼钢中得到广泛应用，不仅减少了转炉
炼钢中的渣量，而且进一步提高了钢水质
量。

为了保证炼钢厂可靠的生产质量，恒
速高效连铸技术在转炉炼钢中也得到了广
泛应用[4]。

4.2自控智能生产技术
随着计算机技术和信息技术的发展，
炼钢企业开始向智能化和自动化方向发
展。

本世纪初，这些自动化控制技术和智
能化水平取得了长足的进步和突破，转炉
炼钢自动控制技术得到了广泛的应用。

三、结语
转炉炼钢自动化控制是钢铁工业发展
的必然趋势，为了提高转炉炼钢生产质量，
降低钢铁生产能耗，促进钢铁工业自动化
发展。

自动化控制决定了转炉炼钢的运行
状态，改善了炼钢状态，保证了钢铁企业
的有效发展。

自动化控制在转炉炼钢改造
中起着重要作用。

积极引进模糊控制和智
能控制技术，优化转炉炼钢生产工艺，提
高炼钢生产效率和水平。

参考文献：
[1]樊利智,张觉灵,曹喜军,等.转
炉炼钢自动化控制技术及其系统综述[J].
山西冶金,2017,40(06):54-55+115.
[2]焦鹏飞.转炉炼钢的自动化控制技
术研究[J].山东工业技术,2017(22):33.
[3]张晓峰.自动控制系统在转炉
炼钢中的应用[J].电子技术与软件工
程,2017(07):168.
[4]李光辉，刘青.转炉炼钢过程工
艺控制的发展与展望[J].钢铁研究学报，
2017，25（1）：1-4.
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