转炉炼钢智能控制方法及应用_陶钧
转炉智能化炼钢技术应用问题探讨
转炉智能化炼钢技术应用问题探讨摘要：本文主要阐述在智能化炼钢技术开发过程遇到的瓶颈问题，通过调试和试验，优化管理，从硬件和软件方面采取有效措施，解决了各工序存在的问题，最终实现了智能化炼钢技术，对后续各钢铁企业加快智能化炼钢技术应用步伐起到指导作用。
关键词：智能化炼钢动态控制一键炼钢动态冶炼模型技术应用背景：氧气顶吹转炉炼钢目前已成为世界上主要的炼钢方法。
其冶炼特点是炉内反应速度快，冶炼周期短，影响因素多而反应复杂，人工操作控制不稳定。
国外从60年代开始就采用了计算机控制，到70年代已从静态控制发展为动态控制，吹炼终点的命中率目前已达到90%以上。
在国内，除宝钢、首钢等少数转炉采用计算机动态控制外，大多数钢企转炉的控制水平还比较低。
陕西龙门钢铁有限责任公司为提高企业自动化、智能化控制水平，2019年初开始筹备智能化炼钢技术开发，作为重要研究课题与镭目公司合作开发此技术，为后续实现转炉一键炼钢技术奠定基础。
1.现状：目前龙钢公司转炉冶炼过程均为人工利用经验判断进行操作，操作稳定性受外界因素影响较大，加之废钢料型种类多达10种，控制过程波动性大，冶炼周期不稳定，关键经济技术指标提升空间受限，同时龙钢炼钢自动化程度较先进钢厂已经有一定差距，靠人工经验炼钢已经处于瓶颈期。
智能化炼钢技术的研究，可以实现生产、成本、技术上的新突破，利用先进的检测手段，收集大数据背后的隐形效益，降低生产制造成本，提高转炉作业效率，可为今后开展洁净、环保、低耗的生产制造工艺奠定基础，提升企业智能化水平，提高企业知名度。
2.技术路线：通过大数据的收集和分析，结合现场操作建立不同原料条件下的静态冶炼模型，在实际生产过程继续进行模型优化、固化，利用声呐化渣、烟气分析、高清火焰图像分析系统实时反映炉内渣料熔化、温度控制、碳含量控制、渣厚情况、烟气浓度，实现氧枪智能控制和加料智能控制的智能化自动操作和动态调整，终点预测熔池钢水成分、温度情况，根据设定终点目标智能控制冶炼全过程，终点碳、温度精确命中，同时智能化炼钢系统具有“自学习”引导功能。
解析转炉全封闭智能炼钢技术的开发和应用
解析转炉全封闭智能炼钢技术的开发和应用摘要：随着对转炉炼钢技术要求的提高，全封闭智能炼钢技术的作用日益突出。
文章首先结合实例阐述了智能化炼钢技术的工艺流程，然后就其研发中的不足进行了分析，并提出了相应的解决措施。
关键词：转炉炼钢；全封闭智能化炼钢技术；自动化控制随着工业的发展，钢铁需求量骤增，转炉炼钢技术凭借成本低、产量高、速度快的优势受到高度重视。
为满足新形势的要求，需进一步加强科技炼钢，不断引进新设备和新技术。
人工炼钢效率较低，且容易出现质量问题，从当前的生产力来看，需实现自动化、大规模生产。
计算机的应用推动了智能化技术的进步，使得转炉炼钢科技含量更高，是当前研究的重点，也是未来的必然趋势。
1 实例分析某炼钢厂建于2003年，占地面积37.5万m2，生产的钢材主要有管线钢、普碳钢、大型H型钢、冷轧用钢。
经过两年的发展，在2005年添了4台120 t 的氧气顶底复吹转炉，2台150 t的钢包精炼炉，2台板坯连铸机，以及宽厚板连铸机1台。
年生产量增至4.6×106 t，厂规模也有所扩大，为其带来了更多经济效益。
自2006年起，当地炼钢厂数量逐渐增多，整个钢铁市场竞争加剧，为进一步提高生产效率，必须研发新工艺和新技术，智能化炼钢被高层领导重视。
2008年，该厂从国外引进先进的转炉副枪技术，同时组织技术人员成立科研小组，专攻转炉全封闭智能炼钢技术的研究。
次年取得佳绩，并在1号转炉试验成功。
随后其他3台转炉也相继实现了智能化生产。
近些年来，该厂对智能化生产技术进行了多次改动，日益成熟，为企业的长期发展提供了技术保障。
2 转炉全封闭智能炼钢技术该技术以计算机技术为基础，实现了智能化生产。
通过副枪测量手段，结合相应的静态、动态模型，对钢铁冶炼过程进行全智能化的控制。
依靠计算机系统，可改善人工控制中的很多不足，使得冶炼时间把握更准，对细节也非常重视，有利于提高生产效率和质量。
转炉炼钢的主要原料包括废钢、铁水、铁合金等，采用该技术，转炉操作室接收调度指令后，会自动向废钢、铁水系统发出对应的要求；原料系统根据生产需要合理地进行配比，同时，计算机操作系统自动采集各种原料的信息并加以整理。
关于转炉炼钢智能控制方法分析
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ ｃ ； 一＆ Ｔ ｅ ｎ ｏ － 唧ｏ ｖ ｅ ｗ 工 艺 设 计 改 造
陈 少 东 （ 国家 知 识 产 权 局 专 利 局 专 利 审 查 协 作 江 苏 中 心 ， 江苏苏州 ２ １ ５ １ ６ ３ ）
转炉炼钢是一个 十分复杂而系统 的工业过程 ， 它具体是指 以铁 出的控 制量 既是在补吹阶段所需的冷却剂量 以及补吹氧气量 ， 再将 水、 废钢 以及铁 合金为主要原料 ， 凭借 铁液 自身的物理热和铁液组 这些数值设定于相应 的ＯＣ Ｓ 上。 在 自动控 制模 式下， 当熔 池碳含 量 成元 素间的化学反应产生 的热量 而在转炉 中完成 炼钢 过程 。 然而 ， 和温度进入 目标 区域 时， 停 吹决策系统则 会发送 出停 吹的指令 ， 以 虽然 转炉炼钢经过近几十年 的发展 ， 无论是在炉子吨位 、 转炉工艺 完成转炉冶炼 的停 吹操作 控制【 ３ 】 。 方面还是在转炉炼钢的 自动化方面都得到了较大的发展与优化 ， 但 简 言之 ， 转炉炼钢动 态智 能控 制过 程又课归 纳为 ， 采 用一个 其 中仍然存在 着诸多不容 忽视的 问题 ， 有 待于进一步 的完善与解 Ｄ Ｏ Ｓ 控制转 炉炼钢 的吹氧和冷却剂添加控制回路， 并运 用其他方法 决。 如无法进行连续测温、 对转炉炼钢机理不够不清楚、 所建立的静 来对 冷 却 剂 添 加 量 和 补吹 氧 气 量 进行 设 定 ， 再将 此 设 定 量 返 回 并参 态模型及动态模 型有所欠缺等。 而转炉炼钢智 能控制方法将智能控 与 吹炼 过程 的控 制 。 与此 同时， 将 停 吹决 策 系 统 和 预 测 模 型 引 入 到 制理论运 用于转炉炼钢这一动态过程 中， 并利用神经系统 以及模拟 转 炉炼钢这 一动态过程 中 ， 以参 与全 过程 的控 制与监督 。 ２ ． ２智能控 制 方 法 的控 制 结构 分析 识别等先进智 能技术 ， 有效的增强了转炉炼钢过程熔池命 中率 ， 对
转炉炼钢智能控制技术及常见问题探讨
89C omputer automation计算机自动化转炉炼钢智能控制技术及常见问题探讨魏建华（本钢板材股份有限公司炼钢厂，辽宁 本溪 117021）摘 要：近年来，在工业经济快速发展的背景下，传统的转炉炼钢技术已经无法满足要求，这不仅是因为钢铁质量无法得到保障，也存在工艺成本较高的问题，必须对其进行有效创新，借助现代化的技术手段提高生产质量，获取更高的经济效益。
而转炉炼钢智能炼钢控制技术能够充分满足这一要求，既可以提高生产效率和生产质量，也可以降低人力成本，促进企业的健康稳定发展。
因此，本文主要针对转炉炼钢智能化控制技术及常见问题及相关解决对策进行深入分析研究，期望能为炼钢行业的发展提供有利依据。
关键词：转炉炼钢；智能化控制技术；常见问题；发展中图分类号：TF345 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）14-0089-2收稿日期：2021-07作者简介：魏建华，男，生于1980年，汉族，辽宁本溪人，本科，工程师，研究方向：炼钢及连铸。
炼钢产业是我国经济发展中的重要部分，想要保证炼钢产业的长远发展，就必须重视对炼钢质量的控制，提供更加优质的产品。
而转炉炼钢智能化控制技术是发展的必然趋势，可以弥补传统炼钢技术的不足，确保炼钢过程中的钢水质量稳定，对废弃物的回收率进行提升，帮助企业获取最大化的生产效益。
通过深入分析转炉炼钢智能化控制技术及常见问题，有利于促进转炉炼钢智能化控制技术的有效应用，促进炼钢行业朝着智能化的方向不断发展。
由此可见，本文围绕“转炉炼钢智能化控制技术及常见问题”进行分析探讨价值意义显著。
1 转炉炼钢智能化控制技术概述目前转炉炼钢生产中所采用的原材料包括了铁水、废钢、铁合金、造渣材料等，可以利用铁液的组分间化学反应和自身的物理热进行加热，使其能够在转炉中完成炼钢，整个过程并不需要其他能源进行加热。
同时，转炉炼钢的生产环境较为恶劣，很容易受到各种因素的影响，比如原料的添加、温度以及时间等等，导致转炉炼钢的效率及质量受到影响。
自动控制系统在转炉炼钢中的应用
２９ 出钢 阶段
．
当转 炉开 始 出钢， 并且检 测器 检测 到转 炉 己转至 出钢位时 ，控制系统 中生成 “ 出钢开 始 ”信 号 。在 出钢 结 束 ，转 炉 转 回零 位 后 ，控 制系统生成 “出钢结束 ”信号 。
２ ． 的控 制人员能够很 轻 易 地 进 行 现 场 控 制 。控 制 过 程 如 下 所 示 ： 【关键 词】钢铁 产量 工业化
转 炉炼 钢
自动控制 系统
２ １转 炉炼 钢 预 处 理 过程
．
在 全 球经 济危 机后 ，我 国钢铁 行业 的钢 铁 日均产量大幅下 降，钢铁企业 的效益下滑， 甚至有的钢铁企业发生 了严 重的亏损 。我 国在 大量 出口螺纹钢 ，线材等低 技术 含量，低附加 值的产 品，这些产 品对 国外市场 的钢材 市场影 响力较小 。而高 附加值 、高技术含量的热轧， 冷轧薄板产量 却满 足不了国 内市场 。因此我国 钢铁行业必须 改革现 有的转炉炼钢技术，加大 自动控制系统 的运用 ，从而 提高生产能力和产
２ ． ２ 转 炉 添 加 开 始
出钢结 束后 ，现场 的操 作人 员将 转 炉工 作模 式从吹炼 方式调整为维护方式，当溅渣护 炉处 于准备 阶段，那么此 时进行溅渣护炉。根 据 实际情况实现手动或者 自动溅渣护炉 ，在 自 动模 式下由控制系统 自动完成下枪 、开氮气 、 提枪 、关氮 气以及 紧急提枪 等控 制。
品质量 。
转炉炼钢自动化控制技术探讨
转炉炼钢自动化控制技术探讨转炉炼钢是一种常见的钢铁生产工艺，其自动化控制技术的发展对于提高生产效率、降低能耗、提升产品质量具有重要意义。
本文将就转炉炼钢自动化控制技术进行探讨，分析其应用现状及发展趋势，以期为相关研究和生产实践提供参考。
1.1 转炉炼钢自动化控制技术的现状转炉炼钢自动化控制技术是指利用先进的自动化控制系统对转炉炼钢生产过程进行实时监控和控制，以实现生产过程的智能化和精细化。
目前，国内外许多钢铁生产企业已经实现了转炉炼钢自动化控制技术的应用，并取得了显著的经济效益和社会效益。
转炉炼钢自动化控制技术具有以下几个特点：（1）智能化：通过自动化控制系统，可以实现对转炉炼钢生产过程的智能化监控和控制，提高生产效率。
（3）灵活化：自动化控制系统能够根据生产需求进行灵活调整，提高生产线的适应性。
（4）信息化：自动化控制系统可以实现对生产过程数据的实时采集和分析，为生产决策提供依据。
二、转炉炼钢自动化控制技术的关键技术及发展趋势（2）精细化发展：未来转炉炼钢自动化控制技术将更加精细化，实现生产过程的精细化调控，以确保产品质量。
转炉炼钢自动化控制技术在应用过程中面临着一些挑战，主要包括以下几个方面：（1）技术集成难度大：转炉炼钢自动化控制技术需要集成物联网、人工智能、大数据等多种技术，技术集成难度大。
（2）系统稳定性要求高：转炉炼钢自动化控制技术对系统稳定性要求高，一旦出现故障将对生产造成严重影响。
（3）成本较高：转炉炼钢自动化控制技术的应用需要投入大量资金，成本较高。
（4）人才素质要求高：转炉炼钢自动化控制技术的应用需要具备高素质的技术人才，而这类人才相对稀缺。
四、总结转炉炼钢自动化控制技术是钢铁生产过程中的重要技术，其应用可以提高生产效率、降低能耗、提升产品质量。
目前，转炉炼钢自动化控制技术已经取得了显著的成果，但在应用过程中仍面临着一些挑战。
未来，随着物联网、人工智能、大数据等技术的不断发展，转炉炼钢自动化控制技术将迎来更加广阔的应用前景。
自动控制技术在转炉炼钢过程中的应用
［ 摘 要］ 主要 以转 炉炼 钢 自动控 制系 统 中的氧 枪控 制过 程和 转炉 底 吹控 制为 例 ， 对 转炉 炼钢 自动控 制 系统进 行 了系 统介 绍 ， 并 对 目前 国内及 国 际上转 炉 炼
钢过程中全自动炼钢控制技术的概念、 特点及其工作流程， 控制系统的基本结构， 以 及在基础自动化层的实现等进行阐述 ， 以揭示 目 ＮＮＮ转炉炼钢过程中基于网
应 用 技 术
ｌ ■
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ Ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
自动 控 制 技 术 在 转 炉炼 钢 过 程 中的 应 用
杜 佳 李 洋
河北 唐山 ０ ６ ３ ０ ０ ０ ） （ 唐 山钢 铁集 团有 限责任 公 司
转炉炼钢 是炼钢 过程 中最 重要且 控制复杂 的一环 ， 其控 制变量 繁多且精 度 要 求高 。 转 炉全 自动炼 钢控 制 技术是 伴 随着计 算 机 网络技 术和 计 算机 信息 技 术， 以及 工业 控制 技术 和工业 控 制网络 的发展 而逐 步 发展 起 来的 ， 是 通过炼 钢 模型 控制为 主 ， 操作工 实时监控 为辅 的炼钢控 制技术 。 可 以说 ， 转炉全 自动炼 钢 技术 是理论 计算 、 专家 经验和 先进检 测手段 相结合 的采 用计算机 以及Ｐ Ｌ Ｃ 进行 控 制的科 学炼 钢方 法 ， 是 转炉 炼钢 技术上 又 一次 重大 的革命 性进 步 。 现代 自动 控制技术 在转炉 炼钢过 程的应用 不仅极 大地减 少了人 的工作量 ， 而且 具有 传统 人工 控制 炼钢 过程 中所 达不 到 的精确 度 。 ２ ． 系统 组 成及硬 件 配■ 转炉炼 钢控 制系统 配置 要考虑 数学模 型 不断完 善的 需要 ， 在容 量 、 系统 速 度和 通讯接 口方面 均要考虑 这一情 况 ， 还 要充 分顾及系 统的运 行速度 以及将 来 扩展 的 方便 。 现在转 炉炼钢 已基本 采用ＤＣ Ｓ 并与Ｐ Ｌ Ｃ 组成 了 自动化 级 ， 包 括副 枪系统 到 转炉 的计算机 动态 控制 。 根据转 炉生产 的工艺特 点及各 钢厂转 录控制 系统 的要 求不 同 ， 基础 自动 化的 系统配 置也 有所 不 同， 但基 础 自动化 的硬件 构成 一般 包 括： 可编程 控制 器Ｐ Ｌ ｃ 、 Ｄ Ｃ Ｓ 、 现场 总线远 程Ｉ ／ Ｏ、 人机超 作界 面Ｈ ＭＩ 及合 理 的网 络拓 扑 。 ２ ． １可编 程控制 器Ｐ Ｌ Ｃ Ｐ Ｌ Ｃ 可编 程控 制器是 以微处理机 基础 发展起来 的新 型工业控 制装置 。 采 用 类 可编程 的存储器 ， 用 于其 内部存储 程序 ， 执行 逻辑运 算 ， 顺 序控 制 ， 定时， 计 数与算 术操 作等 面 向用 户 的指令 ， 并通 过数 字或模 拟是 输入／ 输出控 制各种 类 型 的机械 或生 产 过程 基 础 自动 ４ ｇ Ｐ Ｌ Ｃ 系统 的工 作任务是 ， 系 统的逻辑 顺序 控制 ； Ｐ Ｉ Ｄ 调节 回路控 制； 信号 的采 集过程 数据 处理 ； 各 工艺 系统工 艺协 调 ； 与工 作站 、 上 位计算 机 和 其他Ｐ Ｌ Ｃ 的通 信 。 ２ ． ２ 集散型 控制 系统 Ｄ Ｃ Ｓ
转炉炼钢自动化控制技术探讨
转炉炼钢自动化控制技术探讨随着工业化和现代化的不断进步，人们对于钢铁产业的要求也越来越高，钢铁企业也在不断探索采用先进技术来提高钢铁的生产效率和质量。
转炉炼钢作为钢铁生产中的重要环节，在自动化控制技术方面也需要不断创新和进步。
本文对转炉炼钢自动化控制技术进行了探讨。
转炉炼钢的自动化控制技术已经有了长足的发展，现代化的转炉炼钢生产过程中，智能化和自动化的控制系统已经应用广泛。
在转炉炼钢的各个环节中，包括喷氧、搅拌、加料和罩炉等操作，都采用了先进的自动化控制技术，实现了对加工过程的全面控制和监控。
一些钢铁企业已经采用了智能化的控制系统，通过对工艺参数、人员和设备的管理，最大程度地提高生产效率，保证钢铁生产的稳定性和产品质量的一致性。
1.提高生产效率自动化控制技术可以大大提高生产效率，减少人工干预和误操作，同时可以采用先进的计算机技术对生产过程进行实时监测和分析，提供更加精确和可靠的数据和信息，实现高效的生产管理和控制。
2.改善工作环境和安全性自动化控制技术可以降低过程中的污染和噪音，减少了对人工干预的依赖，同时也可以提高工作质量，保证员工的安全，降低工伤和事故的发生。
3.提高质量自动化控制技术可以通过实时监测和分析数据信息，及时处理和调整过程中的问题，更加精确和准确地控制生产过程，确保产品的一致性和质量。
在转炉炼钢自动化控制技术的发展上，未来需要进一步优化和提高的方面包括：1.提高自动控制的精度和灵敏度通过进一步提高自动化控制技术的精度和灵敏度，充分利用现代化的计算机工具来加强生产过程的监测和控制，实现生产的智能化和自动化。
2.提高自动控制的安全性针对自动化控制在处理特殊情况下的处理能力和安全性等问题，要继续加强自动化控制系统的稳定性和安全性，提高自动化控制技术的灵敏度，确保生产过程的稳定和安全。
3.开展跨学科合作要进一步加强跨学科合作，将信息技术、机械工程、自动控制等多个领域的知识与技术融合起来，更加深入地了解钢铁生产过程中的各个环节，实现自动化控制技术的全面优化。
智能转炉炼钢生产操作与控制之供料系统介绍课件
目录
01. 智能转炉炼钢生产操作 02. 供料系统介绍 03. 智能转炉炼钢生产控制
1
智能转炉炼钢生 产操作
炼钢工艺流程
原料准备：包括铁水、 废钢、石灰等
装料：将原料装入转炉 内
吹炼：通过吹氧，使铁 水中的碳氧化，生成一
氧化碳和二氧化碳
脱碳：通过吹氧，使铁 水中的碳氧化，生成一
原料仓用于储存原料，称重给料机用 于控制原料的给料量，皮带输送机用 于输送原料，振动筛用于筛选原料。
供料系统还包括控制系统，用于控制 整个供料系统的运行，包括原料的给 料量、输送速度、筛选精度等。
供料系统需要与炼钢炉、加热炉等设 备进行对接，实现原料的连续、稳定 供应。
供料系统工作原理
01
供料系统是智能 转炉炼钢生产操 作的重要组成部 分，负责向转炉 提供所需的原材
行。
供料系统控制策略
供料速度控制：根据炼钢工艺 要求，实时调整供料速度，保
证炼钢过程的稳定性。
供料顺序控制：根据炼钢工艺 流程，合理控制供料顺序，保
证炼钢过程的顺利进行。
供料量控制：根据炼钢炉的容 量和钢种要求，精确控制供料
量，保证炼钢质量和效率。
供料温度控制：根据炼钢工 艺要求，实时调整供料温度，
生产记录：详细记录生 产过程，便于分析和改
进
安全注意事项
1
2
3
4
操作人员必须经过 专业培训，具备操
作资格
操作过程中，必须 遵守操作规程，确
保设备安全运行
发生紧急情况时，必 须按照应急预案进行 处理，确保人员安全
定期对设备进行检 查和维护，确保设
备安全可靠
自动化、智能化技术在炼钢厂的应用情况
自动化、智能化技术在炼钢厂的应用情况摘要：本文从转炉自动化控制功能及关键技术、精炼自动控制技术、连铸智能自动技术等几个方面对自动化、智能化技术在炼钢厂的应用情况进行了研究和分析，以供相关人员进行参考。
关键词：自动化技术；智能化技术；炼钢厂；应用1. 转炉自动化控制功能及关键技术1.1 转炉冶炼的静、动态模型控制技术转炉炼钢自动化控制技术主要指的是结合钢的品种和铁水的实际温度及重量，在开展转炉兑铁工序前，通过二级计算机对总体过程的氧枪吹炼高度、熔剂加入量、吹氧量、底吹量等一系列的静态数据进行分析，接着在吹炼的后续阶段对钢水成分以及温度等相关参数进行检测，而后利用二级计算机系统进行分析，得到动态模型调整数据，以此通过自动化形式对炼钢进行控制。
1.2 转炉自动加料系统可以根据加料模型，利用计算机以自动形式来开展振料、配料、加料等作业工序，以此将转炉过程以自动化控制方式进行加料，这对于生产冶炼的稳定性有着积极的促进作用，同时也能够为基于不同条件构建冶炼控制模型提供便利，加料系统可以结合氧步开展自动加料作业，同时上下仓以连锁方式避免由于上下仓同时开仓所引发的料重不精准情况的产生。
当前阶段，自动加料系统在转炉过程中已经开始普及和广泛进行应用，相关模型基本上可以满足实际的生产需求。
1.3 转炉底吹氩自动控制转炉底吹氩自动控制是以全自动的形式所进行的控制，在模型构建完成以后，对相同钢种进行明确后，就不用在进行任何其他操作，系统会以自动形式结合冶炼供氧量、转炉倾角等一系列参数通过阶段性的方式开展全自动控制。
按照实际的冶炼供氧量对氧步模型进行构建，通过模型表的设定值来判断底吹管供氩或供氮，同时阀门能够以自动形式进行切换，如果上位机主画面出现供氩、供氮及供气等问题时，会通过显示灯给出相应的提示。
1.4 转炉出钢自动下渣检测转炉出钢自动下渣检测主要会涉及应用到摄像仪、工控机等相关装置，以自动化方式对转炉出钢挡渣进行有效控制，能够有效减少下渣量，对于钢水质量的提升有着积极的促进作用。
转炉炼钢智能控制的措施浅析
转炉炼钢智能控制的措施浅析炼钢行业发展迅速，为满足社会生产需求，逐渐有更多新型技术被应用到炼钢中，尤其是信息技术与自动化技术等应用，可以对传统氧气顶吹转炉炼钢炉前系统进行完善。
提高了系统运行自动化效果，降低了事故发生概率，通过实时监控与现代化管理，达到了提高生产综合效率的目的。
本文对转炉炼钢智能控制系统进行了简要分析。
标签：转炉炼钢；智能控制；氧气吹补量0 引言转炉炼钢为钢铁生产重要环节，通过对冶炼过程的智能化控制，来保证冶炼钢水的温度与成分满足专业要求。
对转炉炼钢现状来看，受钢水温度与碳含量检测时间要求限制，再加上冶炼过程边界条件变化频繁，增大了冶炼生产过程控制的难度。
为提高控制效率，需要结合智能技术来对控制系统进行完善。
1 转炉炼钢技术原理概述转炉炼钢整个过程本质上就是复杂的高温物理化学反应，通过脱磷、脱硫、脱碳等处理，将原料中含有的有害气体与非金属杂物去除，在高温环境下，对钢液成分进行调整，并经过供氧、造渣、搅拌与加合金等阶段达到炼钢目的[1]。
整个过程涉及了气体、液体以及固体在钢液、炉渣以及炉气三相间的化学变化。
炼一炉钢首先将废钢装入空炉内，并向其中加入铁水，将转炉调整到吹炼位置，同时要将氧枪调整到炉内废钢与铁水以上预定高度后开始吹氧。
然后采取不同批次与数量向其中加入白云石、石灰以及萤石等造渣材料。
按照设定的流量与氧枪高度，对其吹炼到预定时间后进行副枪检测，并以检测结果为依据，对达不到预定结果的进行补吹。
最后，达到钢水成分与温度后即可出钢，并清除熔渣。
2 转炉炼钢智能控制系统分析转炉炼钢控制系统主要包括人工智能、模式识别、专家系统以及神经网络等技术，区别于传统控制方式，通过模拟人脑的方式来对整个炼钢过程进行控制。
智能控制系统有效实施的前提是收集数据，通过对大量数据的计算将结果告知计算机系统，确定炼钢生产过程各项参数的最佳状态，包括钢种、温度、吹氧量、溶剂添加量、冷却剂添加量以及出钢时间等[2]。
转炉炼钢的自动化控制技术应用
转炉炼钢的自动化控制技术应用摘要：我国的科学技术不断发展，日新月异，自动化控制技术在这一基础下也得到了一定的推动，从而能够更好地在工业生产方面高效应用。
在钢铁行业较为先进的技术就是转炉炼钢自动化控制技术。
专供的大型化、工业化、技术化还有现代化的发展而发展成转炉炼钢自动化控制技术工艺。
自动化控制技术是这样技术的功能之一，能够有效提高转炉炼钢的自动化应用。
转炉炼钢自动化控制技术的应用，不仅能够节省大量的人力物力，还能够提高在作业和生产过程中的安全性。
关键词：转炉炼钢；自动化控制技术；应用当前，我国的工业生产速度随着技术的变革和更新是越来越快了，在工业生产过程中已经在广泛应用自动化技术了。
自动化技术的应用加速了我国钢铁技术的发展和创新，大大提高了我国钢铁的生产效率。
从另一层面来说，也有效地保护了我国的生态环境。
随着我国社会的快速发展，钢铁自动化技术也不例外。
钢铁企业也面临着如何适应时代的发展而发展这一系列的问题。
提高钢铁的生产能力还有生产效率是解决这一问题的有效方法，所以在钢铁企业中应用自动化技术，可以充分在钢铁生产过程中充分应用计算机计数，从而减少人工粗加工生产，减少一些不必要消耗的同时，加快钢铁企业的自动化和现代化的建设。
一、转炉炼钢自动化控制技术的涵义无人直接参与的情况下进行生产就是自动化控制技术的含义，除此之外还会应用到外加设备或装置来应用机器。
设备在生产的过程中可以通过对某一工作状态或者参数等的设定自动按照所设定的规律开展无人操作的运用。
自动化控制技术中应用了信息化技术，通过人工智能技术对生产中的各个工作状态进行监测和分析[1]。
自动化控制技术的应用能够节约人力资源方面的消耗，减少使用劳动力，降低了人力劳动方面的成本，还通过对传统作业方式的优化，将人力从繁重的工作中解放出来，还能够在很大程度上避免工人在工作中出现安全事故方面的问题，有效提高了冶钢作业的安全性，所以冶钢企业会受到自动化控制技术的影响，促进企业的发展。
转炉炼钢自动化控制系统的应用_2
转炉炼钢自动化控制系统的应用发布时间：2022-11-30T14:26:02.224Z 来源：《工程建设标准化》2022年15期作者：张树炎[导读] 转炉炼钢在我国当前有着非常广泛的应用张树炎新疆天山钢铁巴州有限公司新疆巴音郭楞蒙古自治州和静县 841300摘要：转炉炼钢在我国当前有着非常广泛的应用，随着科技的不断发展，自当年规划控制系统在转炉炼钢领域的应用也越来越多。
为了对其有更深入的了解，本文将重点就转炉炼钢自动化控制系统展开全面的介绍，关键词：转炉炼钢；自动化；控制系统引言：转炉炼钢技术是当前世界范围内应用非常广泛的炼钢技术，在整个生产工艺过程中，必须要对各重要工艺指标和工艺参数有非常精确地控制，才能够保证炼出符合质量要求的钢材，随着科技的不断发展，转炉炼钢等等自动化、智能化水平也在不断提升，从而使炼钢的质量越来越好，环保性和成本性也越来越具有优势[1]。
某钢厂150t转炉炼钢使用了自动化控制系统，本文将结合该转炉的实际情况，对自动化控制系统的应用展开介绍。
1转炉炼钢自动化仪表检测控制自动化控制的基础就是自动化检测，只有对生产工艺的实际情况有准确及时的掌握，才能够通过自动化系统做出有效控制，从而保证良好的生产工艺水平。
转炉炼钢自动化检测，至少要满足以下的一些要求，一方面要具有先进性和科学性，另一方面必须要具备经济性和安全性[2]。
就该150t转炉的自动化检测设备来看，主要有以下一些。
（1）压力检测。
在整个转炉炼钢的生产过程中，压力检测是非常重要的，很多炼钢事故的发生，都是因为压力控制异常所造成的。
主要的压力检测，包括了包括本体、耳轴、炉帽等冷却水的压力检测。
通过自动化检测技术，是整个过程中的压力，处于10-200MPa的范围内，从而最大程度地保障炼钢生产的安全性[3]。
（2）流量检测。
在该转炉的自动控制系统中。
流量检测主要是以电磁流量计来实现的，主要检测同样是本体、耳轴、炉帽等冷却水流量[4]。
转炉炼钢自动化控制系统的应用_1
转炉炼钢自动化控制系统的应用发布时间：2022-11-30T14:09:40.965Z 来源：《工程建设标准化》2022年15期作者：孙秋根李静杨玉龙[导读] 钢铁在我国很多地方都有应用孙秋根李静杨玉龙新疆天山钢铁巴州有限公司新疆巴音郭楞蒙古自治州和静县841300摘要：钢铁在我国很多地方都有应用，是使用比较广泛的一种材料。
炼钢转炉采用顶底复合的转炉冶炼模式，该方法装备简单，成本低,作业率高,一般自动化、智能化和数字化程度较高，国内先进钢厂都应用了模型自动化炼钢系统,取得了较好的效果。
转炉炼钢除尘自动控制系统必须满足国家环保政策的要求。
关键词：转炉炼钢；自动化；控制系统引言在钢铁行业生产过程中，若是温度不达标、钢水成分不合格或由于机械设备出现故障降低浇筑质量时，就需要在转炉中重新添加钢水进行吹炼，这便是回余钢。
回余钢与非回余钢在炼钢方面存在明显的区别，分别是转炉内的初始温度、炉渣初始成分以及金属液体的初始碳含量等。
1转炉冶炼概述转炉冶炼原则是将直接氧化生铁中的碳再加上其他有关杂质之后，可以制造得比铁有更高化学和物理性能的钢铁。
即生铁与钢之间的最主要差别，即碳的含量。
如果碳的总质量分数不超过2.1%，就可以产生钢铁。
其次，在生钢铁中，当铁与碳元素生成过饱和的固溶体时，其硬度和强度均会随着铁碳含量的提高而上升，但同时其韧性和可塑性也会降低。
从而，生钢材将具备更加优异的物理、化学和机械性能。
可进行拉深、冲压、热轧等加工过程、以及冲磨、拉深等机械加工方式。
而低合金钢又是转炉炼钢的重点产品，因为它可以产生比传统转炉生产的脱碳速率更快、钢中含气量较少、生钢材的热塑性效果更佳、焊接能力和深冲特性更强等优势，被广泛用来生产低碳软钢丝、热轧和冷轧薄板，以及冷弯型钢和镀锌板。
由此可见，各种硬钢丝结构钢和轴承钢都早已得到了广泛的应用。
虽然在实际冶金过程中制造高碳钢材存在着一些困难，但是它也可以改善生钢材的生产质量。
其重点就是可以降低碳牵引和脱磷，或者如果有辅枪，就需要直接通过辅枪进行操作。
转炉炼钢自动化控制系统的应用
转炉炼钢自动化控制系统的应用发布时间：2022-11-30T14:00:32.279Z 来源：《工程建设标准化》2022年15期作者：孙发涛[导读] 转炉冶炼原则是将直接氧化生铁中的碳再加上其他有关杂质之后孙发涛新疆天山钢铁巴州有限公司新疆巴音郭楞蒙古自治州和静县 841300摘要：转炉冶炼原则是将直接氧化生铁中的碳再加上其他有关杂质之后，可以制造得比铁有更高化学和物理性能的钢铁。
钢铁在我国很多地方都有应用，是使用比较广泛的一种材料。
现在是信息技术比较发达的时代，各种汽车在路上跑，各种飞机在天上飞，各种轮船在水里游，现在我们的生活几乎都离不开这些东西。
然而这些交通工具基本都是由钢铁制成的，所以钢铁的冶炼技术必须要得到国家的高度重视。
关键词：转炉炼钢；自动化；控制系统引言氧气转炉炼钢的应用模式在我国为主要的炼钢生产模式，一般包括氧气顶吹、氧气底吹、氧气侧吹和顶底复合吹模式。
炼钢转炉采用顶底复合的转炉冶炼模式，该方法装备简单，成本低,作业率高,一般自动化、智能化和数字化程度较高，国内先进钢厂都应用了模型自动化炼钢系统,取得了较好的效果。
转炉炼钢除尘自动控制系统必须满足国家环保政策的要求。
炼钢自动化过程控制系统基于炼钢冶金物理化学反应原理，以适应并控制炼钢生产的物料平衡、热平衡关系等炼钢生产经济技术指标为目标，完成从废钢、铁水、铁合金、熔剂、辅料等原料进厂到折罐或者混铁炉出铁、脱硫处理、转炉冶炼、转炉加料、转炉出钢、钢水精炼、连续铸造等冶金生产过程的自动控制。
一般炼钢生产自动化系统必须满足质量守恒定律和炉气一熔渣一金属冶金物理化学反应原理。
1转炉炼钢的终点控制技术1.1静态控制静态控制技术需要利用计算机来完成，将他们的数据导入电脑进行分析观察和计算，然后静态模拟建模冶炼过程，然后去添加所需要的材料，如氧气，冷却剂之类的。
将这些东西进行模拟训练，最终得到与要求相符合的数据。
1.2自动控制自动控制终点技术不需要人员去旁边操作，完全利用机器自己独立完成，只需要把任务和信息下达到电脑上，就可以传到到炉子里面进行钢铁的冶炼。
转炉自动加料控制技术及应用
科技视界Science &Technology VisionScience &Technology Vision 科技视界转炉自动加料控制技术及应用蒋君毅(江阴兴澄特种钢铁有限公司,江苏江阴214432)【摘要】转炉在当今社会冶炼金属行业中有很重要的应用，也是主要作为冶炼铜或者钢的容器；而转炉是一种可以倾斜的炼钢装置，在我们的生活中应用是比较广泛。
它包括炉体的复杂的结构来完成对金属的冶炼，同时回收冶炼金属时所产生的废气，并对其加以利用。
如今快速的生活环境中转炉的自动加料是十分重要的，这样有助于冶炼过程更加的顺利，冶炼的速度得以提高，大大加快了生产速度，这样一来可以产生更好地经济效益，所以本文主要对转炉以及自动加料技术进行介绍。
【关键词】转炉；自动加料；控制技术0前言转炉的设计是十分巧妙，在这种情况下我们需要进行更多地改进以便于转炉的实用更加的方便快捷。
其中自动加料技术是冶炼金属中很重要的一个方面。
所以对于其自动化控制的改进有着很大的必要性，所以本文主要对转炉以及自动加料技术进行介绍。
同时介绍转炉的炉体的结构以及各个部位内部结构以及作用进行介绍，这样更有助于我们了解转炉的自动加料技术，同时深层次的了解转炉的工作原理，以便于我们理解自动控制技术的应用。
1转炉的基本介绍1.1炉体炉体是指可以倾动的圆筒形状的吹氧炼钢容器。
他们根据炉体的内部材料分别分为碱性的和酸性的转炉。
按照气体吹入炉内部的位置分为底吹、顶吹和侧吹转炉。
并且按照吹练采用的气体分为空气转炉和氧气转炉。
转炉主要的应用方面是对钢铁的冶炼，所以炉体的材料选择十分重要。
钢铁想要精炼首先要将原材料化成铁水，温度一般在千度以上，所以对于炼钢炉的材料选择是十分重要的，一定要有防氧化性并且可以耐高温。
转炉炉体由炉壳和炉衬组成。
炉壳由钢板焊成，而炉衬由工作层、永久层和充填层三部分组成。
工作层是直接与炉内的冶炼的材料相连接的，在永久层和充填层中有一部分的隔热物质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
设炉次 k 当前时刻 t 的熔池碳温测量值或估算
值 、吹 氧 量 和 冷 却 剂 量 分 别 为 :y1, k(t), y2, k(t), u1 , k(t)和 u2, k(t).并取 t +Δt 时刻的目标碳温为 :
y 1aim , k(t +Δt )和 y2aim , k(t +Δt), 则动态过程冷却
针对转炉过程的具体特点 , 目前世界上各大型 转炉主要采用静态模型控制结合动态模型控制的控 制形式 , 并同时采用参考炉次更新和模型系数学习 等方法 , 增强控制模型的适应能力 , 提高模型的预报 和控制精度[ 1～ 3] .转炉动态过程的控制直接关系转 炉出钢操作 , 因而其引起人们更为广泛的关注 .
理获得各输出模糊集的隶属度 , 采用重心法解模糊
操作 , 从而最终得到该推理系统对温度模型和脱碳 模型的各系数的调整量 :Δα, Δβ 或 Δγ和 Δδ[ 4～ 7] .
3 .2 预设定模型(Presetting model)
预设定模型的任务为 :根据动态过程起始条件
y 1, k (t 0), y2 , k(t 0)和冶炼目标 y1aim , k , y2aim , k , 确定转
增刊
转炉炼钢智能控制方法及应用
13 1
的方法 , 反馈学习温度模型的系数 γk+1 , δk+1 . ② 预测模型系数的模糊专家学习系统 .
在预测模型的学习过程中 , 本文还引入专家在
模型系数调整方面的经验 , 分别针对模型对熔池碳
含量和温度估算的偏差 , 建立两个模糊推理模型 , 并
编制相应的模糊控制规则参与预测模型系数学习的
WST
αβ · ln
exp exp
y 1(t0)-C0 β
y1(t )-C0
β
-1 -1
,
(1)
y2(t)=
y
2(t
0)+
γ·
u1(t )-u1(t WST
0)+
f(t0)· δ-ε·[ y1(t)-y 1(t0)] -
∑ k0 ·[ u2(t)-u2(t 0)] - ki ·[ ri(t )-ri(t0)] . i
与吹炼过程的制 .
图 2 给出了该智能控制方法的控制结构 , 其主
要包括 :预设定模型 、预测模型和停吹决策系统以及
各自相应的辅助部分 .
下面将详细介绍该控制系统中各模型的功能及
其所采用的具体方法 .
3 .1 预测模型(Forecast model)
点 , 在实际工业过程中 , 转炉终点控制主要是通过人
工经验或模型来判断冶炼过程的停吹操作 , 这就导
致其终点控制的命中率相对较低 .
3 智能控制方法(Intelligent control method)
在转炉炼钢动态过程控制中 , 其被控变量为熔 池的碳含量和温度 , 而控制量为动态冶炼过程的补 吹氧气用量和冷却剂用量 .本文智能控制方法 :采用 一个 DCS 控制转炉炼钢的吹氧和冷却剂添加控制 回路 , 然后采用一套方法设定转炉动态过程的补吹 氧气用量和冷却剂添加量 , 并将该设定量返回并参
监督和控制过程 .
系统自动跟踪记录最近 5 炉模型在冶炼终点熔
池碳 含 量 和 温 度 预 测 过 程 中 的 偏 差 Δy 1(i)和
Δy2(i ), 其中(i =1 , 2 , …, 5), 经过接口模糊化操作
(选梯形隶属函数)映射到相应的隶属集合(各为 3
个), 并利用知识库内的专家经验 , 采用 Mamdini 推
关键词 :转炉炼钢 ;动态控制 ;人工智能 文献标识码 :A
Intelligent Control Method and Application for BOF Steelmaking Process
TAO Jun , CHAI Tianyou and LI Xiaoping
(Research Center of Automation , Northeast ern University · Shenyang , 110006 , P.R .China)
Key words:basic oxygen furnace steelmaking ;dynamic control ;artificial intelligence
1 引言(Introduction)
转炉炼钢作为钢铁生产的重要环节 , 其主要目 标是冶炼出成分(主要指熔池碳含量)和温度均合格 的钢水 .由于钢水的碳含量和温度不能连续检测 , 同 时冶炼过程的操作条件变化频繁 , 这给冶炼过程的 终点控制带来困难 , 在实际生产过程中 , 经常出现由 于难以准确控制熔池碳温而引起“返工” 的现象 , 因 而提高转炉炼钢终点命中率具有重要意义 .
为:
y1 , k(n)=
C0+βk ·ln
1+ exp
y1, k(n -1)-C0 βk
-1
·exp
-βkαk ·
[ u1, k(n)-u1, k(n -1)] +h0 ·[ u2, k(n)-u2, k(n -1)] WST , k
,
(3) y2, k(n)=y2, k(n-1)+WγSTk, k ·[ u1, k(n)-u1, k(n-1)] +
目前 , 转炉动态控制中普遍存在的问题为模型 的适应性能低 , 其终点控制命中率有待提高 .本文在 转炉动态控制中 , 通过引入模糊控制 、自适应和专家
系统等智能方法 , 努力提高转炉冶炼过程的终点命 中率 .实践证明该方法取得了良好的控制效果 .
2 转炉 动态 模型(Dynamic model for BOF process)
转炉炼钢过程是 通过氧枪向熔池表面喷吹氧 气 , 从而达到脱除熔池杂质和熔池升温的作用 .该过 程的原料包括 :主原料 (铁水 、废钢 、生铁)和辅原料 (氧气 、矿石 、石灰 、白云石等), 其产品为温度和成分
＊ 基金项目 :国家“ 九五” 重点攻关项目(97 -562 -03 -02)和国家自然科学基金(69934020)资助项目 . 收稿日期 :2001 -05 -09 .
态控制系统的自适应能力 .
针对转炉炼钢熔池脱碳模型呈现复杂非线性这
一特点 , 本文引入理论计算吹氧量的概念 .在模型系
数学习过程中首先固定系数 αk , 通过比较理论吹氧 量与实际过程的吹氧量之间的差别 , 并进行泰勒展
开与误差反馈 , 实现系数 βk 的自适应学习过程 , 然 后在 βk+1 的基础之上学习更新 αk+1 .同样 , 采用类似
炉动 态 补 吹 所 需 氧 气 和 冷 却 剂 的 用 量 u1set , k , u2set , k .
模型以 Y(t)=[ y 1aim , k(t), y2aim , k(t)] τ为输入 变量 , U(t )= [ u1set(t), u2set(t )] τ 为输出 变量 , 其 中 :y1aim(t)为熔池目标碳含量 , y2aim(t)为熔池目标 温度 , u1set(t)为动态吹氧量预设定值 , u2set(t)为动 态冷却剂用量预设定值 .
第200118年卷8增月刊
控制理论与应用 CONTROL THEORY AND APPLICATIONS
文章编号 :1000 -8152(2001)S-0129-05
转炉炼钢智能控制方法及应用 ＊
Vo1A.1u8g, S.,u2p0p0l1.
陶 钧 柴天佑 李小平 郑 万 刘万善 黎军保
fk(n -1)·δk -εk·[ y 1, k(n)-y 1, k(n -
1)] -k0·[ u2 , k(n)-u2, k(n -1)] -
∑ki·[ ri , k(n)-ri , k(n -1)] .
(4)
i
在转炉炼钢的连续生产中 , 由于炉况和操作条
件变化频繁 , 各模型的系数(αk , βk 和 γk , δk)不断变 化 , 为了提高整个控制系统的控制精度 , 本系统同时
(2)
其中 :C0 为常数(临界 C);hi 为辅料 i 的单位 含氧量(Nm3/ t);ki 为辅料 i 的冷却能系数(℃/t); W ST为目标制出钢量(t);α, β 为脱碳模型系数 ;γ,
δ, ε为升温模型系数 ;如 t 0 =0 , 则 f(t0)=1 , 否则 f (t0)=0 .
由于转炉炼钢的不能连续检测和强非线性的特
εk ·[ y1aim , k(t +Δt)-y1 , k(t)] }/
剂用量的设定值 u2set , k(t +Δt)可表示为 : u2set , k(t +Δt)=
u2,
k(t)+{γk ·
βk αk
·ln
exp
y1, k(t)-C0 βk
-1
exp
y1aim, k(t +Δt)-C0 βk
-1
-
[ y2aim , k(t +Δt )-y 2, k(t )] +fk(t )· δk -
(东北大学自动化研究中心·沈阳 , 110006) (武汉钢铁集团公司第三炼钢厂·武汉 , 430081)
摘要 :将模糊推理 、自适应 、自学习 、专家系统等技术与转炉炼钢动态控制方法相结合 , 提出了转炉炼钢智能动 态控制的新方 法 .该控制方法由动态吹炼过程补吹氧 量与冷 却剂量 预设定模 型 、熔池碳 含量和温 度预测 模型及 停 吹专家系统等组成 , 并成功应用于某钢厂转炉炼 钢过程 , 大大提高了转炉炼钢过程熔池命中率 .
ZHENG Wan , LIU Wanshan and LI Junbao
(Steelmaking Plant No .3, Wuhan Iron &Steel Group · Wuhan , 430081 , P.R .China)