转炉炼钢终点控制技术现状研究

转炉炼钢终点控制技术现状研究

摘要】在炼钢过程中，终点控制技术是一个相对重要的环节，该项工作的效率

会直接影响到转炉炼钢的整体效率。基于此，本文对转炉炼钢中的终点控制技术

进行了具体研究，以期从根本上把握终点的控制技术，充分发挥技术优势，在提

高技术专业化水准的同时，进一步提高转炉炼钢的生产效率，促使炼钢企业朝着

更好的方向发展。

【关键词】转炉炼钢；终点控制；技术应用

实施终点控制技术的作用在于控制炼钢时间，这是一项重要的操作程序，需

要在转炉炼钢后期进行，具体包括动态化控制、静态化控制、人工控制以及自动

化控制等四项技术。每种控制技术都有各自的优势，其所产生的应用效果也存在

差异。在今后的生产过程中，为了能够更好地利用该项技术，相关技术人员要根

据生产实际，并结合以往的实践经验，切实做好技术应用工作，本文就此展开论述。

一、终点控制技术的应用实践

（一）动态化控制技术

1、炉气动态分析终点控制

炉气动态分析终点控制主要是由根据炉口表的成分检测结果，计算钢铁熔池

脱碳的实际速率，该操作在吹炼的后期阶段进行，当确定了钢水的温度和成分后，方可实现转炉炼钢的终点动态化目标。该项技术通过连续性动作来提示钢水的实

际含碳量和温度，同时还能够利用动态化分析对控制系统加以校正，更加直观的

向工作人员展现钢水的 P、S 实际变化状况。就实际操作结果分析，笔者发现终点钢水的碳实际质量分数与其测量的精准度和命中率是成反比的。由此可见，炉气

动态分析终点技术在终点碳温的命中几率提升方面具有积极意义。

2、副枪动态分析终点控制

技术人员要在即将到达吹炼终点期时，将副枪插入熔池内，从而获取池内的

碳实际含量和相应的温度检测数值。根据最终检测结果，技术人员要对静态模型

进行客观分析，最终计算结果，并给予更正处理。此外，吹炼的终点需要加入足

量的副原料，当供氧量足够时，技术人员必须严格控制终点命中率，以此来保证

转炉冶炼的稳定性。在计算机技术的辅助作用下，得以实现高水平、高质量的转

炉冶炼动态化的控制目标。当钢中碳的质量分数较低时，技术人员要用结晶的定

碳技术去分析该项数据，获取到最精确的实时测量数据；而当该项数值处于较高

的分数时，技术人员是无法保证测量精准度的。因此副枪动态分析终点控制技术

多用于低、中型的碳钢生产企业。

（二）静态化控制技术

静态化控制技术的实际应用较为严格，需要技术人员把握好原材料的基础条

件和吹炼的钢种目标等因素，通过对各种材料的精准化分析，最终确定供氧量标准，其后方可进行下一步的操作。静态化控制技术对于吹炼操作期间的更改难度

提出了更高的要求，其终点命中率通常会受到多种客观因素的影响，因此在该项

技术的实际应用期间，技术人员需要结合以往的实践经验，牢牢控制终点控制标准，该种技术应用环境下的终点碳温实际命中几率大约为 80%。

（三）自动化控制技术

炉渣在线式检测专项技术是自动化控制技术中的典型，通过技术应用能够对

炉渣实际状态进行实时化的监控和探测，且在吹炼操作期间，该项技术还能够合

理控制并调整钢水碳的实际质量分数和温度变化情况。在自动化控制技术的实际

应用期间，终点实际命中率高达85%，此时技术人员不需要再进行额外的操作。

但就目前的情况来看，我国的转炉炼钢生产的自动化进程还需要完善，这是由于

资金和人才方面的制约所导致的，再加上生产过程中的各项设备水准不高，实际

操作系统容易受到外界因素影响，加大了生产难度。以人工神经化网络技术为代

表的自动化技术，由于影响炼钢终点实际操作的各项因素是非线性关系，而该项

技术恰好针对这种关系的处理，具有较高的实际应用价值。该项控制技术对于转

炉炼钢终点控制具有积极的推动作用，这将成为炼钢行业的未来发展主流。

（四）人工化控制技术

1、直吹增碳控制

直吹增碳控制方法具有避免产生额外限度的作用，“一吹至底”是该项技术的

最大应用优势，能够有效提升生产效果。人工化控制技术实现了各项数值的合理

空中，对于炼钢效率的提高大有助益。直吹增碳控制方法不仅可以缩短补吹时间，且能够在短时间内完成各项任务目标，同时还可以实现高效率、高速化渣以及高

终渣 Fe O等操作目的。该项技术多应用于低碳钢生产操作，其终点命中率高于80%。

2、拉碳补吹控制

拉碳补吹控制主要是由人工控制操作的，是炼钢行业一种常见的控制技术方法，具体指的是专业技术人员切实参与到吹炼后期计算过程中，其必须根据碳的

实际含量变化，判断是否停止吹氧操作。在高、中碳钢实际生产过程中，有相当

一部分的技术人员都会选择该种技术进行重点控制，这种控制技术的适用环境较

为特殊，当碳的目标含量比较高，且氧化速度较快的条件下方可使用。我们在充

分了解了吹炼的基本特性后，发现多数情况下，冶炼钢种实际含碳量是低于供氧

气的实际含量及时间的终点设置。因此在操作后期，技术人员应当通过取样操作，及时开展调温和补吹处理工作。拉碳补吹控制方法操作简便，且耗材量低，多用

于高碳性的钢种生产，其终点命中率约为70%。

二、转炉炼钢终点控制技术的实施价值及其未来发展趋势

（1）最早的冶炼工艺不需要繁复的操作方法，人工控制简单粗略，技术人员多凭借经验开展终点控制，吹炼炉内的氧含量和碳含量判断，通常是以材料的反

应特征为依据的，钢炼成后质量情况并不乐观。该种工艺多用于含碳量较低的铁

矿石冶炼，随着机械设备的更新发展，人工操作已经被取代。

（2）静态控制技术的先进性较强，主要是通过电子计算机技术的应用，合理设计整个冶炼过程中所需要的物料，与人工操作相比，该方法能够弥补了人工所

带来的不确定性，应用范围十分广泛。人工经验控制技术和静态控制技术的有效

结合，发挥了“1+1＞2”的效果，最终获得的产物符合技术要求，对企业发展大有

益处。

（3）动态控制是基于静态控制所提出的一种控制方法，采用炉气分析仪、自动测温装置等设备对炼钢过程中的动态信息进行实时检测，吹炼参数要根据检测

结果和相关信息加以修正。副枪动态终点控制和炉气动态终点控制是炼钢行业较

为常见的两种转炉动态控制方法，前者的实际应用能够有效减少补吹次数，避免

系统误差所带来的消极影响，此外，该项技术还可以节约生产能源，创造更加环

保的炼钢生产环境。后者主要通过炉口的炉气成分检测，根据钢水的脱碳速率来

确定其中的碳含量和炉渣成分，进而实现转炉冶炼全过程动态控制的目标。

（4）自动化炼钢实现了两种控制方法的有效结合，静态控制和副枪监测信息