新形势下的炼钢自动化控制技术分析

新形势下的炼钢自动化控制技术分析

近年来，国际钢铁工业发展迅速，不仅生产钢材质量好，而且炼钢工艺能耗也很低，给中国钢铁企业带来了巨大压力。中国钢铁业难以在国际钢铁市场的竞争中站稳脚跟。因此，中国的钢铁企业必须转变观念，提高炼钢中的自动控制技术，尽快完成炼钢技术的转型，使得钢铁工业生产的钢材能够跟得上新时期发展的步伐，在竞争中经得起考验。本文分析了新形势下中国炼钢自动化控制技术的应用和转炉炼钢自动化系统的功能。

标签：新时期；钢材市场；转炉炼钢；自动化控制技术

1 转炉炼钢自动控制技术综述

基于计算机信息网络技术和工业控制技术的特点开发了转炉炼钢自动化技术。传统的转炉炼钢工艺基于铁水，废钢和铁合金，依靠铁水的热量以及废钢、铁合金在高温下发生化学反应产生的热量相结合，在转炉中完成炼钢的过程，而转炉炼钢自动化控制技术则是根据钢种以及铁水的重量和温度，在转炉兑铁前，由二级计算机分析出整个过程的氧枪吹炼高度、熔剂加入量、吹氧量、底吹量等静态数据，同时在吹炼后期检测钢水成分和温度等参数，再通过二级计算机系统分析出动态模型调整数据，从而实现炼钢的自动化控制，保证达到最终目标，这项技术主要包含计算机、自动控制、数学模型、冶铁机理、人工智能等多种技术，该系统比较复杂，因为转炉炼钢的特殊工艺和高温含有许多难以确定的。影响因子使得在连续且准确的在线检测过程中难以实现目标。

2 新时期转炉炼钢自动控制的优势

转炉炼钢自动化控制系统可以显示和管理过程中的参数，并提供清晰可见的界面。所显示的内容包括过程模拟，趋势曲线等，可以简化工作并使人们更直观地了解过程和设备的运行状态。通过实际应用总结，转炉炼钢自动化控制技术的应用具有明显的技术优势，其优势主要体现在首先，国内平均的转炉后吹率降低50%，转炉终点温度和碳的命中率可从60%提高到90%；二是将喷溅率和石灰消耗率分别降低30%和3kg/t，从而使铁的生产率增加约0.5%；三是减少工作对于人员的依赖，从而使得管理更具标准化和规范化。

3 转炉炼钢过程的自动控制功能及关键技术分析

3.1 转炉炼钢自动化控制系统的功能

首先，实现了废钢和铁水质量的称重控制。转炉炼钢的工作环境很糟糕。废钢、铁水的称重必须由天车主钩吊装废钢料槽和铁水炉缸进行装料，装料过程主要通过多个压式重量传感器读出废钢或者铁水的重量，并由补偿接线盒显示重量数据，并及时进行记录。其次，对电气控制的指示控制。在转炉炼钢过程中，一些电气操作是紧急处理操作，这与自动化系统的安全性和可靠性有关，因此电气

控制指令必须独立构造。自动转炉炼钢有六个散装物料仓。压式称重传感器通过监控屏幕显示在仪表中。最后，转炉炼钢系统对仪表监控的控制。計算机的监控画面是仪表部分的网络服务器，通过适配器从仪表读取废钢和铁水等原材料的使用数据；同时，监控屏可实时显示氧气，氮气和冷却水的压力和流量，为操作人员提供调节氮气，氧气和冷却水的有利数据。

3.2 转炉炼钢自动化控制系统关键技术

第一，转炉炼钢检测技术。转炉炼钢检测技术主要分为两部分：废气分析检测技术和副枪监测技术。在转炉炼钢过程中，主要通过测量仪器记录钢水温度，液位和钢水成分参数。并及时分析，为炼钢过程中的温度控制，添加原料等提供有利的数据支持，这是自动化炼钢检测技术的前提。基于此，我们的自动化控制可以有效实施。

第二，废气分析检测技术。转炉炼钢技术主要在炼钢过程中产生一氧化碳，二氧化碳，氮气，氢气，氧气和其他废气。它通过废物成分反映了炉内的参数，但这种方法的使用限制比较多，其准确性相对较低，误差很大，目前已经很难满足当前的需求。

第三，转炉炼钢废气检测主要使用炉气定碳法和副枪技术相结合，以副枪测定为主，结合废气分析计算脱碳速度，通过炼钢过程中排除的废气成分和流量，为计算转炉内瞬时钢液残留碳的含量提供信息，从而确定转炉中的含碳量，此法不仅使转炉内含碳量的测量精度大大提高，而且为自动化检测技术提供了有利的数据，避免了传统人工工作模式，提高了工作效率和钢产品的质量。

3.3 转炉炼钢自动化技术

第一，控制技术。控制系统的主要功能是估算出吹炼终点的含碳量和熔钢的温度。动态控制模型分析所需的氧气量和冷却剂的使用年限，并根据过程中检测到的数据，估算吹制结束时的碳含量和钢水温度；反馈计算模型可以分析动态控制模型中的估计误差并实现适度调整。

第二，数学模型。转炉炼钢的动态和静态控制基于数学模型。通过建立静态数学模型，计算初始氧气流速，氧枪高度和其他参数，并且在吹炼操作中，使用副枪检测到的信息来调节控制参数，最终实现自动化的过程控制。

第三，人工智能技术。人工智能技术是一种基于计算机科学技术开发的技术，用于模拟，扩展和扩展人类智能。它主要用于需要在炼钢过程中人工加工的工作，并通过计算机科学和技术模拟进行操作，实现钢铁企业的智能化进程。

4 结语

新形势下，随着中国自动化炼钢技术的不断发展，转炉炼钢的自动化控制水平进一步提高，它改变了中国钢铁业的现状。因此，中国应大力发展转炉炼钢自

动控制技术，科学合理地规划钢铁工业，提高中国钢铁工业的国际地位。

参考文献：

[1]王启均.自动化炼钢控制技术分析[J].现代工业科技与信息化，2014（02）.

[2]林传桥.转炉炼钢技术的自动化控制研究[J].企业家天地（理论版），2011（6）.