吕翔

摘 要：转炉炼钢技术是钢铁生产时的重要技术，而钢铁行业是我国经济发展的基础产业，要在钢铁行业的转炉炼钢技术中提出自动化控制的方法，专门用于实现转炉炼钢的自动化，加快钢铁自动化生产的速度，更重要的是发挥出转炉炼钢自动化控制的优势。文章主要分析转炉炼钢技术中自动化控制的相关内容。

关键词：转炉炼钢；技术；自动化控制

中图分类号：TF345 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）21-0149-02

Abstract： Converter steelmaking technology is an important technology in iron and steel production， and iron and steel industry is the basic industry of economic development in our country. The method of automatic control should be put forward in converter steelmaking technology of iron and steel industry， which is specially used to realize the automation of converter steelmaking. To speed up the automatic production of iron and steel， it is more important to give full play to the advantages of converter steelmaking automation control. This paper mainly analyzes the relevant contents of automation control in converter steelmaking technology.

Keywords： converter steelmaking； technology； automation control

转炉炼钢自动化提高了钢铁生产时的操作效率，确保钢铁事业中具备足够高的生产力。自动化控制技术改变了转炉炼钢的工作方式，积极引入计算机技术、控制技术等，围绕转炉炼钢构建计算机模型，采用数字计算的方法完善转炉炼钢自动化的控制过程，加强转炉炼钢自动化的控制力度，促使炼钢技术能够为钢铁生产提供优质的自动化控制技术。

1 转炉炼钢技术分析

转炉炼钢技术分析中可以分为三个部分，分别是：（1）检测技术，转炉炼钢对自动化控制有着一定的需求，实现自动化的检测操作，有利于提高转炉炼钢的准确性和效率，转炉炼钢检测技术要按照自动化控制的实际情况进行改进，确保检测技术能否符合转炉炼钢自动化的需求，而且检测技术在整个转炉炼钢中起到了监督与监控的作用，充分发挥出检测技术的自动化作用；（2）自动化技术，其为转炉炼钢工艺的核心，主要利用模型与模拟的方法控制转炉炼钢的过程，直接从动态、静态两个方面实行自动化控制，合理反馈出转炉炼钢的生产参数，积极提高转炉炼钢自动化的效率；（3）控制技术，现阶段转炉炼钢自动化控制分为监控控制、直接控制两种操作，也可以选择一体化的控制方法，维护转炉炼钢自动化控制的可靠性与稳定性，自动化控制系统中采用上位机的方式收集转炉炼钢的基本参数，完成各项数据的交换与操作，全面控制转炉炼钢的生产过程，以免影响钢铁企业的生产效益。

2 转炉炼钢自动化控制技术

（1）转炉炼钢检测技术。转炉炼钢自动化控制系统中的检测技术主要是监测转炉炼钢的过程[1]。转炉炼钢中安装了大量的仪器仪表，收集熔钢时的温度、成分以及转炉内的熔钢页面，生产人员记录好仪器仪表的参数，检测技术中实时分析了转炉炼钢中的仪器数据，为转炉炼钢的自动化控制过程提供了有效的数据支持，仪器仪表是转炉炼钢自动化的基础支持，有效控制自动化炼钢的过程，预防转炉炼钢自动化出现故障或缺陷。（2）废气分析检测技术。废气分析检测技术用于监督转炉炼钢自动化控制过程中产生的废气。转炉炼钢期间会产生大量的废气，如氮气、二氧化碳、一氧化碳等，废气可以反馈出转炉炼钢内部工艺的指标及运行状况，现阶段很多转炉炼钢自动化控制过程中已经取消了废气分析检测技术，部分工艺中仍旧使用，可根据转炉炼钢的实际情况确定是否选择此项技术。（3）炉气定碳与副枪结合。炉气定碳与副枪结合同样用在废气的计算上，主要分析转炉炼钢中脱碳的实际速度，评估转炉炼钢自动化的状态。结合技术中副枪为主要的技术，炉气定碳法起到次要作用，通过计算转炉中钢液残留炭的实际含量，确定出转炉内的含碳量。炉气定碳与副枪结合的技术提高了脱碳计算的准确性和速率，在很大程度上提高了转炉中的含碳量，为自动化控制生产提供了标准的数据参考，维护转炉炼钢自动化的高效性。（4）数学模型技术。转炉炼钢技术自动化生产中采用数学模型控制炼钢的动态过程与静态过程，本文以转炉炼钢的动态过程为例，分析数学模型技术的应用[2]。如：数学模型中提供的动态控制技术主要是化学平衡、热平衡，利用平衡点评估转炉炼钢的自动化状态。转炉炼钢技术自动化生产中建立的静态数学模型中，专门计算了氧枪高度、氧流量，静态数学模型在吹炼的工艺中，配合副枪检测的方法安排参数的调整，保障转炉炼钢自动化过程的控制性。（5）人工智能技术。人工智能技术在转炉炼钢自动化中的人工智能技术，综合了计算机技术与科学技术，模拟了人工智能的过程，在转炉炼钢中实行人工智能控制，取代了传统的人工操作，减轻人工计算与控制的工作负担，从而提高了生产水平。人工智能技术标志着转炉炼钢的智能化发展，推进了钢铁生产的智能化。人工智能技術仍旧处于研究的阶段，按照转炉炼钢自动化控制的实际情况引入人工智能技术，改善转炉炼钢的生产环境。

3 转炉炼钢自动化控制流程

转炉炼钢自动化控制中具有规定的生产流程，转炉炼钢要严格按照生产流程完成自动化控制。一般情况下转炉炼钢自动化控制流程可以分为12个步骤，在转炉炼钢的控制面板上标注好了功能按键，生产人员利用功能按键控制自动化的生产过程，更重要的是监督转炉炼钢自动化控制的状态，规范转炉炼钢的自动化技术。

（1）转炉炼钢预处理。转炉炼钢操作中首先要进行预处理，生产人员根据转炉炼钢的操作选择吹炼的工作模式，通过自动化控制的方法称重转炉炼钢中的各种原料，如废钢料、生铁和金属成分，接下来在预处理中安排电子秤称量的方法，系统中要设定好各项原料的使用量，在转炉炼钢的现场选取等量的配料，最后需要将炼钢原料放入到炼钢炉中，进入到转炉炼钢的操作阶段。（2）转炉添加开始。转炉炼钢中的自动化控制系统，设置为转炉添加开始之后，自动化控制系统驱动风机并实行有效的控制，鼓风机在自动化控制系统的作用下向转炉中提供适量的高压纯净氧气，提供转炉炼钢所需的气体，而且自动化控制系统能够根据转炉炼钢的需求控制鼓风机鼓入氧气的含量，保障转炉内炼钢反应的顺利进行。（3）添加废钢料。废钢料是转炉炼钢时所需的一种材料，自动化控制流程中需要向炼钢炉内准确的投入废钢料[3]。生产人员确定转炉内废钢料添加完成后就要点击控制面板上的“废钢料添加完成”的指令按钮，系统检测到指令之后才能执行下一个程序，结束添加废钢料的操作。（4）铁水添加完成。转炉炼钢技术中铁水添加也是在自动化控制作用下完成的，“铁水添加完成”按钮专门用于结束铁水的添加，利用自动化设备控制铁水投入转炉的过程，结束后同样是点击“铁水添加完成”的按钮，执行自动化控制程序的下一个控制指令。（5）转炉添加完成。自动化控制系统在转炉炼钢中完成上述操作以后，面板上会提示“转炉添加完成”的操作，转炉添加完成属于一类总结性的流程，当转炉炼钢中自动化控制系统达到转炉添加完成的流程之后，前面的转炉添加开始、废钢料添加以及铁水添加完毕指令无任何作用。（6）钢铁吹炼开始。“转炉添加完成”操作之后开始进行钢铁吹炼，在自动化控制中转炉炼钢技术进入“钢铁吹炼开始”阶段时，转炉炼钢自动化控制系统的整体会进入到吹炼的准确阶段，先由生产人员在现场检查高压氧气，确定高压氧气正常之后就要进入到正式的吹炼阶段，执行转炉炼钢的自动化控制。（7）点火操作控制。转炉炼钢的氧枪在规定的高度数值时，生产人员打开氧气阀，接下来按下点火操作的控制按钮，该按钮下会启动氧量的计算时钟，确保生产工艺为转炉炼钢的操作阶段。自动化控制技术作用下，转炉炼钢技术会利用自动化的手段调节转炉中的氧气含量，实现炼钢过程的动态化。（8）结束吹炼控制。自动化控制系统规定了转炉炼钢工艺的需氧量，当氧量的时钟与系统中规定的氧量时钟一致时，转炉炼钢的系统就会在自动化的状态下提升起氧气喷枪，氧气喷枪提升到一定位置之后，整个吹炼的过程结束。（9）自动化出钢操作。转炉炼钢过程中在自动化控制下出钢，出钢期间自动化控制系统中安装的检测器会执行检测，当检测器检测到转炉为出钢位时，自动化系统会主动出现“出钢开始”的指令，自动化控制出钢操作。出钢操作结束之后，转炉会恢复到零位，此时系统生成了“出钢结束”的指令，结束出钢的操作。（10）残渣护炉处理。转炉炼钢结束出钢后还存在残渣问题，残渣会影响下次转炉炼钢的生产效果，在自动化控制中执行残渣护炉处理，也就是保护转炉内部的运行环境。出钢工艺结束以后自动化控制流程转为残渣护炉阶段，生产人员主动改变转炉炼钢的生产模式，由原来的吹炼模式改成维护模式，通过维护手段处理转炉炼钢的残渣。转炉炼炼钢的残渣处理时，最先应该安排溅渣护炉的操作，现场可以采用自动或者手动的方法清理炉内的溅渣[4]。残渣护炉处理时选择自动模式，自动化控制系统在自动化的状态下进行下枪的操作，打开清理炉内残渣的氮气，相继执行提枪、关闭氮气的操作，自动化控制系统在该环节中也包括紧急提枪的控制操作，保障残渣护炉处理的安全性。（11）出渣阶段操作。转炉出渣阶段的自动化控制也是由检测器开始执行的，检测器主动检测转炉炼钢的流程，检测到出渣位时就要在控制系统内执行“出渣开始”的信号。出渣结束之后转炉再转回到零位，控制系统中出现“出渣结束”的指令，结束出渣的操作。（12）转炉结束阶段。转炉出渣操作完成以后，自动化控制的流程结束，系统中生效了转炉炼钢自动化控制结束的命令，自动化控制系统进入到准备阶段，准备接收下一次的控制指令。

4 结束语

转炉炼钢自動化控制是钢铁事业发展的必然趋势，以便提高转炉炼钢的生产质量，同时降低钢铁生产中的能耗，推进钢铁事业的自动化发展。自动化控制决定了转炉炼钢的操作状态，改善炼钢的状态，确保钢铁企业能够得到有效的发展。自动化控制在转炉炼钢中起到改造的作用，积极引入了模糊控制、智能控制类型的技术，优化转炉炼钢的生产工艺，同时提高钢铁生产的工作效率及水平。

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，2015（07）：168.

[4]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（06）：246-247.