张华

摘 要：本文通过对LF钢包精炼技术的介绍，以及LF钢包精炼自动化系统的结构和特点，以及自动化技术在这个系统中的应用来对LF精炼自动化钢炼系统的开发与实践提出可行性方案。

关键词：LF钢包;精炼技术;自动化;炼钢

0 前言

LF（即钢包精炼）近几年由于其投资少、功能性强的特点被受到广泛关注和使用，LF的主要功能是用在非氧化的气氛之下，通过电弧的加热来制造高碱度的还原渣，然后从钢包的底部吹入惰性气体，强化精炼过程的反应，这种方法可以對钢水的成分和温度进行精确的分析和调整，从而进行钢液的冶金反应，其目的就在于通过对钢水的成分和温度进行精确的设计之后，来提升钢的纯净度，从而生产高质量的钢种。

1 自动化炼钢系统的构成和特点

LF炉的自动化控制系统主要由基础自动化级和过程自动化级组成，硬件设施主要包括PLC（即可编程控制器）、PC（工业微机）、工业以太网和打印机等设备，通过工业微机来对生产过程进行远程监控和远程控制，远程控制器则是对生产过程的数据采集和逻辑进行控制。而软件系统则是利用windows、SIMATIC编程软件和WINCC监控软件，快速逼真的画出图形并且将现场数据快速还原在屏幕上，通过软件上的按钮来对现场的设备进行操作，并且可以将数据库的数据根据时间顺序进行排放，在数据文件里进行存档，在使用时就可以根据时间顺序调用历史文件，通过对以往数据的分析来对事故和改进工艺进行研究。

自动化炼钢系统中主要包括以下几个常用系统：（1）钢包车行走系统，利用变频器调速来对钢包车的运行过程进行控制，在两个不同的工位设置限制开关，各个位置都有减速、加速、停止和开启的功能，来对开关进行保护;（2）水冷系统，这是对总进水压力和水流量的检测和控制，总进水管路分为控制水源和提供水源两条分路，提供水源的管道分别是导电横臂、水冷电管和导电铜管，而提供水源的则是水冷炉盖，其实水冷炉盖上也设有水压和水流量检测器，通过HMI对画面进行监控，这是因为水冷炉盖处于高温区但与此同时要保证谁水的冷却;（3）高压设备监控，高压供电系统主要由以下几个装置构成：高压阻隔开关器、电压互感器、高压真空断路器、电流互感器和避雷器等，这是给LF炉变压器提供高压主回路的电源。需要安排特定的和专门的操控人员在控制室内对精炼炉的运作全过程进行监督和监控，以保证精炼炉的正常运作和安全运作。

2 自动化钢炼系统的主要功能

LF炉自动化系统可以利用合金材料和电极升降来进行调节，电极调节器是LF炉的一个关键设备，电极的升降控制功能是LF冶炼的核心环节，电极升降调节器必须满足功能稳定性的要求，因为三根点击同时进行升温处理，在这个过程中还要做到自动同步升降的处理，因此具有很高的定位精确度要求。自动化炼钢系统通过利用三个电极臂进行单独升降的控制方式来进行电极升降的自动调节，并且通过PLC模块来采集各个电弧电压和电弧交流以及变压器之间给出的能量信号，经过控制器的处理控制液压，对电极位置进行自动调节，以此来对炉内功率的输出控制，从而满足冶炼工艺的要求。

3 LF钢包精炼炉的主要功能

随着工业的现代化发展，新的时期对钢材料的质量也提出的新的要求，因此在转炉和电弧炉上都进行了钢包精炼炉的配备，它主要有以下几个功能：（1）对钢液温度的控制功能。正常情况下钢液通过电弧炉加热而获得热能，这可以增加钢包精炼时可以补加合金，补加渣料和调整内部成分，便于钢液的脱氧工作，然后保证钢液的开浇温度，有利于提高质量;（2）氩气搅拌功能。氩气通过装在钢包底部的透气砖向钢液中吹氛，使得钢液获得一定的搅拌功能。（3）真空脱气功能，钢包吊入真空罐之后，精炼炉采用蒸汽喷射泵对钢包进行真空脱气，同时通过包底吹入氩气以搅动钢液，以此来去除和减少精炼炉钢液中的氢和氮的含量，从而降低氧含量和碳含量，最终可以提升钢炼的质量，得到较高纯净度的钢液和性能优越的材质。具体的数式模型如下图：

4 LF钢包精炼炉的具体运行流程

钢炼需要遵循正确的流程，否则会导致炼制的钢材质不纯或出现其他的安全性问题，因此一般来说具体的LF精炼炉的运作流程如下：首先在开始运作之前要进行一系列的检查，要检查钢包车的联锁保护装置，确定行程开关的可靠程度;检查真空系统，吹氧、吹氢、保温，加热、加料等机械部位;检查样勺，样模是否保持干燥;检查所用工位器具是否好用;检查钢包车轨道是否存在障碍物，保证轨道清洁和安全。然后按规定与供电单位及真空控制室进行联系，开车前鸣笛或开启其他安全警示的信号，接着按照程序进行高压电的输送和真空脱气工作。

5 结语

通过上述的介绍和比较说明随着工业品种产量需求的增加，LF钢包自动化炼钢系统要求工艺设备运行的状况良好，以达到高要求的处理水平，目前LF自动化控制系统已经能够达到平稳的运行，并且能够实现生产工艺的自我监控，工业运作中还需要更多的优化升级和对产品结构进行调整，以实现LF精炼自动化炼钢系统的稳定和高效率运转。

参考文献：

[1]管红梅.钢铁冶金工程演化过程及规律分析[J].山东工业技术，2014（23）：18

[2]张利.自动化技术在钢铁冶金工业的应用及未来发展[J].商品与质量，2015（35）：21.