浅析三炼钢电气控制系统

谷兴坡

摘 要：炼钢电气控制系统是炼钢中必不可少的一部分，如何保证炼钢电气控制系统在生产过程中稳定运行是急需解决的问题。基于此，本文主要针对炼钢电气控制系统方面的内容进行了分析探讨，以供参阅。

关键词：炼钢；电气控制系统；PLC

转炉炼钢为钢铁生产重要环节，通过对转炉关键设备冶炼过程的电气控制进行分析，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炼钢电气控制系统

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、散装料加量、合金添加量以及出钢时间等[2]。通过反复多次的训练，计算机系统便可以记住所有参数设定要求，然后在实际炼钢时，遇到相似的情况，计算机系统既可以确定出一个合理的控制方案。这样即可以避免假设因素与实际情况不符，以及各问题出现需要采取的解决措施，只需要根据系统给出的控制方案，便可以得到预计的结果。

2炼钢电气控制系统中存在的问题

2.1现场通讯总线太长

我们投入使用的转炉系统有一个通病，即：连接现场的通讯总线过长。这一弊端主要凸显在通讯总线上需要设置大量的设备站点。如果位于通讯总线上的某一个设备站点出现故障，那么随之而来的问题将会严重影响转炉系统的正常运作，甚至有可能导致系统瘫痪不能正常运行。出现故障后查找故障原因复杂耗时长等弊端。

2.2底吹系统模式单一

目前，在工业建设过程中，对钢的需求量是越来越大，传统的自控控制模式已经不能满足现代钢材生产的需求，因此需要充分运用现代自控控制模式。从当前生产和工艺的发展趋势来看，一味使用传统单一的自动控制模式就会出现支管堵塞的问题，从而影响到底吹系统的工作质量，不仅如此，底吹系统效果差还会直接影响氩气的使用效率，会造成一些不必要的浪费。倘若没有正确设定氩气的出口量，则会造成钢液不纯的问题。

2.3氮封系统中存在的问题

氮封系统的运行原理比较简单，首先该是形成密封系统，该系统主要是依托转炉口上部的活动烟罩与加料而形成的，其次，设备在切断阀门时主要是依靠下料口氮封和氧枪口氮封装置进行的。在实际工作中，如果发现炉口是朝上的，烟气也会快速生成，此时如果氮封封不住就会导致烟气外散。

2.4氧枪枪位监控系统的问题

炼钢电气控制系统在运作的过程中需要不间断的进行监控。为保证炼钢质量，通常情况下会监控氧枪来完成这一工作。这一监控工作所需的设备有双速电机编码器驱动和自动化部的PLC进行，当电机驱动开始运作时，编码器设备的转动也随之同步运作，这样一来，就使得炼钢过程中枪位情况全部实时显示到主机上。

3炼钢电气控制系统的改进和优化措施

3.1氧枪系统的自动调节系统完善

对于氧枪系统的完善是至关重要的，因为其关系到生产的安全问题，减免不必要的危险事故的发生。氧枪的枪位会随着转炉的吹炼时间而发生变化，我们可以把氧枪控制系统中的机械编码器换成西门子智能编码器，智能编码器通过检测卷筒转动来得到正确的位移量，系统通过检测到不同的位移信号来发出指令通过PLC程序来控制电机起停等。升级后氧枪升降控制系统具有运行可靠、响应速度快、定位精度高、控制正确、调整方便等优点。

3.2底吹系统的改造

底吹系统也是很重要的一个系统，它的构造主要是从PLC上面进行入手。这其中主要分为四套的模式，工作人员可以根据冶炼的不同时间段或者不同的气体切换模式来自主选择最合适的一种模式。有的模式主要是靠吹氮气来切换成氩气，有的是全程只使用一种气。无论你采用哪种模式，在倒渣或者是出钢等环节中就都应该采用较低的流量进行全程的吹氮气。那么怎样才能最好的把握这个度，就应该根据吹气流的不同需求，人员的操作经验，来选择不同的位置，对流量进行优化，适当的时候适当的气，这样既保证满足生产的要求，又保证了不浪费。

3.3氮封系统的设立

通过工作人员的反复实验，把炉口的活动烟罩改造成压缩空气密封，这样的系统就能够减少低压氮气的消耗。然后还要对电气连锁和气流方面进行改善，所以就要让溜管保持干燥。同时将原来的氮封和氧封之间的连接处改造成枪位的连锁，再根据炉况的判断，用PLC程序来控制阀门，这样就能做到既节约气体，又可以保护设备，从而降低工作流量，最后就能够提供氮气的使用率。因此，对于氮封系统的设立与改进是非常有必要的，这样提高煉钢的质量。

3.4加强各系统的监控

我们可以根据情况建立监控大系统，设立监控工程师岗位。在日常的工作中，调试人员每个人有每个人的工作，权责分明，最后的六个PLC的程序是单独提供出来的。但是这也会带来一个问题，就是本来是PLC进行信息联络工作，然后单独的程序就会造成整个系统不能集中在一个项目之中，很可能导致信息的丢失。为了解决这个问题，我们可以再监控站上面安装软件，让几个PLC进行整合，这样就会形成一个统一的大系统。这样一来，整个监控就变得更可控，提高了管理人员对各系统的运行情况的随时监控。

结束语

转炉炼钢过程中外界条件经常会发生变化，控制难度较大，进而会影响炼钢效果。为提高炼钢质量与效率，必须要在原有控制系统基础上进行分析，利用计算机技术、自动化技术以及智能技术等进行完善，提高各项参数的合理性，降低外界条件变化对炼钢效果的影响，达到提高转炉炼钢生产综合效益的目的。

参考文献：

[1]陶钧，柴天佑，李小平，郑万，刘万善，黎军保.转炉炼钢智能控制方法及应用[J].控制理论与应用，2011（S1）：129-133.

[2]转炉炼钢过程控制中的人工智能技术[J].炼钢，2015（03）：59-63.

[3]李彦平，潘德惠.转炉吹炼后期动态终点控制[J].东北工学院学报，2017（4）：376～381.