电弧炉炼钢装备技术的发展

修国顺

摘 要：随着现代社会科学技术水平不断提升，钢铁冶炼行业也得以快速发展，并且越来越多的现代化技术及装备在炼钢中有着广泛应用，而电弧炉炼钢装备就是其中较重要的一种。在当前电弧炉炼钢装备实际应用过程中，为能够使其功能及作用得以更好发挥，应当促使电弧炉炼钢装备技术实现更好发展，并且提供更好技术支持。本文主要就电弧炉炼钢装备技术的发展进行分析，以便更好应用电弧炉炼钢装备。

关键词：炼钢；电弧炉装备技术；发展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.015

在當前钢铁冶炼生产工艺中，为能够使生产工艺水平及生产效率得以有效提升，相关炼钢技术及炼钢装备的应用十分必要，因而电弧炉炼钢装备得以广泛应用，并且电弧炉炼钢装备技术得以较好发展。在实际生产实践中，为能够使电弧炉炼钢装备实现更加有效的应用，需要进一步了解及掌握电弧炉炼钢装备技术发展，从而使电弧炉装备实现更加有效的应用。

1 电弧炉主体装备技术发展

1.1 大型电弧炉发展

通常情况下，在我国钢铁冶炼生产过程中不低于100t的电炉称作大型电炉，就技术经济指标方面来看，相比于中小型电炉，大型电炉的生产率以及利用能源效率均较高。对于我国电炉大型化发展而言，其起始时间为上世纪90年代，所应用的主要就是100—150t电弧炉，其中电炉炼钢装备的供应商主要就是国外生产商家。就我国目前实际发展状况来看，在利用大型电炉设备进行实际生产过程中，其整体生产状况相对较理想，在保证具备相同原料前提下，所产生经济指标与国外水平相比基本上能够接近。同时，相比于传统小容积电炉而言，在高度及直径因素方面，大型电弧炉均显著增加，且电极及炉壁两者间距离有一定程度增加，所造成结果就是电弧减少对炉壁所造成辐射，在此基础上也就能够提升供电效率，在炉体中烟气运行路径会有所增加，在一氧化碳燃烧过程中，其二次燃烧率会有所提高，余热回收效率会有所增加。

1.2 超高功率电弧炉供电系统发展

第一，大功率电炉变压器。根据供电功率方面所存在的差异，当前的电炉变压器主要包括三种不同类型，即普通变压器以及高功率变压器与超高功率变压器。在电炉炼钢过程中，为能够使高效化得以较好实现，必须要将电能输入功率得以提升，对于高效率电炉而言，其电功率输入可超高1000kV·A。第二，电极自动调节器。在电弧炉状态保证良好的基础上，电极自动调节器的应用可确保实际生产得以顺利进行，在实际生产中可有效提升其效率。当前，对于电极调节自适应控制，相关研究主要就是对于电弧炉中相关主线路，将其作为线性系统，从而对其进行辨识及控制，在此基础上利用线性系统自适应控制方法开展相关研究。在实际进行研究过程中，应用比较广泛的一种方法就是分段线性自适应控制，这种方法主要就是使电弧炉调节系统实现转变，促使其由非线性控制而转变成为分段线性控制，从而保证较好解决存在的自适应控制问题。

1.3 水冷炉壁技术发展

在当前电弧炉技术得以越来越广泛应用的前提下，实际冶炼中其强度也逐渐实现增强，而在这种形势下在电炉炉壁水冷方面的相关要求也逐渐提升。通常情况下，在传统电炉中均应用水冷炉壁，以便实现强化水冷及挂渣目的，以便能够较好保护炉壁。而对于达涅利技术而言，其中炉壁及炉顶在实际应用中均选择应用长寿节能炉壁，该层炉壁中所包含水冷管路主要有两层，其中一层在电弧符合作用下直接暴露，不同管之间距离比较大，从而保证较好容纳电炉炉渣，以实现热镜作用，且能够作为隔热层及点绝缘层实行应用。对于覆盖于炉壁表面的渣层，在热流密度有峰值出现的情况下，其渣层会出现部分熔化情况，也就能够降低钢管中相关作用热应力。而在形成泡沫渣这一过程中，往往会形成一层加厚的渣层，且重新粘结于炉壁的表面。对于节能炉壁而言，其使用双层设计形式，在漏钢或者冷却水泄露事故发生时，在几分钟时间内损坏层便能够由水冷回路卸下，从而可有效避免出现重大安全问题，有效防止长时间停机[1-2]。

2 智能化电弧炉应用及发展

在电弧炉技术不断发展过程中，仅仅通过操作人员经验对电弧炉生产进行判断，这种情况会在一定程度上影响电弧炉生产力提升，并且会影响冶炼过程优化。通过对相关数据信息进行交流，并且对过程进行优化控制，可使电弧炉装备技术能够实现更加良好发展。对于电弧炉生产力提升及优化冶炼过程均会造成一定限制。通过数据信息交流以及过程优化控制，可促使电弧炉装备技术实现进一步更好发展。

2.1 钢水温度重点预报模型

对于电炉炼钢系统而言，其属于比较复杂的一种非线性系统，对其进行精确建模困难度较高。由于神经网络的学习能力以及非线性逼近能力均比较强，有些研究人员利用神经网络对冶炼终点的钢水温度进行预报，然而由于神经网络具有过学习、局部较小点以及结构与类型设计对专业经验比较依赖的缺点，对于其实际应用造成一定影响。近几年来，通过不断研究开发出以支持向量机为基础的电炉温度预报模型、人工神经网络以及遗传算法等相结合的相关温度预报模型，从而使钢水温度预报得以更好实现，确保电弧炉生产得以更好进行。

2.2 iEAF动态控制技术

以iEAF动态控制技术为基础而开发的一种动态控制系统，这是新型的一种自动化系统，通过该系统的应用可生产过程的连续实时测量，并且对于生产过程可实现在线动态控制，在iEAF智能控制系统应用中，可实现电弧炉控制、有关辅助机械控制及自动化控制的有效结合得以较好实现。在实际进行生产作业过程中，在电弧炉种存在的各种传感器可提供相关反馈信号及控制参数，还可提供电极调节器实际工作状态，依据这些参数信息可较好管理及控制冶炼过程，可集成控制电能以及化学能输入。在控制过程方面来看，iEAF控制系统所包含内容主要有三个层次，即系统硬件及辅助工具层次、数学模型层次以及最优化模型层次，从而可使生产过程控制更加理想[2-3]。

3 结语

在当前钢铁生产过程中，电弧炉炼钢属于应用十分广泛的一种生产模型，在实际应用过程中发挥着十分重要的作用，并且表现出较明显优势。随着现代科学技术不断发展，电弧炉炼钢技术也得以较好发展，越来越多的相关技术得以应用，并且逐渐实现智能化控制，因而需充分了解及掌握相关技术，以更好实现电弧炉炼钢生产。

参考文献：

[1]吴定高.我国电弧炉炼钢的发展[J].广州化工，2013，41（12）：63-65.

[2]郝磊，金永丽.对电弧炉炼钢技术现状的综述[J].科技信息，2011

（06）：99.

[3]李士琦，郁健，李京社.电弧炉炼钢技术进展[J].中国冶金，2010

，20（04）：1-7+16.