转炉炼钢自动化控制技术分析

廖 磊

（阳春新钢铁有限责任公司，广东 阳春 529629）

这几年，经济全球化发展迅速，国际的钢铁行业也在迅猛发展，他们不仅生产的水平高，而且产品的质量也很高。这对我们国家的炼钢产业有着巨大的威胁，也对炼钢企业产生了巨大的压力。我们国家现在的状况是一些企业存在的精品钢材，特种钢材比较少，产品质量底，成本却很高。在这激烈的竞争下，我国的炼铁企业更要依靠自己的力量，所以我们企业要不断提高炼钢技术。

通过自动化控制技术在炼钢方面的应用，不断提高炼钢企业的转炉炼钢的技术水平，提高企业的生产能力、钢材的质量并降低成本。这样企业才能在国际市场价格竞争中取得优势，在国际中有一席之地。本文着重分析转炉炼钢自动化控制技术，以及这项技术对钢铁行业带来的生产影响[1-3]。

1 转炉炼钢自动化控制技术概要

自动化控制技术是指在无人直接参与的情况下，利用外加设备或装置，使机器，设备或生产过程中的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。自动化控制技术实现了信息化技术的应用，通过人工智能进行各个工作状态的监测和分析。

自动化控制技术的应用，对于人力资源反面，不仅节省了人力劳动的成本，降低了人力劳动的强度，也改变了传统的作业方式，把人从繁重的工作中解放出来。更重要的是避免了人在工作中可能出现的危险状况，提高了作业的安全性。在一定程度上，自动化控制技术极大地促进了企业的发展，是未来发展的趋势。

2 转炉炼钢自动化控制技术分析

2.1 基本原理

转炉炼钢技术的自动化控制包含了工业控制技术、计算机信息网络技术、检测技术。传统的炼钢是用铁水，铁合金，废铁为主要的原料。在高温条件下产生化学反应而结合，制造出钢材。转炉炼钢自动化控制技术是通过计算机对这些原料的数据进行分析，来计算出要制造的钢种，所需要的溶剂加入量，氧枪吹入高度，底吹量，吹氧量等数据，然后在吹炼的后期再一次检测出钢水的温度，成分得到数据，然后再经过过各个系统设备的配合，实现运用自动化控制技术进行炼钢，保证达到最后的目的，得到高品质，高质量的钢材。

2.2 基本操作内容

转炉炼钢自动化控制内容是首先对炼铁厂提供的铁水进行预处理，然后在对经过预处理后的铁水进行一定冶炼加工，最后加工成钢材。包含的过程是先对铁水氧化，去除杂质，保证铁水成分的纯净。然后加入计算好的石灰形成氧化性的炉渣，然后加热到一定的温度再加入氧化剂和合金原料生成钢材料。在自动化控制技术这些都需要计算机和控制设备的共同配合，严格执行操作进程，把握好工序，在出钢时更要注意挡渣的这一过程，这会影响钢材的质量和品质的高低。

3 转炉炼钢电弧炉炉体的控制技术

3.1 吹氧助燃技术

吹氧助燃是利用氧气的助燃作用促进燃料的燃烧，还有其他的燃料助燃物料 包括天然气，煤炭粉还有焦油与费油等。这项氧燃助熔技术的关键是要抓好氧气的流量以及氧气与其他成分的配比，使助燃效果大到最佳状态，这对精密度的要求极大，助燃效果直接影响了刚才熔化的效果，影响着成品的质量。而氧气的流量与配比的控制是根据电弧炉炉体内测得的压力与温度来控制，所以，对于炉体内的压力与温度的测量要求也很高。

3.2 吹氧量控制技术

吹氧量直接决定着吹氧助燃技术的效果呈现，也是吹氧助燃技术的核心内容。所有助燃物中，氧气比其他助燃物相较而言占主要地位。目前有两种吹氧的方式，一种是自耗式钢管吹氧，另一种为升降机吹氧方式，两种方式都是需要严格控制吹氧量，来掌握燃料的放热速度从而控制刚才的炼制。吹氧量的控制依据即需氧流量则根据钢材熔化后的钢水的温度以及钢水中的含碳量来计算，根据这一依据，压力系统检测电弧炉里的压力来控制吹氧量。

3.3 吹炼终点的动态控制

在电弧炉炉体的控制中，吹炼终点的动态控制是这项技术的关键。掌握好炼钢吹炼的终点，就相当于掌握好了火候与时间，对炼钢技术来说极其重要。转炉炼钢自动化控制技术会有检测技术，实时检测钢材在电弧炉中的状态与成分，当钢水中的成分与实时状态达到工业生产标准时，检测系统会通过标准数据精密检测到，并做出指令停止吹炼，这就大大保证了所炼钢材的质量。

4 转炉炼钢自动化控制技术的分类

4.1 转炉炼钢检测技术

检验测试环节在自动化控制系统中发挥很大的作用，只有把控好各个环节，严格要求，及时发现问题，才能够及时解决，有效止损甚至避免发生。检测技术主要分为两部分，一是废气分析，二是副枪检测技术。检测技术主要是转炉炼钢过程中对熔炉温度和转炉液面高度的检测，通过安装检测表对数据进行监测，再由工作人员通过专业的应用软件进行全面系统的分析整理。

在废气分析技术中可以采用炉气定碳法，使用副枪检测技术检测其过程中产生的二氧化碳，氧气，氮气，一氧化碳和氢气的含量，再通过科学精确的计算可以计算出废气中脱碳的速度，继而得出转炉炼钢技术的数据，实现自动化控制。副枪技术的应用可以提高生产过程中炼钢的产量，还能节省原料成本，促进转炉炼钢自动化控制技术的实现。

4.2 自动化控制技术

自动化控制技术是信息化技术的产物，利用了计算机网络便利和精确的优点，提高了效率，能够及时地发现转炉炼钢过程中的问题并实现智能控制，极大地促进了发展。转炉炼钢自动化控制技术主要包括动态控制模型和反馈计算模型两种。因为两种技术的功能不同，因此转炉炼钢过程中检测的内容也不同。

动态控制模型主要是对转炉炼钢过程中氧气和冷却剂含量的监测，看其含量是否符合要求，并及时调整转炉炼钢过程中的温度和含碳量。而反馈计算模型则是对动态控制模型的监测，如果动态控制模型监测的过程出现问题，或数据出现异常，反馈计算模型就会对其进行调整，尽量减小误差或避免误差的出现。动态控制模型和反馈计算模型的配合运行，实现自动化控制技术的要求。自动化控制技术的应用，大大节省了人力资源的成本，避免了原料应用的浪费现象，同时还提高了控制过程中的准确性，体现了现代化信息化的发展。

5 结束语

面对国家现行的形式应用，炼钢产业面临的困难诸多，转炉炼钢产业环境恶劣，并且操作过程复杂，对技术的精密度要求也非常高。唯有靠科技的发展，推动转炉炼钢自动化控制技术发展，才可以缓解炼钢产业的困境。转炉炼钢自动化技术改变炼钢产业窘境的关键是要实现“高产低耗”，要使投入生产的原材料在生产过程中得到充分利用，保持钢水铁水的恒温，降低生产过程中成分的波动，保持原料的纯度。

实现了上述要求，才可以保证生产出优质的钢材产品，才能为企业创造更多的盈利。所以精准的自动化控制技术对炼钢企业来说具有很大的推动作用，可以促进工业产品生产结构的优化，类似这样人工智能的科技，相信未来一定会被推广使用。