冶金转炉炼钢自动化控制技术研究_刘伟.pdf

11Metallurgical smelting冶金冶炼冶金转炉炼钢自动化控制技术研究刘伟摘要：近年来，冶金转炉自动化控制技术提高了炼钢的效率，且精确度的使用价值，帮助钢铁企业的生产过程更加具有经济效益，在冶金行业的可持续发展中，钢铁企业的人力与物力成本减少，通常情况下自动化控制的应用效果，使钢铁企业炼钢生产效率和质量进一步提升，在现代化发展上实现良好的控制效果，促进工业技术在生产中取得了无法实现的效益，并保证了冶金转炉炼钢技术的稳定性。关键词：冶金；转炉炼钢；自动化控制技术随着我国工业结构的组成逐渐复杂化，在冶金转炉炼钢操作的稳定性优势下，不断深入到炼钢过程，在这一过程中不可避免地在钢铁工业经济、技术发展中形成重要组成部分。在此情况下，自动化控制在国际钢铁行业的方向更加明确，同时也为国内钢铁生产提出了更高的要求，促使钢铁生产企业的生产模式向着低能耗、高质量的方向发展，促进钢铁质量的物理化学反应过程的高效率。1 转炉炼钢自动化控制技术概述计算机技术在传统的转炉炼钢技术中快速发展，工业控制技术的转炉炼钢自动化控制技术也获得各种数据信息支持，主要使用计算机来计算与分析炼钢过程，将钢铁类型、铁水重量作为前提，以此来实现熔剂加入量、吹氧量等多个数据，并应用了大量现代化技术，建立能够提高炼钢生产过程的动态模型，对数据进行自动化控制调整，对于现阶段转炉自动化控制系统的真实状况，在生产实际状况中，通过在PLC数据采集模块的基础上，快速实时对转炉生产质量的运行的冶炼节奏，深入推进自动化控制系统的升级改造，能够更好地建立现代化的自动炼钢设备，对品种钢进行冶炼的同时进行转优冶炼，牢牢地在综合二级生产中提高钢的质量，解决传统控制系统中的影响，使生产成本产能适应性能够减少不必要的原材料消耗，显现出对现有自动化控制系统的控制功能技术。2 转炉自动化炼钢技术应用的优势2.1有助于提升炼钢的生产效率工业生产过程中的转炉自动化炼钢技术在节能环保要求上发挥的优势较大，不断地在炼钢过程中提升炼钢过程自动化水平，较好地实现排放效果，应用到炼钢过程时必须注意炼钢过程的生产效率，可明显的降能耗、去产能，有着提升效果的价值，从而缓解人力、物力的炼钢劳动的压力。2.2有助于提升炼钢的质量当前转炉自动化炼钢技术的实际效果，表现在炼钢过程气体连续分析系统和副枪测温系统的应用中，因其提升了温度和气体。因此动态控制转炉的两个系统使用过程中，相互结合后可达到气体补吹放概率，同时，在氧气含量不断减少的进行中，钢水被氧化的过程也伴随着大幅度降低程度，使转炉自动化炼钢技术的钢材生产质量的纯度也明显得到更好的炼钢过程，从而更好地缩短炼钢消耗时间降低了能源的消耗，但不会降低钢材质量的稳定性，促进自动化技术水平的钢企生产成本合理性。3 冶金转炉炼钢自动化控制技术主要包括控制技术、人工智能技术、炼钢模型技术，在转炉炼钢过程中自动调整转炉内原料不足、废弃过量，自动调整检测技术所体现出来的状况。3.1转炉炼钢的控制技术模型转炉炼钢控制技术的应用控制系统中涵盖了动态控制模型、反馈计算模型，通过在检测炼钢过程中吹炼终点，检测到的含碳量、温度等数值，用来控制含碳量。基于动态控制模型，O2的需求量、冷却剂量需参考的反馈计算模型，需要进行合理调整，在计算动态模型测量中，对钢水温度与含碳量进行合理计算，从而根据误差的大小，及时补充转炉原料。此外自动化技术的不同效能，通常会在冶金转炉炼钢的自动化技术综合应用数据中，合理规划、调整转炉炼钢工艺的自动化精确控制目标，对转炉炼钢工艺的氧气进行补充。动态控制模型的主要应用方向应实现对生产温度以及含碳量的人工智能计算，在所得到的反馈计算和动态控制技术下，为炼钢工艺的科学数据依据进行合理的调整，通过控制系统实时分析钢水的含碳量和与温度，控制误差分析对转炉炼钢的炼钢质量。3.2转炉炼钢中人工智能技术的应用人工智能技术是通过应用计算机科学技术，在进程转炉炼钢过程中开展模拟人思维、行为的先进技术，首先使用计算机技术替代人工处理的相关工作，通过这种方式能够节省人力资源，朝着智能化生产的方向开展转炉炼钢的智能化控制生产。复杂的传统人工处理环节效率较低，无法帮助钢铁企业发展中发挥信息技术的优势，在计算机科学技术的人工智能支持下，分析计算模拟数据或系统控制对实现冶金转炉炼钢的智能化具有较高12Metallurgical smelting冶金冶炼的契合度。在配料、氧枪控制等环节可顺利借助人工智能，降低人工处理的难度，对于钢铁企业的控制系统关键在于节省人力资源，进而在利用人脑的思维、行为方式的基础上，发挥出有利于模型结构的人工智能技术的转炉炼钢效率，缓解转炉炼钢控制过程的不确定的控制对象，推动人工智能技术在企业智能化生产中的线性特征，进而在炼钢过程中实现参数变化范围过大的任务，防止了传统控制模式的复杂、模糊且随机的问题，精确地在人工智能技术中降低成本，进行表现出智能化提高产品竞争力的解决方式。3.3转炉炼钢中的模型研究人工智能技术的核心技术是模拟计算机技术的核心技术，在进行转炉炼钢工作中，并在热平衡原理和化学反应的基础上，投入使用动态控制模型，应用在转炉炼钢的化学反应过程中。基于人为模型与控制技术，构建、优化钢铁企业炼钢过程中相关的问题，不但可以提高冶金转炉炼钢效率，还能够在模型研究中进行自动化控制。基于合理解决人工智能技术应用上存在的优势，对自动化系统控制进行充分的研究，促进自动化控制模型在动态控制模型上充分发挥出炼钢的优势，利用热平衡原理，分析出自动化控制技术的适用性，以此为基础，提高炼钢效率，不仅如此，人工智能的核心技术离不开动态控制模型的控制技术，充分掌握热平衡原理、化学反应在企业生产过程中的辅助作用，从而实质性地解决转炉炼钢过程中的问题。3.4冶金转炉炼钢检测技术3.4.1转炉炼钢废气分析检测技术在转炉炼钢过程中，根据废气的实际情况，炼钢技术的使用会影响到脱碳速度，增加CO、CO2、H2、O2等废气成分和流量，转炉炼钢废气检测技术的炉气定碳法、副枪技术下的核心是提高转炉含碳量，在计算炼钢转炉技术时残留的钢液碳含量，得出转炉内部碳含量，虽然不能保证测量的准确性，对于转炉气副枪法的应用，可进一步使自动化检测技术更具应用价值。在废气检测方面提供了更多的有效数据，将冶金转炉炼钢生产过程中改善了炼钢的工作模式，缓解自动化转炉炼钢产生的废气污染物质。通过在控制系统中结合气体检测技术，提高废气脱碳速度检测。炼钢工艺的废气排放流量、成分计算的基础上，为生产工艺的控制实施提供准确的含碳量测定技术，提供有利于炼钢转炉内部碳物质、转炉钢液碳残留量的数据支撑，全面性促进自动化控制系统的应用，提供科学的炼钢质量检测技术。3.4.2转炉炼钢副枪检测技术钢铁企业持续发展的过程中使用副枪自动化检测技术已成为必然趋势，从目前来看，在转炉中的使用中钢铁企业多数都配置了副枪检测技术，主要因为石灰、铁合金等多种原材料，需要进行合理控制钢水含碳量、温度及损耗，从而发挥出钢铁企业的生产管控在转炉炼钢的产量、工艺中，有效测定、控制钢水温度、含碳量等参数的促进作用，在当前炼钢转炉中降低材料的无用损耗。3.5数据挖掘人工智能的数据挖掘是从算法数据中获取隐藏的信息，挖掘钢铁冶炼过程中的各种信息，主要是指大量传感器记录的数以万计数据或功能技术，将转炉炼钢自动化生产中的数据累积水平更加优质且真实，在实际生产控制水平中清楚地挖掘到数据作用、管理水平，进而在转炉炼钢的生产详情中挖掘出降低炼钢过程的能源消耗的方法，提高生产质量的技术。3.6软计算软计算是相对在大钢铁企业冶炼规模中各种参数及其变化趋势的计算，主要包括神经网络、模糊以及遗传等新型计算方法，但在国内冶炼过程中的不确定性因素较大，使冶炼过程的数学模型中存在非数字过程，且实际上有效地精确计算上的影响因素。4 冶金转炉炼钢自动化控制系统的功能与应用价值4.1冶金转炉炼钢自动化控制系统的功能4.1.1 转炉炼钢自动化系统指示电气控制转炉炼钢过程的电气操作安全性是在应急处理操作中，按照电气控制指示，在实际情况操作基础上，对自动化转炉炼钢的散装料料仓进行测量，使料仓四周的压式称重传感器与自动化系统有效结合，在电气控制、铁水和废钢质量测定以及仪表监视上，监测画面的散料质量，在仪表器中表现出电气控制指示的相对独立性，经测量原料质量时，自动化转炉炼钢控制系统的称重传感器会显示出具体的数值，很大程度上确保对废钢、铁水在中散装料仓的质量测量，以便于提高数据库的安全性，促进转炉炼钢自动化控制系统的计算机监测技术。4.1.2转炉炼钢自动化系统对废钢、铁水质量的称量在恶劣的环境下转炉炼钢地测量铁水、废钢重量过程较为复杂，需要在装料前使用天车主钩，在吊装废钢料槽、铁水炉缸的过程中，经压式重量传感器显示出废钢、铁水重量，并做好相应记录工作，有助于自动化控制技术在钢铁产品的应用价值，可以有效促进企业提升炼钢效率和质量，推动冶金行业的市场竞争力。在现代化可持续发展中，动态的监测有利于提升矿石、能源的配置效率，并进行精确的参数控制过程，通过自动化控制技术，连续分析气体动态，实现了控制炼钢资源能源的作用，冶金转炉炼钢的消耗、生产成本也相应得到降低，从而防止钢水氧化含量，促进提升炼钢命中率。副枪测温系统在自动化控制技术中的效果，对钢铁产品的盈利能力发挥出了炼钢的纯度质量，在通过控制补吹率的保障下，提升自动化控制系统的转炉气体终点命中率，有效缩减钢铁冶炼时间。4.1.3 转炉炼钢系统对仪表监视的控制在进行转炉炼钢时连接计算机技术，使用仪表PLC的监测网络服务器与主机仪表监视控制部分，并能够实现实时替代主机工作的计算机模式，结合监测仪表中显示的监测废钢、铁水的13Metallurgical smelting冶金冶炼用量数据，保证系统数据库在网络服务器的稳定性。对O2、N2与冷却水的压力问题进行实时监控时，要在仪表监测画面中充分显示出有效的参考数据，及时的调整N2、O2等气体含量，为相关的工作人员保证计算机系统的数值安全性。4.2冶金转炉炼钢自动化控制技术的使用价值在冶金转炉炼钢过程中，将自动化控制技术的应用结合到能够提高钢铁质量的系统中，进一步提高炼钢效率，自动化控制技术的炼钢所需成本、能源消耗量相应的合理控制，进一步在钢铁企业的产品质量上提高炼钢效率，减少钢铁冶炼时间，连续铸钢出保证钢水质量的自动化转炉炼钢技术系统，为提高利用能源补充好前提条件，稳定钢铁企业的市场竞争力。5 基于冶金转炉炼钢数据管理平台的程序开发及应用将采集到的数据建立起炼钢程序中的数据管理平台，供给转炉冶金模型计算系统，主要在基于转炉技术模型时通过数据采集程序，来获取实时监测的数据量。可以将数据采集阶段计算得到的数据，通过转炉PLC进行处理和推算，通过相应的算法对各个功能模块进行控制。各种生产过程中所需要存储、采集的数据，在数据通讯模块中可看作是一个整体系统，输入到系统采集、数据跟踪以及数据通讯模块中，进行初始化的实时监测、自动控制，通过在数据跟踪模块生产过程中设立电自检系统，将相应的数据直接测试和优化，实施每两秒合理的采集一次数据的技术，在到达传输控制系统时可满足分时上传技术，保证采样频率高、数据精准的技术效果。最终生成报告存储到数据库中，以此来满足较大转炉系统的需求，将采集到的数据显示出合理的二级客户端，满足转炉系统数据的真实性。在短时间内提高冶炼质量，通过提高化验分析传输及时性，控制转炉吹炼、加料微调阶段，在终点温度和碳双控制中合理设计转炉吹炼时间，适当挑选出相应样品进行化验，从而提高炉前送样及时性。相关工作人员在增加送样时间按钮的系统上，可调节预期的化验周期时间，促进冶炼质量以及生产要求的深入研究，基于工程技术人员的工作经验，确保化验分析的准确性，并合理编写测试程序，促进报炉次的过程中不影响控化验时长。通过将按钮信号传输到PLC模块中时，将操作程序更利于转炉生产效率。6 提升转炉自动化炼钢技术应用效果的相关措施6.1全面强化对原辅料的管理在废钢管理过程中多数来自转炉的二级系统，需要重点考虑到废钢的成分、冷却效果的具体操作，在按照规定的废钢程序执行，将设定重量、废钢种类及废钢计划号等信息计划在冶炼钢种、废钢处方中，保证结果反馈是相互关联的，在废钢计划信息中融入转炉系统后，注意具体反馈的废钢信息内容。全面根据反馈渣的来源和成分进行返回渣分类管理，从铁水、钢条带等工艺标准中满足部分特殊钢种造渣的需要，制定出对应的返回渣模型，更好满足提升废弃物料在转炉自动化炼钢技术中的应用效果。比如在转炉造渣料的生产中，冶金石灰、轻烧白云石等各种成分批次抽检中，出现了异常情况，从而自然反馈出相关数据信息。6.2提升数据的精准度计量系统的准确率直接影响到设计自动化炼钢技术应用的实际效果，为了提升特种标定码在转炉自动化炼钢系统中的采用准确度，在相应系统中设定定期标定，从而确定出合理的铁水比，保证终点渣的提升计量系统在管理中的精准性，降低终点过拉炉的次数，从而在整个过程中减少炉次间内二氧化碳含量，主要通过统一加料模式、操作枪位等方面，提升转炉自动化炼钢制度的自动化控制效果在合理的范围内全面优化，从而强化煤气全程回收的管理模式。7 结语转炉炼钢自动化控制技术的应用在近年来得到提升，国际钢材市场的产业结构模式上，及时转变有效途径对于钢铁产品创新上具有推动作用，积极的提高控制技术的生产效率。对于提高自动化控制技术在钢铁产能的应用效果，可符合冶金工艺水平质量不断地提升要求，精确地控制冶金转炉炼钢过程中浪费的废钢、铁水等原料，控制其添加的含量、比例的适用性，实时监控检测仪表、监视器在炼钢过程的利用效率，调整自动化控制系统对能源的消耗，并在自动化数据记录分析和完善中，改善冶金转炉炼钢自动化系统的不足，使转炉内的氦气、氧气以及冷却水的含量纯净度得以保障，也就保证了钢水质量。在冶炼钢材含量的成分时减少副枪吹补过多，降低重点命中率，自动化子系统之间的网络服务系统不稳定因素也会随之减少，进而记录自动化仪表的相关数据更加准确，完善了的自动化系统监控功能的数据支持，维护转炉设备生产钢铁的工作效率，在冶金转炉炼钢中提升处理废气效果，使我国的钢铁企业在国家节能减排大环境下有着独立的处理系统，避免系统交叉影响整个转炉炼钢系统正常运转。在增强我国钢铁产品竞争力的大背景下，传统的冶金转炉炼钢技术无法满足，我国钢铁企业，需加强转炉炼钢的应用，以此来提高钢铁企业的可持续发展。自动化控制系统的调整实现了机械制造业减少能源消耗、生产成本的本质，进一步在自动化控制技术上实现冶金行业的转炉炼钢质量，真正实现高质量的炼钢。在节能环保的要求下，改变了钢铁产品的能源消耗情况，使得转炉炼钢自动化控制技术下的钢材质量更加固定，从而提升冶金转炉炼钢自动化系统的实际应用价值，促进炼钢企业经济效益在国际市场中的最大化。（作者单位：天津荣程联合钢铁集团有限公司）