冶金转炉炼钢自动化控制的技术研究

徐 伟

唐钢不锈钢有限责任公司 河北 唐山063199

转炉炼钢的反应过程具有一定的复杂性,持续性测量的难度较高,且生产过程对于技术的要求比较高,传统的人工检测控制的效率低下在浪费大量时间和人力的同时检测的准确性也得不到保证,无法满足现代化冶金生产的需求。自动化控制技术的应用可以有效提高冶金转炉炼钢的可靠性和生产效率。

1 冶金转炉炼钢自动化控制技术

1.1 转炉炼钢控制技术模型 冶金转炉炼钢所使用的自动化技术包括人工智能、自动化控制以及炼钢控制技术模型等,通过不同效能的自动化技术的综合应用,可以对转炉炼钢工艺实时中废气过量、原料不足等问题进行合理的调整控制。反馈计算和动态控制技术模型可以实现对炼钢含碳量以及吹炼终点的自动化精确控制。动态控制模型的主要应用方向是对转炉炼钢工艺的氧气以及冷却剂的需求量进行检测,并在对生产温度以及含碳量等参数检测数值综合分析的基础上科学计算出钢水的温度、含碳量,为炼钢工艺的科学控制提供依据。反馈计算模型的主要作用是对动态模型所得到的数据进行误差分析,在此基础上合理规划和调整后续的生产,及时向转炉中补充生产原料。

1.2 人工智能技术的应用 人工智能即在计算机科学技术的支持下对人脑的思维和行为方式进行模拟,从而实现智能化控制生产。冶金转炉炼钢中人工智能技术主要应用于相对较为复杂的传统人工处理环节中,例如在配料、氧枪控制等环节已经可以借助人工智能进行数据的分析计算或者是系统控制,降低人工处理的难度,对于钢铁企业而言有利于人力资源的节省和转炉炼钢效率的提升,推动企业智能化生产的实现。

1.3 转炉炼钢自动化控制模型研究 冶金转炉炼钢的人工智能技术应用和自动化的系统控制需要完善科学的模型作为基础,其中计算机作为自动化控制的核心技术,模型构建和优化的过程中要充分利用其优势。技术人员在进行动态控制模型分析时要对转炉炼钢的化学反应过程和热平衡原理进行充分的研究,促进自动化控制模型的适用性和可靠性的提升,充分发挥自动化控制技术对于炼钢的优势作用。

1.4 转炉炼钢废气检测分析技术 冶金转炉炼钢生产过程中会产生大量含有二氧化碳、一氧化碳以及氢气等物质的废气,在自动化转炉炼钢控制系统中可以应用气体检测技术。废气检测就是对副枪技术和炉气定碳法进行结合,通过对废气脱碳速度的检测分析,在对炼钢工艺废气排放流量和成分计算的基础上,对转炉中钢液中碳的残留量进行计算,从而得到炼钢转炉内部碳物质的含量。炼钢转炉废气检测技术通过对含碳量的准确测定为生产工艺的控制改进以及自动化控制系统的优化提供了科学的数据支撑,有利于对传统冶金作业中的问题进行改进,促进炼钢质量和效率的提高。

1.5 冶金转炉炼钢副枪检测技术 副枪自动化检测技术在冶金转炉炼钢工艺中得到了越来越广泛的应用,对钢铁企业的生产管控和工艺发展发挥了重要的促进作用。当前很多钢铁企业的炼钢转炉中都有副枪的配置,该技术的应用可以对钢水的温度、含碳量等参数进行有效的测定和控制,从而降低铁合金以及石灰等材料的无用损耗,降低钢水补吹的概率,促进冶金转炉炼钢产量和经济效益的提升。

2 自动化控制技术的应用效能

2.1 自动化控制系统的功能 冶金转炉炼钢自动化控制的功能主要表现在电气控制、铁水和废钢质量测定以及仪表监视等方面。转炉炼钢工艺电器操作的可靠性与自动化控制系统直接相关,在生产实践中需要确保电气控制指示的相对独立性。自动化转炉炼钢控制系统中散装料仓相互独立,测量原料质量时设置在料仓上的称重传感器会将数值显示在仪表显示屏上。此外在恶劣的转炉炼钢环境中,自动化控制系统可以借助天车主副钩吊起相应的料槽或者炉缸,从而实现对废钢和铁水的质量测量。以计算机技术为基础的转炉炼钢自动化控制系统可以对仪表进行实时的动态化监测,以便于及时发现和处理问题,促进了数据库安全性和控制系统稳定性的提升。

2.2 转炉炼钢自动化控制技术价值 自动化控制技术的应用可以有效提升炼钢的效率和钢铁产品的质量,也有利于炼钢资源能源消耗和生产成本的降低,从而促进企业盈利能力和市场竞争力的提升,推动冶金行业的现代化可持续发展。于此同时自动化控制技术通过动态的监测和精确的参数控制可以促进炼钢命中率的提高,矿石和能源的配置效率提升,钢铁产品的质量也可以得到显著的提升。冶金转炉炼钢自动化控制技术实现了气体动态控制连续分析与副枪测温系统的有机结合,有利于对钢水的质量进行保障,在气体补吹时可以更好地对氧气含量进行控制从而防止钢水的氧化,促进炼钢纯度的提升。自动化控制系统通过补吹率的降低和温度、转炉气体终点命中率的提升,缩减了钢铁冶炼时间为连续铸钢的实现创造了基础。

3 结束语

产业结构模式的调整以及机械制造业的发展对于钢铁产品的质量提出了更高的要求,转炉炼钢的自动化控制技术的应用是冶金行业现代化发展的有效途径,对于冶金工艺水平的提高和企业的发展具有积极的推动作用,自动化控制系统有利于炼钢生产成本和能源消耗的降低,从而促进我国钢铁企业国际市场竞争力的提升和行业的可持续发展。