引言
随着钢铁行业的发展和市场对高品质钢材的需求不断增加，传统的转炉炼钢方法已经无法满足对钢水成分和质量的精确控制要求，而转炉炼钢终点控制技术可以通过实时监测和调节炉内氧化还原条件、温度和合金添加等参数，优化冶炼过程，提高钢水质量和出钢率。此外，终点控制技术还能够降低能耗和环境污染，提升生产效率和经济效益，因此被广泛应用于转炉炼钢工艺中，实现高效、稳定的钢水质量控制，促进了钢铁工业的可持续发展。
1转炉炼钢终点控制技术
1.1碳拉辅助吹炼法
转炉炼钢终点控制碳拉辅助吹炼法是一种用于控制转炉炼钢中钢液中残余的碳含量的工艺方法，利用在转炉炼钢的末期阶段向炉腔内注入纯碳或富含碳的剂料，通过与钢液中的残余氧化物反应，使其还原为一氧化碳（CO），然后进一步还原为游离碳，这样可以减少钢液中的氧含量，达到控制钢液中残余碳含量的目的。具体操作流程如下：
在转炉炼钢的末期阶段，当目标温度接近时，停止吹氧，并保持适当的搅拌；开始碳拉辅助吹炼，向炉腔内注入纯碳或富含碳的剂料，通常以固体粉末或颗粒形式进行；注入的碳剂料与钢液中的氧化物发生反应，产生CO气体；随着碳源的反应，杂质被还原和吸附，并形成气体或夹杂物，这些气体会从炉子中排出，而夹杂物则会上浮至金属表面并通过其他方法去除，如钢水脱硫或渣化[1]。
整个过程中需要进行实时监测和分析钢液中的氧含量和碳含量，根据监测结果及时调整碳拉辅助吹炼的参数，确保达到预期的炼钢效果。
1.2气体（质谱仪）测碳法
转炉炼钢终点控制气体（质谱仪）测碳法是一种用于控制转炉炼钢过程中最后一次吹氧阶段的碳含量的方法，该方法使用质谱仪对转炉炉腔中的气体进行分析，以获取钢液中残余碳含量的实时数据。质谱仪测碳法利用质谱仪对炉腔中的气体进行离子化和检测，从而确定其中的组成比例，通过计算和分析气体中CO、CO2和其他相关气体的相对含量，可以推断出钢液中的碳含量。具体操作流程如下：
在转炉炼钢的最后一次吹氧阶段，安装合适的质谱仪设备，并将其与炉腔内的气体采样系统连接；质谱仪设备将对炉腔中的气体进行采样，并进行离子化和质谱分析，以确定其中的组分含量；根据质谱仪的输出数据，计算并推断钢液中的碳含量；实时监测质谱仪的数据，并根据需求对一次吹底的时间和氧气供给进行调整，以控制最终钢液的碳含量[2]。
使用转炉炼钢终点控制气体（质谱仪）测碳法可以实现对转炉炼钢过程末期的碳含量精确控制，该方法提供了实时、准确的碳含量数据，帮助钢铁生产企业优化炼钢工艺，获得符合要求的高质量钢材产品。
2转炉炼钢终点控制技术的优化措施
2.1科学应用光学图像方法
摄像头监测：安装在转炉上方或侧面的高温摄像头可以实时监测钢液的溅射、气泡运动以及表面状态等信息，通过对视频图像的分析和处理，可以获取钢液的溅射量、沸腾情况、表面活性等参数，进而提供有关钢液状态和搅拌效果的信息。
红外热像仪：红外热像仪可以检测并显示物体的热分布情况，在转炉炼钢过程中，使用红外热像仪可以观察钢液的温度分布，包括底部均匀性、液面形态等，有助于判断转炉内的温度梯度，优化吹氧操作，确保钢液温度达到所需的目标区间[3]。
激光测距仪：激光测距仪可以测量物体与传感器之间的距离，在转炉炼钢过程中，激光测距仪可以用于测量钢液的液位高度，提供关键的液位信息，帮助控制转炉炼钢过程中的喷吹氧气量和时间。
光学发射光谱分析：通过收集并分析转炉炼钢过程中钢液喷溅区域的发射光谱，可以获取有关元素组成和浓度的信息，这可以用于实时监测转炉内的化学反应和物质转移情况，并根据分析结果调整吹氧、加料等操作，优化钢液的终点控制效果。
2.2注重对静态管控技术的科学利用
静态管控技术是一种在转炉炼钢过程中对测量数据进行实时监测和控制的方法。通过科学利用静态管控技术，可以优化转炉炼钢的终点控制效果。以下是几种常见的静态管控技术及其应用：
温度测量：使用高温传感器或热电偶等设备，对转炉内部的温度进行实时测量，温度数据可用于判断钢液的熔化状态、炉渣的活性以及氧气供给的调整，科学利用温度测量结果，可以精确控制转炉炼钢过程中的加热和冷却操作。
氧含量测量：通过氧分析仪或红外气体分析仪等设备，实时测量转炉炼钢过程中钢液中的氧含量，根据氧含量的变化情况，调整吹氧量和吹氧时间，以实现精确控制钢液中的氧含量，从而控制最终的碳含量[4]。
成分分析：利用光谱仪、质谱仪等设备，对转炉炼钢过程中的钢液进行成分分析，通过实时监测钢液中各种元素的含量变化，可以调整加料量和配料方案，以确保转炉内的合金成分达到要求。
压力监测：通过压力传感器等设备，实时监测转炉内的压力变化，根据压力的变化趋势，调整氧气和其他气体的供给，控制炉内气氛的平衡，从而优化钢液的冶炼过程。
2.3确保动态管控技术运用的科学性
数据采集与监测：确保对关键参数的准确、实时采集和监测，使用高质量的传感器、仪器设备，并进行校准和验证，以获得可靠的数据。
数据分析与模型建立：通过合适的数据分析方法，对采集到的数据进行处理和分析，可以应用统计分析、机器学习、人工智能等技术，建立合适的模型来预测和优化转炉炼钢过程中的关键参数和变量。
实时决策支持：基于数据分析和模型建立的结果，提供实时决策支持系统，这样操作人员可以根据系统给出的建议和指导，做出科学而及时的调整和决策。
过程控制算法的优化：确保动态管控技术中使用的控制算法是科学、有效的，可以结合先进的控制理论和方法，优化转炉炼钢过程中的控制策略和算法，以实现最佳的终点控制效果。
结束语
总而言之，钢铁企业在开展转炉炼钢工作的过程中，为确保转炉炼钢终点控制技术效用的充分发挥，就应该结合实际情况，科学选用相应的处理工艺。同时，还应该重视转炉炼钢控制技术应用过程中存在的问题，及时采取相应的措施予以应对。在此基础之上，通过使用光学图像法，静态控制技术和动态控制技术，优化转炉炼钢终点控制技术，在保障转炉炼钢质量的同时，进一步提升转炉炼钢企业的综合效益。
参考文献
[1]刘浩楠.转炉终点预测与配料优化研究[D].内蒙古科技大学，2021.
[2]王连其.炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺探究[J].冶金管理，2021(09):1-2.
[3]渠松涛.转炉炼钢生产过程节能降耗问题的探究[J].山西冶金，2021，44(02):106-107+116.
[4]寇建兵.转炉全封闭智能炼钢技术的开发和应用[J].山西冶金，2021，44(01):96-97+108.
