引言：为了确保转炉炼钢过程中的工艺质量，以及最终生产出的钢水符合相关标准，钢厂必须对冶炼过程进行有效的工艺控制，以减少工艺损耗。随着我国经济的不断发展，市场竞争变得越来越激烈，因此，在转炉炼钢过程中，除了要求严格控制钢水质量外，还必须努力实现低污染、低消耗的目标。由于原辅料的变化和冶炼过程中的监控措施的局限性，使得转炉冶炼的精确控制变得极其困难。随着计算机和信息技术的飞速发展，转炉炼钢过程控制也在不断提升，精准化和智能化控制已经成为当今技术发展的重要方向，为企业提供了更加可靠的生产管理体系。
1.转炉炼钢过程工艺的主要控制方法
1.1静态控制
通过静态控制技术，可以预先设定钢水的成分和冶炼温度，并且在转炉炼钢过程中不断收集实时生产数据，通过对实际量测值和预期值的比较，可以更加精准地评估当前的生产情况，并采取有效的调整措施，以提升下一步的工艺方案的质量和效率。然而，转炉炼钢技术的进步使得静态控制方法显著落后。经过研究发现，当采用脱硫半钢冶炼连铸钢等先进的工艺时，静态控制方法的应用将会显著降低生产效率、提高技术经济指标，并且降低产品质量。尤其是在转炉炼钢的过程中，由于半钢物理化学热源特性、升温速度、钢种目标温度、目标供氧时间、炼钢辅助材料装入量等多种因素的变化，使得静态控制的有效性受到极大的挑战。
1.2动态优化控制
在转炉炼钢生产过程中，动态优化控制技术通过不断调整工艺参数，实现对转炉运行的有效控制。这种技术的发展演变形成了炉气动态分析和副枪终点检测两种方法。通过炉气动态分析控制技术，可以实时监测炉口气体的溢出状态，根据实时量测值和预期值之间的差异，精确地计算出熔池脱碳速率、各组分瞬时氧化量、温度变化量等工艺参数，并利用微积分运算，有效地把握工艺过程中形成的变量因素和波动误差值[1]。经过实践证明，这项技术具有极高的灵活性，不受炉口尺寸的限制，可以实现连续预测和动态调整工艺参数。通过引入副枪终点检测技术，可以大大改善传统静态控制的效率和精度。该技术可以在转炉吹炼的特定时间段，将副枪插入熔池，收集少量样本，根据样本的检测结果，对钢水的组成和温度进行实时监控，从而组合应用静态控制技术，更准确地控制炼钢原料和供氧量，更好地完成测温定碳的任务。随着科技的进步，首钢、宝钢等企业已经开始采用副枪终点检测动态控制法，这种技术具有系统误差低、控制精度高、终点命中率高等优势，在中小型转炉中发挥着重要作用。奥钢联也在不断开发新型的副枪装置，如倾斜式，它可以自行插入熔池，在完成测温定碳任务时，可以有效地避免对吹炼操作造成影响，从而解决了副枪终点检测动态控制技术的应用问题。
1.3全自动吹炼控制
近年来，全自动吹炼控制技术已成为一种先进的工艺控制方法，它利用多种信息化手段，具有高效的数据采集和处理能力，可以有效地替代人工完成复杂的操作，大大提高了生产效率和质量。无需人工介入，根据程序规定和预先设定的指令，可以自动检测炉渣状况，并发出相应的控制指令，从而提高生产效率和质量。相比于传统的静态控制和动态优化技术，全自动吹炼控制技术具备更高的可靠性和实用性，能够更好地处理复杂的变量和设备的限制。全自动吹炼控制系统具备一定的智能化水平，但仍存在着一定的局限性，比如无法取代人类完成复杂的操作任务，也难以有效地处理转炉炼钢工艺过程中可能出现的突发情况，从而影响了其实际的控制效果。
2.转炉炼钢过程工艺控制的发展与展望
2.1转炉炼钢过程工艺控制向精细化发展
通过对转炉炼钢过程的全面改进，更好地掌握和应用检测技术，并利用数学和物理模型来实现更高效的工业控制。这将成为未来工业控制的重点。目前国外一些先进企业已经开始实施全自动吹炼控制，而我国也开始实施全程动态优化控制，尤其是一些大型和中小型转炉，不仅实现了定点控制，还实现了静态控制，从而使得我们的冶金生产流程变得越来越精细。首先，精细化的转炉炼钢工艺控制将成为提升炼钢技术水平的关键，并将受到越来越多的重视[2]。其次，随着技术的不断发展，转炉炼钢过程的工艺控制将会更加专业化和精准化，有效解决现存的问题，使得炼钢过程中的各个时段的需求更加匹配。最后，随着炼钢技术的进步，氧气流量可能会成为影响炼钢过程的关键因素，从而改善整个生产过程的质量。
2.2转炉炼钢过程工艺控制的智能化发展
当前，我国已迈向工业4.0时代，其中最重要的任务就是利用人工智能技术来提升工业生产效率，实现更高水平的经济发展。当前，我国转炉炼钢的自动化水平较低，大多数工作仍需人工操作，精细度较低。因此，钢厂积极引入人工智能技术，以机械操作取代人工操作，以实现更高的生产效率和质量。利用人工智能技术，可以实时监控造渣和脱碳升温的过程，一旦发现质量问题或者脱碳效率降低，工作人员可以通过分析计算机系统中的数据，迅速采取措施，确保生产的高效性和准确性。
2.3转炉炼钢过程工艺控制的绿色环保发展
未来，工业的发展将以节能减排为主，并且坚持环境友好型的发展方向。国家的长远发展战略就是实现这一目标，而钢铁行业也会加强对生产和环境的协调，并且通过优化技术来满足绿色可持续的发展需求。未来的钢铁厂应当采用全面的节能技术，以“负能”炼钢为基础，进一步降低转炉工序的能耗，以达到可持续发展的目的[3]。通过采用动态控制和全自动吹炼技术，能够显著提升转炉煤气的回收率，并且有效减少冶炼过程中的物理热和化学热损失，从而实现更加节能、环保的生产方式，实现更加精确地控制。随着转炉冶炼烟气排放量的增加，大气污染治理的投入也越来越大，为了达到环境保护的目标，就必须付出更多的努力，比如人力、物力和财力，而且耗时也会更长。要想不断改善治理效果，需要从改善转炉冶炼工艺和烟气处理技术两个方面着手，并且要结合减少污染物的产生，对转炉炼钢工艺进行有效的调整，以达到更好的管理效果。
结束语：随着技术的进步，当今全球大多数转炉都采用了将静态模型控制与动态模型控制有机结合的方法，以实现炼钢过程的物理模拟、仿真实验和工业应用。而且，一些先进的企业也已经开始实施全自动吹炼控制，并取得了良好的效果。我国在动态控制方面采用定点控制法，由于缺乏精细化控制，冶炼过程中仍存在严重的资源浪费问题。因此，为了更好地控制转炉炼钢过程，应该加强对全程动态优化控制法的研究，以实现更高效、更精准的工艺控制。
参考文献：
[1] 张振杰.转炉炼钢过程工艺控制的发展与展望分析[J].冶金与材料，2021,41(04):55-56.
[2] 付道宏.解读转炉炼钢过程工艺控制的发展与展望[J].冶金管理，2019(23):6+8.
[3] 李光辉，刘青.转炉炼钢过程工艺控制的发展与展望[J].钢铁研究学报，2013,25(01):1-4.
