对转炉炼钢自动化控制技术的分析
​赵嘉华
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​赵嘉华,. 对转炉炼钢自动化控制技术的分析[J]. 冶金学报,2022.8. DOI:10.12721/ccn.2022.157037.
摘要: 我国科学技术的发展,自动化控制技术在各个领域中广泛应用,特别是在钢铁冶炼行业中的应用,对提高炼钢的质量和效率有重要意义,促进钢铁冶炼行业朝着生态、健康的方向发展。自动化开工至技术的应用是通过外加装置和设备实现机械设备应用流程的调节,保证机械设备的运行和应用能够满足炼钢生产的要求,在整个生产过程中也能减少人员的参与,节省人力成本。在日常的转炉炼钢的过程中,要重视自动化控制技术的应用并且要积极寻找自动化控制技术在转炉炼钢中的应用对策,将其优势充分发挥出来。本文针对转炉炼钢自动化控制技术的内容进行分析,分析常用的技术类型,明确自动化控制技术的工艺流程,为推动炼钢质量奠定基础。
关键词: 转炉炼钢;自动化控制技术;应用对策
DOI:10.12721/ccn.2022.157037
基金资助:

在炼钢行业的转炉炼钢操作中实施自动化控制技术,是该行业当前发展的先进技术之一,促进转炉炼钢技术朝着智能化、现代化方向发展,推动炼钢行业的进步。自动化控制合理应用能够为行业发展节省很多的资源,还能促进炼钢朝着精准、有效的方向发展,提高了炼钢的质量及效率,节省很多人力劳动,保证炼钢工作的安全性。随着全球经济的发展,国际钢铁冶炼行业都得到极大的进步,我国为了追上国际发展的脚步,也对钢铁企业提出极高的要求。我国钢铁行业的现状为,企业中的精品钢材、特种钢材比较匮乏,产品质量较差,但成本却居高不下。在激烈的行业发展中,企业要想占据一席之地就需要提高炼钢的技术。

一、针对转炉炼钢自动化控制技术进行全面分析

自动化控制技术是在无人参与的情况下通过外部设备和装置,保持机械设备或生产中的某个阶段能够自动、有规律的运行。自动化控制技术的应用必然会依托与信息技术,通过信息技术和人工智能技术的应用实现对转炉炼钢各个环节的监察[1]。我国钢铁冶炼行业的发展,产业在发展中面临很多的困难,尤其是转炉炼钢行业发展环境较为恶劣,操作流程非常复杂,对技术的要求也非常高。

自动化控制技术应用后不仅能够为企业节省人力资源和资金,还能降低工作人员的工作量,最关键的是避免了人员在工作中处于危险状态,保证炼钢工作的安全性。因此我们发现,自动化控制技术的应用对推动企业稳定安全发展有重要意义,同时也成为了企业未来发展的主要方向。

二、针对转炉炼钢自动化控制技术内容进行分析

(一)转炉炼钢自动化控制技术的工作原理

转炉炼钢的自动化控制技术依赖于计算机技术、检测技术等结合来发挥作用。传统的炼钢措施就是将铁水、铁合金等材料作为基础,利用高温下的化学反应达到炼钢的目的[2]。转炉炼钢自动化控制技术,通过计算机分析原料的相关数据,还要针对溶剂量、吹氧高度等信息进行计算,在吹练的后期还要计算钢水的温度,只有保证各系统的配合才能促进自动化控制技术的合理应用,保证钢材的质量。

(二)操作内容分析

转炉炼钢自动化控制技术应用流程为:先进行铁水的预先处理,利用铁水作为炼钢的原材料。在炼钢的过程中要注意先实施铁水氧化处理,彻底清洁铁水中的杂质,保证铁水的准精度,将配比好的石灰加入到铁水中形成氧化炉渣,加热后放氧化剂、铝合金等材料则可获取钢材。要推动自动化控制技术合理应用就需要计算机和设备的配合,规划操作流程,规范操作工序,出钢前还要进行挡渣处理,以免对钢材的质量造成影响。

三、转炉炼钢中电弧炉弧体的控制技术分析

(一)吹氧助燃技术

吹氧助燃是通过氧气的助燃作用促进燃料的燃烧,常用的燃料有天然气、煤炭粉、焦油等。这种氧燃助熔的手段的精髓在于控制好氧气的流量,才能保证助燃的效果达到最佳水平,这同时也对氧气的精密度有很大的要求,氧助燃的效果直接影响了钢材熔化的水平,对钢材成品质量也有很大的影响。氧气的流量以及氧气的配比需要根据电弧炉炉体中监测的压力和温度进行调节,因此吹氧助燃技术的应用对炉体中的压力和温度都提出了极高的要求。

(二)吹氧量控制技术

吹氧量在提高助燃效果上发挥积极的作用,因此控制水氧量是促进水氧助燃技术应用的关键。氧气是最主要的助燃材料,在炼钢中常用的吹氧助燃技术为自耗式钢管吹氧以及升降机吹氧两种,这两种技术应用的关键就是控制吹杨量,吹氧量的控制水平,需要通过钢材熔化后的钢水温度和钢水中的含碳量进行明确[3]

(三)吹练终点的动态控制技术

电弧炉炉体的控制过程中,吹练终点的动态管控是其重点环节。只有掌控好炼钢吹练的终点,才能掌控火候以及时间,因此是重要的炼钢技术。转炉炼钢自动化控制技术需要实施检测技术,评估电弧炉的状态和成分,若是钢水中的成分达到了生产标准,检测系统则可通过检测做出停止吹练的指令,有效保证了炼钢的质量。

四、转炉炼钢自动化控制技术的常用种类

(一)转炉炼钢检测技术分析

检测过程中开展自动化控制技术有重要意义,只有掌控好每个工作环节,实施严格的规范,才能发现存在的问题制定合理的解决方案,避免损害的发生。转炉炼钢检测技术主要针对熔炉的温度和转炉液面高度进行检测,获取相关数据后通过专业的软件针对这些数据实施全面分析。废气处理中,采用炉气定碳法分析二氧化碳、一氧化碳以及氧气的含量,通过合理的计算分析废气脱碳的速度,以此来获取转炉炼钢的相关数据,促进自动化控制技术的合理应用。副枪检测技术的应用,对提高钢材的质量有重要意义,还能节省材料的成本[4]

(二)自动化控制技术

自动化控制技术是在信息技术的基础上衍生而来的,通过计算机和网络的优势提高技术的应用效率,能够及时发现转炉炼钢工作中存在的问题并且实施智能化管理,保障炼钢质量。转炉钢铁自动化控制技术类型包括动态控制和反馈计算两种,这两种技术在功能上有很大的差异,因此转炉炼钢检测的内容也不同。动态控制模型需要针对转炉炼钢实施中的氧气、冷却剂含量给予控制,监测其含量是否符合要求,并且针对转炉炼钢工作中温度和含碳量的控制。反馈计算模型就是实施动态控制模型的监测,若是其中出现了问题、数据发生异常,那么反馈计算模型就能够针对问题给予相应调整。动态控制模型和反馈计算模型相互配合应用,满足自动化控制技术的应用需求,从而有效节省了人力和物力,避免原材料的浪费,也保证了自动化控制技术的合理应用。

五、小结

针对我国钢铁冶炼行业的发展,产业在发展中面临很多的困难,尤其是转炉炼钢行业发展环境较为恶劣,操作流程非常复杂,对技术的要求也非常高。要突破这一现状,我们就需要通过科学的发展,推动自动化控制技术在转炉炼铁中的应用。转炉炼钢自动化控制技术通过高产低耗的手段,控制原材料的应用,保持铁水和钢水保持恒温状态,避免其成分发生较大的波动,从而保证铁水和钢水的纯净度,提高钢材冶炼的质量。保证练出品质高的产品,才能促进企业的发展,通过自动化控制技术对推动炼钢企业的发展有重要意义。

参考文献:

[1] 杨帆,刘志芳,黄珍,等. 转炉炼钢自动化控制技术及常见问题分析[J]. 中国金属通报,2019(12):102-103.

[2] 史天松. 转炉炼钢自动化控制技术探究及常见问题分析[J]. 中国金属通报,2019(8):81,83.

[3] 宋清明. 转炉炼钢自动化控制技术及常见问题分析[J]. 中国金属通报,2019(4):8,10.

[4] 张杰. 转炉炼钢自动化控制技术及其系统综述[J]. 商品与质量,2018(5):279. 

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