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转炉炼钢自动化控制技术探讨

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  【摘要】当前我国的钢材市场的竞争日益激烈,各大生产企业面临着更大发挑战,社会发展对于钢材产品质量的要求逐渐提高。那么该如何在市场环境中站稳脚跟,同时进一步提高产品质量已经成为当前的重要课题。本文通过对转炉炼钢技术的自动化控制技术的深入研究,具体分析了其实行的意义,其后阐述了炼钢自动化控制技术的应用情况,以供参考。
  【关键词】 转炉炼钢;自动化控制;应用价值
  当前计算机技术已经在各个领域中普及,与之相应的冶金模型应运而生,其主要是依托计算机所建立的数学模型,通过模型计算可以得到相应的参数,把握炼钢转炉的实时反应状态,大大提高了炼钢生产的自动化水平。本文就自动化控制技术的具体应用进行了深入探究。
  一、转炉炼钢自动化控制技术概述
  当代计算机网络技术不断推陈出新,工业控制技术呈现多样化的特点,在此基础上,转炉炼钢自动化控制技术受到了社会各界的高度重视。传统的炼钢技术多以铁水、废钢、钛合金为原料,利用铁水中产生的热量和废钢,再结合铁合金高温环境下的化学反应热量来炼钢。与传统的转炉炼钢技术相比,自动化控制技术实现了多项数据分体,并基于温度、钢铁种类和铁水重量及温度,利用计算机计算得出相关数据,在通过动态模型进行数据调整,最终实现自动化控制炼钢的目的。
  (二)转炉炼钢应用自动化技术的意义
  1、提高生产效率,降低能耗
  当前我国大力提倡再循环、低能耗的发展理念,各行各业已经意识到了去产能、降耗能的重要作用。钢铁行业具有高消耗的特点,也因此更加注重能耗节约,转炉炼钢自动化技术的应用,能够有效减少资源浪费,同时改善环境污染状况,并在提高生产效率的同时,帮助钢铁企业实现高质量、低能耗的发展目标。另外,实行自动化技术,能很大程度的提高终点命中率。对钢水质量有了更严苛要求的今天,相关技术人员必须用更加严谨的态度对待转炉自动化炼钢过程。
  2、保证炼钢稳定性,提高质量
  转炉炼钢自动化控制技术的使用,能够在降低生产成本的同时,进一步提高炼钢的质量和生产量,利用较为成熟的技术方法,也可以节约生产能耗,对环境维护具有重要意义。提高终点命中率和原料利用率是自动化控制技术应用价值的具体体现,不仅能够优化生产质量,还能够提炼炼钢原料中的杂质,既缩短了冶炼周期,也提高了钢液温度和成分的稳定性,为连续铸钢奠定基础。在自动化转炉炼钢技术的支持下,有效减少了冶炼过程中的能源消耗,保证了钢水成分的稳定,原料的利用率也得到了相应的提升。
  二、转炉炼钢自动化控制主要技术
  就目前的情况来看,自动化炼钢技术日益完善,我国的钢铁生产能力不断提升,其精度也更加贴近要求。新形势下的工业技术、检测技术和自动化技术之间联系紧密,各项技术的应用减轻了工作人员的任务量,有助于生产效率和质量的提高。以下详细阐述了转炉炼钢的自动化控制主要技术,具体如下:
  (一)转炉炼钢检测自动化技术
  转炉炼钢自动化检测技术主要针对两方面进行检测,
  一是废气分析技术,废气分析检测技术利用了为炉气定碳法,检测对象主要是转炉废气,测定参数包括CO、CO2、O2、N2、H2等,检测人员要计算炼钢过程中排出的废气中的脱碳速度,以此来确定转炉内钢水残留的实时碳含量,这些信息能够为自动化检测提供确切的数据,为确定钢水成分做出好良好参照。
  二是副枪检测技术。副枪检测技术内容包括钢水温度监测、转炉内部成分及其液面高度,通过检测仪显示记录各项参数,再由检测人员利用软件进数据分析处理,从而得到更为准确的数据,为炼钢生产提供技术支持。副枪技术的使用,是转炉炼钢先进性的发展标志,通过副枪检测可以有效提高生产量,同时降低炉衬的浸蚀,让吨钢成本降的更低。
  (二)转炉炼钢过程自动化控制技术
  转炉炼钢过程自动化控制技术的涉及范围较广,简单来分包括控制模型,控制设备,
  一、控制模型。转炉炼钢的控制模型主要分为两种,一种是动态控制模型,另一种是反馈计算模型,两种模式都是根据系统的检测数据进行控制的,但由于所使用的技术不同,因此在检测内容方面也存在差异。其中动态控制模型的监测对象为氧气和合金投入量,技术人员要根据检测结果来调整转炉内的含碳量和钢液温度。而反馈计算模型实则是一个复检的过程,针对动态控制模型计算中产生的误差加以调整。两种模型的综合利用,提高了转炉冶炼的效果。降低了钢水成分出格的概率,提高了成分的命中率。
  二、控制设备,现场设备的控制,全部由计算机中央集中控制,由计算机自动化辅助系统通过对预先储存数据的钢水模型比对,提取数据库中的符合的模型参数,根据不同钢种的具体要求,实现针对性的冶炼流程,在过程中提示技术人员执行不同的生产工序和操作方法,杜绝有危害及不和成分的操作,并在全过程实时跟踪记录操作数据,实施监督。并利用计算机技术对检测出的问题进行智能化调整,提高生产效率,降低工人工作负荷。
  随着网络化,智能化时代已经来临,为了更好的解决转炉炼钢生产过程中存在的问题,企业已建立起一套自己的人工智能化技术模型,在实际炼钢中逐步投入生产使用,真正做到“一键炼钢”。减少人力和物力投入的同时,提高生产效率。推动钢铁生产朝着智慧制造的方向发展。
  三、转炉炼钢自动化控制技术的重点及优势
  (一)重点
  1、控制技术
  控制系统利用动态控制模型、反馈计算模型,估算吹炼重点含碳量和钢水温度,前者的控制主要针对所需氧气数量和合金投入量,并通过数据监测来计算相关数值;而后者主要用于分析和调整前者出现的误差。
  2、数学模型
  转炉炼钢的动态或静态控制,都要借助数学模型计算。其中动态控制系统以热平衡和化学平衡为基础而实施,其后根据这项基础来设计静态数学模型,计算得出起始的氧流量和氧枪高度,最后技术人员执行吹炼操作,结合副枪检测信息进行参数调整,确保自动化控制过程的顺利开展。
  3、人工智能技术
  转炉炼钢自动化控制技术的大范围应用,取代了人工勞动模式,随着计算机科学的持续发展,人工智能技术应运而生,其实现了操作技术的转化,不仅能够降低人工成本,自动化技术还可以提高生产力和产品质量,促进钢铁企业的现代化发展。
  (二)优势
  实践证明,转炉炼钢自动化控制技术有着较强的技术优势,具体体现在以下四方面:其一,有效降低了国内平均的转炉后吹率,同时提高了转炉终点温度,碳的命中率高达90%;其二,冶炼周期缩短,炼钢效率进一步提高;其三,显著降低喷溅率、石灰的消耗率,得铁率提升幅度约为0.5%;其四,转变炼钢模式,促使操作过程朝着网络化、智能化的智慧制造方向发展,提高炼钢企业的经济效益。
  四、结语
  综上所述,自动化控制技术的应用,快速提高了转炉炼钢的自动化水平,各大企业遵循“高质、高效、节能、环保”的发展理念,推动生产流程朝着智能化方向转变,可见自动化控制技术对于我国钢铁行业的发展具有积极意义。自动化是炼钢产业的必然发展趋势,企业可采取合理手段来降低能耗、提高产能,为自身创造更大的收益。在今后的发展过程中,企业还要积极引进先进技术和经验,不断提高我国钢产品质量和生产水平。
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