转炉炼钢自动化控制技术探究及常见问题分析获奖科研报告

转炉炼钢自动化控制技术探究及常见问题分析获奖科研报告摘要：新时期发展下炼钢企业技术水平不断提高，转炉炼钢作为当前企业生产的重要工作采用自动化控制技术对提高生产效率与产品质量方面具有重要影响。文章对转炉炼钢自动化控制技术进行分析，并结合技术问题探讨提升改善对策。

关键词：转炉炼钢;自动化;控制技术;技术问题

引言

我国炼钢产业发展较早，炼钢技术的应用，直接决定了炼钢的效率与质量。转炉炼钢自动化控制技术，属于全自动技术的一种，可以为炼钢提供稳定的钢水质量与温度，提升废弃的回收率。转炉炼钢自动化控制技术的应用，符合我国供给侧改革的思想，在炼钢行业的发展中获得了突出的效果。

1转炉炼钢技术概述

计算机技术和物联网技术的高速发展，对于工业生产提出了自动化控制方案，并且在互联网技术的支持下工业自动化生产呈现出蓬勃发展的现状。在信息技术和物联网技术的支持下，转炉炼钢技术改变传统的铁水、废钢、钛合金等材料为基础原材料，根据钛合金所形成的熔化温度环境为基础的炼钢技术，增加了计算机控制下的高温环境精确变化以及钢材种类和铁水的质量等参数生成一种动态参数模型，并且将形成可视化结果便于技术人员调节和控制，进而实现转炉炼钢技术的自动化控制过程。

2转炉炼钢自动化控制技术的优势

2.1提升了炼钢的效率

随着供给侧改革的实施，我国炼钢行业需要进行去产能、降能耗的改革[2]，转炉炼钢自动化控制技术，可以有效节约人力物力。在生产环节，可以使用计算机发布指令，结合生产参数的实时变化，进行及时调整，避免了物资的浪费行为，保证炼钢的效率提升了30%，这样自动化技术的应用就会得到稳步的提升。同时，转炉炼钢自动化控制技术节约了人力，让工人远离了恶劣的生产环境，实现了人力的解放。在计算机的应用中，可以记录计算模型，并进行动态调整，使得原材料能够高效配置，并提升炼钢的效率，让企业结构更为精简。

2.2提升了钢材稳定性和质量

钢材企业采用转炉炼钢自动化技术的优势就是能够最大限度的降低材料的废弃率，提高利用率，控制生产成本，促进了钢材的使用性能生产效率极大提升。钢材企业采用转炉炼钢自动化技术不但降低了生产成本和保护了环境，还在一定的程度上提升了钢材值稳定性和钢材质量，使得转炉炼钢技术自动化在一定意义上实现了质量和性能的双重提升。转炉炼钢自动化技术的主要目的是能够缩短炼钢周期，提升终点命中率和提升原材料使用率，降低污染量，确保了钢液成分的比例符合钢材标准，进而实现了钢材质量和性能的目标体现。

3转炉炼钢自动化控制技术问题分析

在现阶段的转炉自动化控制系统中，大量应用了现代化技术，通过PLC数据采集模块来快速实时获取各种数据信息，得到系统运行的真实状况，能够更好地提高炼钢生产过程的高效性。随着厂普转优的深入推进，对转炉生产质量和冶炼节奏提出了新的要求。因此就需要对原有的自动化控制系统进行升级改造，牢牢建立在生产实际状况的基础上，进行综合二级生产涉及的日成本数据二次开发。现代化的自動炼钢设备能够提高钢的冶炼质量，在不影响产能的前提下进一步降低原材料消耗，使得生产成本有所减少。在对品种钢进行冶炼时，传统控制系统已显现出了一定的不适应性，因此就需要对现有的转炉自动化控制系统进行进一步的优化和改造，增添新的控制功能。

4转炉炼钢自动化控制技术要点

4.1转炉炼钢废气分析及检测技术

在转炉炼钢的过程中，会产生一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气、氩气和氢气等气体。转炉炼钢运用质谱仪对废气进行分析可以将副枪检测技术和炉气定碳法进行有机结合，副枪检测技术作为核心技术，在这两种技术的基础上对废气的生产状况和脱碳的速度进行检测和分析。通过对转炉炼钢过程中排除的废气和流量，对炉内瞬时钢液残留的含量提供数据，进一步预测炉内的含碳量。在转炉炼钢的生产过程中使用副枪检测技术可以提高含碳量分析数据的准确性，为自动化检测技术提供了数据支持，提高了钢的质量和工作效率。相比于传统的人工技术来说，降低了劳动强度;减少了倒炉次数、复吹次数，降低渣中TFeO含量，提高耐火材料的寿命，缩短冶炼周期，提高了整体工作效率。

4.2转炉炼钢生产自动化技术

转炉炼钢生产自动化技术，是转炉炼钢的关键所在，由人工智能与控制技术组成。人工智能需要计算机技术的支持，推导出原材料配置的公式，并根据检测结果进行智能化调整，实现生产效率的提升。而控制技术包括计算模型的反馈，以及动态控制模型，动态控制模型强调搜集的信息，如冷却剂与氧气是否符合实际需求，转炉内的含碳量与钢液的温度情况。而计算模型的反馈，需要对计算模型中的误差进行调整，并得出人工智能化模型，降低生产中的误差。转炉炼钢生产自动化技术正处于高速发展中，受到了搜集到的信息影响，以及计算机发展的影响[2]。

4.3指示电气控制

转炉炼钢过程中的电气操作主要是生产过程中的应急操作，操作的情况会影响整个过程的安全，所以一定要保证电气控制指示的独立。工作人员必须重视电气控制指示，重视安全原则，保证转炉炼钢生产过程的安全性。以某厂为例装料仓，主要包括铁皮球料仓、白石灰料仓、铁矿石料仓、石灰石料仓等。在对散料的质量进行测量时，主要通过仪表器显示数据，为自动备料提供保障。

5转炉炼钢自动化控制技术优化策略

5.1增加送样时间按钮

增加送样时间按钮，可通过相关工作人员来调节时间送样按钮来得到预期的化验周期。送样时间需要基于原有的工作经验来进行决定，通过和工程技术人员进行深入讨论，在不影响冶炼质量以及生产要求的前提下，要尽量缩短化验时长，并确保化验分析的准确性。将该按钮信号传输到PLC模块中。在程序编写测试过程中，出现化验时间为空等造成程序报炉次数据为多条，不能进行插入操作造成程序报错的情况。通过这样的改造方案，促进了炼钢生产终点温度和碳的双命中，利于提高转炉生产效率。

5.2建立数学模型系统

不管是炉内自动化控制的静态控制还是动态实时控制都需要建立在数学分析的基础上，尤其是根据数学模型的建立分析和计算过程，进而确定在炉内的化学反应在化学平衡方程中含量的微妙变化。转炉炼钢的动态或静态控制，都要借助数学模型计算。通过数学模型计算可以得出炉内的氧气含量变化和氧枪温度变化情况，才能决定技术人员进行估算锤炼程序操作，根据副枪反馈的信息数据参数进行调整和分析，确保炉内自动化控制过程的顺利[3]。

5.3转炉炼钢系统对仪表监视的控制

在转炉炼钢的过程中，计算机技术会有机结合在仪表监

视的过程中，通过网络对仪表PLC进行实时监测和记录。计算机主机和从机的结合可以保证一旦主机出现了问题，从机可以及时代替主机工作。这样可以保证系统的平稳运转，就算出现紧急情况也可以正常工作，主机和从机结合也可以方便工作人员对系统进行定期维修，可以保证仪表监测工作的正常运转。通过对仪表监视的控制可以弥补以前只有人工监视的情况，能够保证全面、