摘要：随着我国工业化进程的不断推进,对于钢铁的需求量和钢铁的质量要求也变得越来越高，但是，目前我国的转炉炼钢技术的能力有限，该种炼钢技术本身也存在问题，同时，转炉炼钢技术的生产成本是很高的，与我国钢铁行业目前的发展状况是呈相反的方向。我一直倡导低成本高质量的绿色生产观念，只有提高转炉炼钢的技术, 才能生产出成本低质量高的钢铁产品，所以，一定要加强我国炼钢技术的功能转变，提升其生产效率。本文就转炉炼钢自动化控制技术展开了讨论。
关键词：钢铁行业；转炉炼钢；自动化控制技术
引言：近年来，国际钢铁行业生产出大量质量高钢材，并且其炼钢成本消耗较低，这与我国钢铁企业的生产发状形成了鲜明对比，非我国钢铁行业造成了很大压力，使得我国钢铁行业在国际钢铁市场间的竞争中占据劣势地位。所以，想要提升钢材质量和降低能源消耗，就必须要从改造炼钢技术入手，应用自动化控制技术能够提高转炉炼钢生产效率，有助于提升我国钢铁企业生产钢材的能力，在钢材质量方面也会得到提升，进而我国钢铁企业在国际钢铁市场中的竞争优势。
一、转炉炼钢自动化控制技术概述
转炉炼钢是以铁水、铁合金、废钢为主要原料，在不借助外加能源进行加热，仅靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成的炼钢生产过程。在转炉炼钢生产过程中，生产条件比较恶劣，生产影响因素和可控变量非常多，包括时间、温度、原料添加等等，这些变量因素对转炉生产及产品质量都有直接的影响。如何准确地控制这些变量因素，则成为关系转炉炼钢生产以及产品质量的关键，而自动化控制技术的应用则为这些变量因素的精准控制提供了技术保障。转炉炼钢自动化控制技术是以计算机信息技术、网络通信技术、工业控制技术等为基础发展起来的，针对转炉炼钢生产过程和各种变量因素进行控制的技术。随着转炉炼钢自动化技术在各大钢铁企业中的广泛应用，不仅节省了人力物力，降低了能源消耗，并且使生产更为高效，各项参数控制更为精确。
二、转炉炼钢自动化控制技术的内容
1.转炉炼钢检测技术
转炉炼钢检测技术主要分为副枪检测技术和废气分析检测技术两方面。在生产应用中，检测技术主要通过检测仪表对熔钢成分、液面高度、熔钢温度等参数信息进行记录和分析，为炼钢生产中的原件添加控制、温度控制等提供准确的数据支持。炼钢生产中会产生氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳等废气，炼钢检测技术采用了副枪技术与炉气定碳法相结合的方式，结合废气分析技术测定脱碳速度，通过测定并排除废气成分和流量，从而计算出转炉含碳量。转炉气副枪法的应用大大提高了转炉内含碳量的测量精度，为自动化检测技术提供了精准的数据支持，促进了钢产品质量和生产效率的提高。
2.转炉炼钢生产自动化技术
在转炉炼钢的生产过程中，其自动化生产技术通常会受到各种因素的影响，比如原料不足，或者是温度出现偏差等都会影响到自动化调整。转炉炼钢技术主要包括人工中技术和炼钢模型等先进技术，其工作原理就是针对特定的控制对象进行转炉炼钢生产模型的模拟，在此基础上进行相应的自动化控制，比如控制炼钢过程中的氧气需求量和冷却水的需求量，该项技术本身能够测量出相应的数据，比如钢水自身的含氧量和含碳量，进而实现对钢水的自动调节控制。
二、转炉炼钢自动化工艺流程及功能
1.转炉炼钢自动化工艺流程
转炉系统自动化控制中包含的装置和设备主要有转炉本体、氧枪、装料设备、供气设备、除尘设备、余热回收设备等，控制对象较多，内容较琐碎，工艺流程主要有以下几个部分：供氧系统控制，这是转炉自动化工艺流程的开始，主要是对氧枪位置和转炉吹氧量的控制。对供氧系统进行相应的参数设置后，氧枪即可根据既定程序和生产情况自动控制调节氧枪与钢液液面的距离以及吹氧量。原料系统的控制，包括对主料和辅料的称量，用电子秤对铁水进行自动去皮称量后，再通过计算机设定好的参数将主副原料进行对比，继而完成对自动配料、称重的上料控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆副枪系统的设定，副枪系统主要是用来检测钢液含碳量和钢液温度的，在系统控制中，系统自动给出所需探头并且自动安装，然后自动下枪使探头置于钢液中，对钢液含碳量和温度数据进行测量处理后，传送至计算机。煤气回收控制，主要是通过各种分析仪、变送器和微型机对管道废气进行采集、分析，对煤气流量进行测量，然后通过闸板阀进行煤气量的测量调节，从而确保炉口、管道煤气正压，避免空气进入，利于煤气回收操作。
2.转炉炼钢自动化系统的功能
自动化系统在转炉炼钢的应用中主要可以对废钢、铁水的质量进行称量、对电气控制进行指示以及对仪表监视控制作用等。以下是对转炉炼钢自动化系统功能的简要分析。
2.1转炉炼钢自动化系统对废钢、铁水质量的称量
由转炉炼钢工作环境恶劣，废钢、铁水的称重必须由天车主钩吊装废钢料槽和铁水炉缸进行装料。装料过程主要通过多个压式重量传感器读出废钢或者铁水的重量，并由补偿接线盒显示重量数据，并及时进行记录。
2.2转炉炼钢自动化系统对电气控制的指示分析
在转炉炼钢过程中考虑到有些电气操作是应急处理操作，关系到自动化系统的安全性和可靠性，因此，电气控制指示必须独立构成。自动化转炉炼钢共有六个散装料料仓，主要是铁矿石、白云石、白石灰以及铁皮球料仓。在散料质量测量过程中，主要是通过料仓四角处的压式称重传感器通过监测画面在仪表器中显示。
2.3转炉炼钢系统对仪表监视的控制分析
在转炉炼钢过程中，仪表监视控制部分是通过计算机技术，利用网络服务器和主机相连，监测仪表PLC的工作。计算机主机和从机相互合作，一旦有异常情况发生，做到主从机可相互代替工作的目的。这样可确保系统能够有一个相对完整的数据库，增加了系统的可靠性，便于系统的维护工作。计算机的监测画面是仪表部分的网络服务器，通过适配器从仪表中读取监测废钢、铁水等原料的使用数据；同时，监测画面还能实时的显示氧气、氮气以及冷却水的压力和流量，给操作人员提供有利的数据，供其对氮气、氧气、冷却水进行调整；同时，对钢水温度的监控中，采用热电偶探头深入转炉内取出钢水的温度，并利用监控系统从仪表器中显示。
三、炼钢自动化控制中常见问题及解决措施
1.转炉使用中的开闸、跳闸问题
在转炉的使用过程中，经常会遇到开闸和跳闸的问题，尽管问题比较常见，但还是应该注意避免，引起这类问题的，主要是因为变频器出现了故障，一旦出现合闸不良的情况，首先要考虑是不是变频器出现了输了不足的问题，然后再去查看是不是操作位置存在错误，还应该确认命令控制的输出值是否为零，如果存在偏差，就会直接影响到合闸操作。
2.信号传输问题
自动化控制依靠的就是网络信号的传输，当信号传输出现问题时则容易导致显示单元不显示、错误显示，执行机构拒动、误动等情况，造成很多严重的后果。例如挡火门不能移动的问题，基本上就可以断定是信号传输中断故障。针对该故障的分析判断，主要是应查看相应的指示灯，检查交换机接口是否出现弹片断开，网络通信线路是否出现断开或接触不良的情况。
结语：随着我国科学技术的不断发展以及自动化控制技术的大范围应用，我国钢铁企业在自动化控制水平上也提上了很多，实现了炼钢技术与自动化控制技术之间的完美结合，有效的推动了我国钢铁企业的生产模式改革，进一步提上了我国钢铁企业的生产效率和钢铁质量，实现高质量低成本的发钢铁企业展模式。
参考文献：
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[3]徐强, 董方. 冶金转炉炼钢自动化控制的技术研究[J]. 科技展望, 2017, 27(21).
论文作者:王凯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/19
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