摘要：钢铁行业作为我国工业重要组成部分，对促进我国社会进步和国民经济增长具有十分重要的作用。为紧跟时代发展步伐，钢铁行业也从自身角度出发，不断进行改革和创新，并积极引进现代先进技术，完善和优化生产过程，提升生产效益。基于此，对自动化炼钢过程控制技术及其应用进行研究和分析。
关键词：自动化炼钢；过程控制技术；应用；研究
随着我国社会经济和科学技术不断发展，转炉自动化炼钢技术在钢铁行业中也得到广泛的应用，通过自动控制所涉及到的数据精准搜集、关键的工艺设备和模型自动化控制在炼钢生产过程中的应用，不仅可以实现减少成本投入，还能够大幅度提高钢铁生产质量。在本文中，从自动化炼钢控制系统设计出发，对自动化炼钢过程控制的关键工艺设备控制及其应用进行详尽的分析和阐述。
1自动化炼钢过程控制系统设计分析
1.1自动化炼钢过程控制的困难性
对转炉炼钢过程进行有效控制存在一定的难度，其自动化炼钢自身也具有综合性和复杂性特点，在一定程度上也加大了炼钢控制难度，自动化炼钢过程控制困难性主要体现在以下几方面：（1）供氧操作，若是枪位出现过高的情况，就很容易在锤炼前期出现炉渣喷散的情况，严重情况下还会导致危险事故发生，若是枪位出现过低的情况，在炉渣中期反干时也较容易出现金属喷溅、粘枪等情况；（2）造渣操作，若是没有及时填入中辅原料，也没有对枪位的对炉状态进行及时调整，也较容易影响到返干、脱磷等效果，因此需要重视辅原料添加速度和枪位高低的有效控制；（3）终点控制，由于脱碳热量的不断提升，也会导致终点分析会出现时间误差，再加上转炉原材料出现变化和检验仪表状态出现偏差，也会引发返干、喷散等问题发生，这些问题的出现在一定程度上也加剧了自动化炼钢过程控制的难度[1]。与此同时，在对转炉计算机实施控制时也要注意以下问题：（1）远程预报，即结合实际生产情况，从钢种的实际需求出发，运用准确的吹炼方法，以保证最后命中目标；（2）吹炼终点，通过对炉内情况进行实时监测，并对所存在的误差进行科学计算，准确的预报出吹炼终点；（3）容错性，对由于原有条件发生改变所出现的误差进行及时校正，并对炉内实际情况展开分析，然后制定合理预报的方案。
1.2自动化炼钢系统设计
结合上述所提情况，将2级计算机控制方法应用到其中，并预留3级硬件通信与软件接口。整个控制系统选择以太网，将1级电气控制站、人机接口、服务器等设备接入到其中，使得1、2级数据管理都能够为客户机进行服务。其中1级主要是对生产工艺及其设备运行的各项数据进行搜集，并对采取不同工艺和设备生产运行过程中所存在的问题进行紧急处理。在此基础上，也结合操作命令、2级命令数据及其在运行现场检测到的信号对不同工艺设备进行调节，进而实现对冶炼系统的良好控制。
1.3转炉炼钢控制程序
转炉炼钢控制的程序主要包含了：（1）在进行冶炼之前，需要结合实际生产目标、出钢的温度和炉铁水分，构建预算模型，并借助这一模型，对冶炼的铁水量、废钢的重量等进行计算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然后再结合钢种、钢包容积实际情况，进行二次预算，并以此指导开展脱硫操作；（2）在进行装料时，需要根据铁水量、废钢类型和体积构建喷次计算模型，以此计算出本次冶炼氧气的流量、原料重量等，同时对吹炼阶段副枪测温时间、吹氧方法等时间和批量进行确定，最后得到生产液面的高度；（3）当吹氧量处于整体吹氧量90%的条件下时，对炉气持续性展开研究，可以通过对实时模型进行连续性检验方式，得到钢水的碳含量。与此同时，也可以借助副枪对钢水的温度进行测试，进而对吹炼时间进行科学、合理调整，当钢水的温度和碳含量达到出钢的要求时就可以出钢，若是不符合出钢要求，就需要补吹模型[2]。
2关键工艺设备控制与应用
2.1氧枪控制系统
转炉氧枪在炼钢生产中具有重要作用，需要氧枪持续升降与位置确定，氧枪定位精准的控制能够确保冶炼质量。氧枪控制包含安全控制与位置控制。
2.1.1安全控制
想要确保氧枪稳定工作，需要在其行程范围中设计相关的保护方法，例如电气、机械、程序控制等，确保氧枪稳定运行。涉及到的内容有：（1）氧枪参数控制，如果结果高于标准参数进行输出报警，操作人员需要进行设备参数调节；（2）编码器断线丢码控制，在编码器发生问题或短路后，容易导致抢位失真而出现错误控制；（3）编码器掉电控制，经过检测码动态控制，输出报警和动枪关联；（4）编码器机械连接设备问题控制，编码器和氧枪牵引钢绳滚筒经过机械连接，当连接发生脱落，将导致检测枪位和实际枪位偏差，造成安全连接失去作用。针对这一问题，进行程序分析输出报警，或者是与动枪、摇炉连锁，能够有效防止问题出现。
2.1.2位置控制
位置控制的直接作用是让氧枪可以精准到达吹炼位置，确保炼钢质量，提升生产效果。但是，氧枪位置控制精准性与迅速性相互矛盾。因为想要提升氧枪升降速度，就会难以控制位置准确性；减慢氧枪升降速度能够提升氧枪位置精准性，但将降低生产效果。针对这一问题，可以通过采取以下措施实现：（1）设计氧枪等候点位置，等候点是氧枪非吹炼过程中的安全等待位置，其位置在确保不影响其他工艺时距离吹炼位置最近的点；（2）提升氧枪升降速度，确保位置控制精准效果，在区间中，结合氧枪位置和设计位置偏差的缩减，平滑地得出持续减小的氧枪速度控制参数，再结合实际工艺状态与调试状态，准确设定参数[3]。
2.2仪表监督控制
对仪表进行监督控制，主要是利用双机热备，仪表监视控制选择２台热备用的网络服务器，主机连接网络通知仪表PLC运行。若出现主机故障，辅机要在短时间中接替主机工作，实时控制且储存原有数据信息。如果主机重新启动，辅机自动进行主机中的数据信息备份，监督控制。
结语：本文主要是基于对自动化炼钢过程控制技术及其应用的研究，对此进行研究主要是从自动化炼钢控制系统设计分析展开，对控制难点、系统设计及控制程序进行详细的分析和阐述，并着重对自动化炼钢过程控制技术的应用展开探讨，在自动化炼钢控制技术应用下，也极大的提高了炼钢的自动化水平，推动钢铁行业进一步发展。
参考文献：
[1]黄祖祝.转炉自动炼钢技术的研究与应用[D].东北大学，2013.
[2]王刚.转炉炼钢自动控制系统的研究与应用[D].东北大学，2014.
[3]祝义.自动化炼钢过程控制技术的研究与应用[J].自动化应用，2018（02）：154+158.
论文作者:张超,陶祥朋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/14
标签：转炉论文; 位置论文; 过程控制论文; 精准论文; 编码器论文; 技术论文; 情况论文; 《电力设备》2018年第18期论文;