转炉炼钢动态控制技术的研究

转炉炼钢动态控制技术的研究

王玉生

河钢邯钢邯宝炼钢厂 河北邯郸  056015

摘要：提高钢材产品质量、降低钢材生产成本以获取更高的利润是钢铁企业永恒追求的目标。钢材生产成本主要受转炉合格钢产量、各物料单耗、转炉吹损率以及良坯量等多种因素的制约。提高钢材产品质量、降低钢材生产成本需要从原料到产品全流程协同完成，而转炉合格钢产量是协同完成提高产品质量、降低生产成本的前提和基础。传统转炉冶炼过程主要依靠转炉操作人员的经验判断炉内的反应状态，容易导致因操作人员技能差异以及生产情况复杂造成的钢水质量不稳定，进而影响转炉合格钢产量。因此，实现转炉炼钢的动态控制对于提高钢材质量、降低钢材生产成本具有重要意义。

关键词：转炉炼钢；动态控制技术；措施

1转炉炼钢终点控制技术应用现状

我国在转炉炼钢终点控制技术的应用过程中，主要历经了人工控制、静态控制、动态控制和自动化控制4个阶段，在每种技术的应用过程中，其准确率和炼钢质量都在不断提高。在人工控制的过程中，工作人员根据已有经验来观察炉火变化，并借助常规的检测手段判定终点，相对而言，原材料较为浪费、准确率较低；在静态控制技术的应用中，主要以静态模型作为基础，根据钢水成分和温度构建模型，并通过计算物料平衡和热平衡、纠正模型数据进行操作，准确率有一定提高，但操作和计算过程较复杂；动态控制技术则是基于静态模型构建动态模型，主要用于炼钢后期动态监控吹炼过程、调整参数，其准确率较高，可达80%及以上，被广泛应用于炼钢生产过程；自动控制技术是基于动态控制之上，通过与计算机相连来控制冶炼过程，其在减少误差的同时极大提高了产品质量，在应用过程中，可以通过动态信息获取及时进行调整、计算、传递，从而达到吹炼目标。在科技飞速发展的背景下，目前我国已能利用相应的光学参数(图像)来控制终点；此外，很多人工智能的有效应用也在很大程度上提高了准确率，尤其是神经网络控制方法，极大优化了控制准确率。然而，转炉炼钢终点控制技术在企业应用过程中仍然存在很多不足，值得进一步探讨。

2转炉吹炼动态控制技术

2.1副枪检测技术

副枪检测技术出现较早，早在20世纪90年代，就已经在国外获得广泛应用，进入21世纪以来，我国钢铁企业也开始广泛使用副枪进行检测，副枪主要是由枪体、副枪导引机构以及探头插拔机构组成。副枪检测技术主要是通过在枪体最内层安装的信号导线与底部的探头相连接，用于测温、定碳以及定氧。发展至今，副枪监测技术在检测钢水过程碳温和终点温度方面的已经较为成熟，设备故障率较低，反馈较为及时。但是此方法不能够连续检测，只能进行外科手术式的点测，需配合转炉操作经验进行终点控制和判定，对整个炼钢过程动态控制作用十分有限。

2.2增强工作人员的环保意识

随着环境保护制度的不断完善，人民群众的环保意识也在逐步增强。在此大环境下，钢铁行业的生产也需要与环境保护的发展方向相一致。因此，在以后的技术探索中，要加大对各种设备和技术的投入力度，从多方面优化工艺流程、降低工序损耗、加强能源的转换功能、挖掘可循环利用的能源，实现综合节能生产。例如：对炼钢余温热度可以尝试研发新的操作途径；对烟气能力进行有效转换；回收冷却水；等等。另外，可选用有节能功能的物理、化学方法挖掘流程工艺中可能的节能点。缩短工艺时间、优化工艺流程、保证各环节有效衔接是实现转炉炼钢节能、环保生产的关键。在炼钢操作过程中，要使用除尘技术以减少烟尘对环境的污染，同时完善保温系统，尽可能地降低能耗。

2.3声呐化渣技术

为探索炼钢过程中炉内的造渣情况和反应情况，研究人员提出了声呐化渣技术和烟气分析技术。转炉炼钢过程中，炉内的噪声主要来源于氧枪的超音速气流对钢液和渣面的冲击，炉内的噪声随着炉渣状态的改善而逐渐降低。声呐化渣正是基于此原理判断炉内造渣情况。声呐化渣设备主要由噪声收集设备（声呐）和噪声分析设备组成，当发现造渣情况与预计过程曲线不符时，通过调整氧气流量和枪位进行修正。在实际使用过程中，声呐化渣技术在辅助转炉操作人员判断成渣过程方面具有一定的作用。但转炉车间内噪声来源较为复杂，会影响声呐对于炉内噪声的采集，且没有合适的数学模型表征不同的噪声曲线所对应的枪位和流量关系，使得声呐化渣技术难以精确地反映炉渣成渣状态。

2.4加快技术创新和设备升级

要想尽早实现钢铁生产自动化的目标，应首先加强科学设备的投入和使用。现今转炉炼钢工作人员的操作经验和专业水平是影响整个生产流程和最终产品的关键因素，因此加大创新力度、研发更先进的技术设备、采用更科学的管理方法、完善各工艺环节是保证钢铁质量的必要条件。另外，工作人员需要在冶炼操作过程中不断学习，提高自身的专业素养和能力，适应新时代发展对钢铁行业的新要求。相关企业应制定科学的指导政策，有效结合人工经验和科学设备，从而提高冶炼工艺的精确度和效率。

2.5加大光学图像方法的运用力度

在转流量刚实验中，技术人员为了制定更加准确的数值，对光强数据加入了一些简单的技术处理。炼钢炉内复杂的反应会是在炼钢过程中炼钢遭到破坏。由于罗内干扰因素很多，这些干扰因素都会对炼钢产生不同的影响，但是有一个共同的特点会使光强发生剧烈的变化。操作人员在对光强信息进行提取和管理时，根据炉口的图像特征去对数据信息库进行判断。但是这些图像会随着外界的温度和整体情况发生变化，火焰会发生变化。所以他说技术管理人员对光学图像的控制和处理就需要专业的技术水平。要使用简单并且快速的处理技术实现提取连续图像，对于这些情况，人工给予的判断方式是探究终点火焰的变化情况。因此，操作技术管理人员，采取了采取sv的变化模式，同居黄色像素数据的数值。这些数值产生的结果就是用来判断图像的整体变化情况。运用sv变换的手段是火焰图像控制技术中最常用的一个模式。可以提升火焰图像的处理速度是炼钢的质量和速度得到了很好的保障。

2.6确保动态管控技术运用的科学性

各行各业在工程炼钢中都发挥着自身巨大的作用，在很多的政府管理中也出现了应有的职能准则。还有不同行业的相关部门都会根据科学手法去制定合理的解决方案与措施，也是为了能够更深入的将我国的政府职能科学的划分。在工程建设政府管理中，也出现了不同区不同的管理职责。这些都需要建设政府根据实际情况去划分科学的管理制度。在炼钢工程项目施工的过程中，企业和施工单位并没有按照国家的施工标准和技术标准去进行，也不具备完整的监督管理体系。另外，在实际工作中，工作人员也没有对相应的技术进行对接，在企业内部进行施工管理制度并不明显。而且随着现在建筑行业越来越大，施工技术也越来越高，都会出现一系列的安全技术问题。如果施工管理人员在施工作业进行的过程中没有做好完整的制度方案，工作人员在实际的工作中没有与自身所擅长的技术完成对接工作，导致施工企业内部的责任划分不明确，不清楚。也会出现很多项目没有专业的人士指导，会严重的影响施工的进度与质量，所以为了避免这些情况的发生，炼钢管理部门应该去提升机械设备自动化的操作模式。如果炼钢企业单位没有按照规定的时间开展施工，没有培养专业的技术人员将会无法达到施工的要求，没有根据实际要求去应用自动化技术水平，就会影响炼钢最终的质量和效率。与此同时，在炼钢施工现场，与工作人员自身的技术水平。都没有达到合格的要求，将会影响施工的效果。

3结论

总之，转炉炼钢终点控制技术在我国炼钢企业中的应用，能有效提升炼钢产品的质量和生产效率。因此，我国炼钢企业应顺应时代发展趋势，在深入探索和分析各项终点控制技术应用优劣势的基础上，结合实际情况优化生产操作过程，在有效应用转炉炼钢终点控制技术的同时，保障操作效果和产品质量，从而提高炼钢企业的经济效益和社会效益，促进其创新可持续发展。

参考文献：

[1]张安民.转炉炼钢终点控制技术分析[J].冶金与材料，2022，14(1).

[2]张敬泽.转炉炼钢终点控制技术分析[J].冶金管理，2021(21).

[3]许旭东.转炉炼钢终点控制技术分析[J].冶金管理，2021(13).

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