温伟萍 王伟
（新钢集团公司自动化部一钢自动化车间，江西 新余 338000）
摘 要：我国作为工业大国，转炉炼钢技术能力却不够，产出的钢铁质量较低，生产成本较高，这与目前提倡的低成本高质量的绿色生产观念相悖，不利于我国钢铁行业向国际市场发展。针对此问题，我国钢铁企业必须进行技术革新，提升转炉炼钢的技术，生产出符合国际市场要求的高质低耗的产成品。为此，就需要我国钢铁企业加紧研究转炉炼钢的自动化控制技术，文章就如何提升转炉炼钢的自动化控制技术展开了一系列探讨与研究。
关 键 词：炼钢技术；转炉炼钢；自动化控制
引 言
近年来，随着国际钢铁行业的快速发展，低价高质的钢铁不断流入国内，我国较国际相比较为落后的钢铁生产技术导致我国钢材的价格却居高不下，使得我国的钢铁市场受到了巨大的威胁。在当今的国际钢材市场中，客户对钢材的质量要求越来越高，愿意支付的价格却在慢慢降低，目前我国的钢铁生产企业生产出来的钢材质量不高，能耗却不少，并且钢材种类也较少，缺少精品钢与特种钢这两类的钢材。面对激烈的国际竞争，我国钢铁企业要脱颖而出就这就迫使钢铁生产企业不得不革新自己的生产技术，运用现代化的自动控制技术来提升转炉炼钢的能力，使得产品质量与生产能力都得到大幅提升，只有这样才能让我国钢铁企业在国际市场竞争中享有价格优势，让我们在国际市场中占有一席之地。文章着重研究了转炉炼钢的自动化控制技术带来的生产效果，以期通过运用这项技术来提高钢铁产品的质量，增加产品品种，增强我国钢铁企业的国际竞争力。
1 转炉炼钢的自动控制操作
炼钢区主要包括铁水预处理、转炉或电炉、炉外精炼、连续铸锭四个工序或车间其控制内容如下：
在炼钢区，主要有铁水预处理、转炉或电炉、炉外精炼、连续铸锭这四个步骤或是车间，它主要的控制内容有以下几个：（1）铁水预处理自动控制：高炉炉前铁水脱硅、喷吹法与搅拌法铁水单脱硫自动控制等。（2）转炉自动控制：洪氧系统炉体倾动、底吹系统、炉口微差压、副原料输运与材料投放系统、燃气回收系统等自动控制。（3）电弧炉自动控制：废铁废钢、散装材料、配料、喷碳粉、电弧炉本体（氧气燃烧帮助熔铁熔钢、吹氧枪、炉内压、控制电极等自动控制、冷却水流量、压为、热度与温差的监控，锅炉、断网断水自动保护等）、排烟与除尘系统等。（4）炉外精炼自动控制：控制AOD 炉和相对湿度真空处理装置、LF 钢包精炼炉真空的控制、运用CAS-OB 法密封吹氧微调装置的控制、真空钢包喷粉脱硫控制等。（5）无间断铸钢自动控制：设备运作与停止顺序与铸坯的跟控与定长切割、打标号、铸建速度、压为、结晶器钢水温度、结晶器冷却水流量、结晶器钢水液体位置等自动控制，开浇、中间包钢水液位和保护渣加入控制等。
2 原料的配比称量与控制
2.1 废弃钢材的配比
使用平台电子称将本次配比完成的废弃钢材的品种、单一品种的重量与总重量等信息输入进电炉的控制系统PLC 或是DCS 中去，炉钢会根据锅炉内容与废弃钢材的实际情况来进行单批次或是多批次的配料。
2.2 散装配料的测控
我们将冶金用矿石、焦炭粉、石灰粉、帮助钢铁熔化和修补锅炉时所使用的粉状及颗粒装的原料称作为散装料，这些散装料使用PLC 来控制管理，它主要的作用有：根据冶炼时炉内所需的原料与重量来进行输料；根据所选计划通过给料机将原料运输给称量斗，并对这些原料的种类、重量及给料进行实时监控，供给原料的速度在原料重量小于原本设定的90%时加快，在达到90%时速度减慢，当达到原设定值的100%时停止给料；对下料进行控制，当称量斗将所需物料配好之后，位于称量斗下方的给料机就会将配料放至胶带运输机上运送进炉内；可以一次配比多种原料，大大缩短了配料所需时间；将本次运输进炉内的原料信息传送到电弧炉的总控制系统中去。
3 电弧炉炉体控制
3.1 氧燃助熔控制
为了降低钢铁在熔化期间所需的电耗与减少钢铁熔化时间，在电弧炉内配有氧气与燃料助熔物料。一般助熔所使用的燃料为：天然气、焦油与废油、煤炭粉等。氧气燃烧助熔系统是由给定器来控制氧气的流量与配比，通过压为与温度来计算燃烧中所需要的燃气与氧气流量。
3.2 吹氧控制
目前所拥有的吹氧方式有两种：一是使用自耗式钢管由电弧炉门往熔化池吹氧；二是通过升降机从电弧炉的顶部往熔化池内吹氧。自耗式钢管的检测与控制与转炉相类似，将氧气一次性压为可自动控制的流量，再根据熔化池内的刚睡温度与所含碳量的多少由计算机或者是工作人员计算出所需氧流量。在吹氧过程中，压为系统自动控制来稳定压为，吹氧人操控钢管按计算出的流量来完成吹氧。升降式吹氧方法的吹氧信号是从吹氧枪所在位置发出，它的吹氧过程与自耗式相同。
3.3 炉内烟尘控制
在电弧炉内，烟道与排烟口之间是有一定空隙的，这是因为排烟口与电弧炉会一起摇动，无法做到与烟道无缝连接。并且炉内也需要空气帮助烟气中的可燃物质在烟道管中燃烧完成，等这些物质冷却后除尘系统可以完成除尘，达到可排放标准后再由机器将这些物质排入大气。
3.4 电弧炉电极升降控制
3.4.1 数据测量。数据测量的主要内容是电弧弧压与弧流，大多是用变压器二次的电流交互感应器来进行弧流瞬时值得测量。但因为变压器二次相电压所反映的并非弧压的值，而是电抗器上压降之和，导致不能快速的测量出弧压。在电抗器中的压降包含感性压降与阻性压降两部分。感性压降是与三相电流的变化相关联的，它较为多变且数值偏大。在日常的钢铁冶炼过程中，感性压降会发生无法估计的极大变化，这种变化无法校正，导致弧压的测量出现误差，工作点偏移，损坏炉壁。
3.4.2 测算设定点与被控量。为了能充分利用变压器的内容量，精准的设定电弧炉的有功功率与无功功率是必不可少的，这些数值根据变压器电压级和相应弧阻的工作点而得来。工作点由计算机根据数学模型来设计计算，被控量数值的大多是根据电极的升降调整的方法来进行选择。与弧流、弧有功以及弧阻的计算方法及控制方案所相对应的是弧流控制、功率控制、阻抗控制。
3.4.3 调节器计算。现在所流行的是以IER 型算法为基础并进行改进的积分误差调节器，它将以往的调节器进行了升级，将积分运用到了小误差信号区，当出现小误差时它不会立即对误差进行处理，而是等误差累积并达到可调限定点时在对误差进行修正，并选得较大的增益，使得出现大误差时不以放弃小误差的稳定值为代价，却能够迅速调整，这极大提高了精准度。这种增益还能够根据冶炼的不同阶段的差异来获取相异值。
4 结束语
总而言之，要完成转炉炼钢的自动化控制，其本质就是要能做到“高产低耗”，要想实现这一目标，就必须要全面实施与运用自动化技术。我们应该要充分利用转炉炼钢的自动化控制技术来提高生产效率，在降低生产成本的同时提高我们的钢铁产品质量，让钢水铁水尽量保持恒温，降低钢铁成分的波动，提高燃气回收使用率，为企业创造更多的盈利空间。随着科技的进步，自动化控制技术也得到了进一步的发展，在未来，转炉炼钢的自动化控制技术必定会更加成熟，可以利用光学等技术来对炉内环境进行实时测量与监控等。这些新兴的科技与人工智能在未来都将为钢铁生产带来新鲜动力，从而使得我国转炉炼钢的自动化控制技术得到进一步的发展与提升。
参 考 文 献
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