自動化煉鋼過程控制技術(shù)的研究與應(yīng)用

修國順

摘 要：隨著現(xiàn)代社會不斷發(fā)展，社會上對鋼鐵資源也有著越來越大的需求，在這種大形勢下，煉鋼技術(shù)也得以較好發(fā)展。在當(dāng)前鋼鐵生產(chǎn)中，自動化煉鋼已經(jīng)成為常見的一種生產(chǎn)模式，并且發(fā)揮重要作用及意義。在自動化煉鋼過程中，為能夠得到更好效果，應(yīng)當(dāng)對相關(guān)控制技術(shù)進行應(yīng)用，從而使鋼鐵生產(chǎn)效率及質(zhì)量能夠得到更好保障，促使其得以更好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動化煉鋼；控制技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.013

在當(dāng)前鋼鐵生產(chǎn)實踐過程中，為能夠使生產(chǎn)效率及生產(chǎn)水平得以提升，越來越多的現(xiàn)代化技術(shù)得以應(yīng)用，而自動化煉鋼就是比較重要的一種。在自動化煉鋼過程中，對其進行合理控制屬于重要內(nèi)容及任務(wù)，而為能夠?qū)崿F(xiàn)更好過程控制，需要對相關(guān)控制技術(shù)進行合理應(yīng)用，從而保證自動化煉鋼更好進行，使鋼鐵生產(chǎn)取得更加理想的效果，促使鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)得以更好發(fā)展，為社會上提供更多鋼鐵資源。

1 自動化煉鋼控制存在的困難性

對于轉(zhuǎn)爐煉鋼而言，其過程控制表現(xiàn)出綜合性及復(fù)雜性特點，在實際控制過程中的難度比較大。首先，在供氧操作方面，在實際操作中所槍位比較高則很容易導(dǎo)致在吹煉前期出現(xiàn)爐渣噴散情況，甚至?xí)?dǎo)致有危險事故發(fā)生。其次，在造渣操作方面，若在十幾分鐘時間內(nèi)以及槍位未能夠正確調(diào)節(jié)對爐狀態(tài)，則很容易造成返干情況出現(xiàn)，并且脫磷效果比較差。在實際操作過程中，對輔原料添加速度進行控制，以及槍位高低控制屬于十分重要的一項內(nèi)容及任務(wù)。第三，終點控制，由于在脫碳過程中熱量升高速度比較快，并且終點分析時間僅僅為10s偏差，很容易導(dǎo)致有較大偏差情況出現(xiàn)。除此之外，轉(zhuǎn)爐原材料變化、檢驗儀表以及鍋爐狀態(tài)偏差等因素均容易導(dǎo)致有噴散以及返干等相關(guān)問題存在，從而導(dǎo)致在對終點進行控制方面增加困難。

因此，在對轉(zhuǎn)爐計算機進行控制方面應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：其一，實行遠程預(yù)報，應(yīng)當(dāng)與當(dāng)前實際情況及生產(chǎn)鋼種實際需求，對相關(guān)吹煉方式進行正確選擇，對于吹煉時間以及原料量應(yīng)當(dāng)進行準(zhǔn)確把握，保證基本能夠命中目標(biāo)。其二，對于吹揀終點準(zhǔn)確命中，通過對爐內(nèi)狀況進行監(jiān)測，對計算偏差實時校正，從而對吹揀終點精準(zhǔn)預(yù)報。其三，容錯性，對原有條件變化所出現(xiàn)偏差及隨機偏差進行校正，從而使運算速度以及分析速度得以提升。其四，快速反應(yīng)，應(yīng)當(dāng)在有限時間中實行檢測，對爐內(nèi)狀況進行較好分析，科學(xué)合理制定相關(guān)預(yù)報方案。其五，系統(tǒng)安全性及穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)使大空間數(shù)據(jù)庫以及人機界面要求得到較好滿足[1-2]。

2 自動化煉鋼過程中控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1 安全控制

在自動化煉鋼過程中，為確保氧槍能夠更加穩(wěn)定地進行工作，應(yīng)當(dāng)在其行程范圍之內(nèi)對有關(guān)保護方法進行設(shè)計，比如電氣控制、機械控制以及程序控制等。利用絕對位置編碼對槍位實行檢驗，在搜集樣品過程中的時間為20ms，其偏差控制在1cm之內(nèi)，針對氧槍位置實行邏輯分析，以確保氧槍能夠得以穩(wěn)定運行。首先，在對氧槍超速進度控制方面，可先依據(jù)公式對槍速進行計算，若計算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)相比較高，則實行輸出報警，此時操作人員需要調(diào)節(jié)相關(guān)設(shè)備參數(shù)。其次，編碼器斷線丟碼控制，在編碼器有問題發(fā)生或者出現(xiàn)短路情況之后，很容易引起槍位失真，從而有錯誤控制出現(xiàn)，因而需要對檢測碼實行變化邏輯分析，從而發(fā)出警報。再次，編碼器掉電控制，通過對編碼器動態(tài)控制進行檢測，實現(xiàn)輸出報警以及動槍關(guān)聯(lián)。此外，編碼器中相關(guān)機械連接設(shè)備的問題控制。編碼器及氧槍對鋼繩滾筒進行牽引，并且通過機械實現(xiàn)連接，在連接有脫落情況出現(xiàn)時，會造成檢測槍及實際槍位有偏差發(fā)生，從而導(dǎo)致安全連接喪失作用，對于這一問題應(yīng)當(dāng)實行程序分析輸出報警。同時，和動槍及搖爐之間進行連鎖，在此基礎(chǔ)上可有效避免相關(guān)問題出現(xiàn)。另外，在實際操作中為能夠有效避免墜槍事故或者鋼繩事故出現(xiàn)，可利用應(yīng)力傳感器實行張力測試，若張力參數(shù)與限定范圍不符，則會發(fā)出警報。通過將動槍及動爐封閉，從而有效避免事故發(fā)生。

2.2 位置控制

對于位置控制而言，其直接作用就是保證氧槍能夠準(zhǔn)確到達吹揀位置，從而使煉鋼質(zhì)量得到較好保障，促使生產(chǎn)效果能夠得以有效提升。然而，在氧槍位置控制方面，其精準(zhǔn)性和迅速性存在的一定矛盾，這主要就是因為要使氧槍升降速度得以提升，也就導(dǎo)致其位置準(zhǔn)確性控制比較困難，而將氧槍速度降低情況下，可使氧槍位置精準(zhǔn)性得以提升，然而會導(dǎo)致生產(chǎn)效果有所降低。為能夠使這一問題得以較好解決，可與轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中相關(guān)具體技術(shù)要求，通過氧槍機械及電氣特點使矛盾得以較好解決。其一，對氧槍等候點位置進行合理設(shè)計。在氧槍非吹煉過程中，等候點屬于安全等待位置，對于該點位置，在保證不會對其它工藝產(chǎn)生影響的情況下，應(yīng)當(dāng)選擇與吹煉位置距離最近點。其二，將氧槍升降速度提升，以保證位置控制能夠達到精準(zhǔn)結(jié)果。對于氧槍升降而言，其分為兩個區(qū)域，即恒速區(qū)及減速區(qū)。其中減速區(qū)所指的就是槍位具體位置與其設(shè)定位置中某參數(shù)內(nèi)的相關(guān)區(qū)間，在該區(qū)間中，可與氧槍位置及設(shè)計位置偏差縮減相結(jié)合，將重修減小氧槍速度相關(guān)控制參數(shù)平滑得出。通過與實際工藝狀態(tài)及調(diào)試狀況相結(jié)合，減速區(qū)內(nèi)參數(shù)的最高值設(shè)定為2m。而槍位具體參數(shù)及相關(guān)設(shè)計參數(shù)在2m之上區(qū)域，即表示為恒速區(qū)，在恒速區(qū)可將氧槍速度控制方面的參數(shù)獲取，從而使氧槍運行速度能夠得以有效提升，從而使煉鋼過程更好進行[2-3]。

3 結(jié)語

在當(dāng)前鋼鐵生產(chǎn)過程中，自動化煉鋼屬于重要的一種方式及模式，而在該生產(chǎn)模式實際應(yīng)用中，控制技術(shù)的應(yīng)用屬于十分重要的內(nèi)容，在確保更好進行煉鋼生產(chǎn)方面具有十分必要的作用及意義。因為，在實際生產(chǎn)及應(yīng)用中過程中應(yīng)當(dāng)以不同形式與方式進行控制，以確保自動化煉鋼生產(chǎn)取得更加理想的效果。

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