炼钢是一个复杂工业过程,涉及传热、传质与化学反应。由于炼钢空间分布不规则,并且具有强非线性、滞后性与不确定性,因此,要完成高效控制冶炼过程这一目标,通过传统控制系统是很难做到的。近年来,随着科学技术←的不断进步、计算机性能的日益提高以及网络技术的不断创新,在我国的大中型不锈钢管厂中,已经全部具备了智能化控制钢铁等冶炼过程的条件。当前,在现代的钢铁等冶金企业的冶炼过程中,运用人工智能技术和设备来控制装料过程、吹炼过程与终点控制过程等,具体的生产过程已经成为钢铁等冶金企业节约现有能源、提高生产效率与企业竞争力的行之有效的措施。

自动化炼→钢技术极大提高了不锈钢管厂的生产效率,加强了不锈钢管厂的质量与生产管理,减轻了生产技术人╳员与一线工人的体力与脑力的劳动强』度,改善了转∞炉炼钢工艺流程,降低了生产成本,提高了终点命中率,减少了补吹次数,从而使∩出钢质量得到极大的提高。

1转炉炼钢自动化技术的使用意义

1.1提高生产效率降低能耗

随着我国再循环、低能耗理♀念的广泛传播,在各行各业中越来越重视去产能,降耗能,同样,在高消耗的钢铁行业中,更加注重低耗能。实行转炉炼钢自动化技术的主要目标是在降低能耗、减少资源浪费和环境污染的前提下,提高生产效率,实现不锈钢管厂高质量、低能耗的发展模式,也只有实现这一生产管理目标,才能在激烈的国际市场中求得生存。自动化控制技术的使用,对终点命中率、钢水质量、减少能耗进行严格要求,用严谨的态度对待转炉炼钢过〖程。

1.2保证炼钢稳定性,提高质量

自动化技术能够大大提高终点控制命中效率,这是由于其在发生作用时,能结合动态控制转炉气体连续分析系统和副测温系统,结合的过程大大提高气体、温度到达终点¤的概率。另外,在气体补吹的过程中降低含氧量能够减少◇钢水氧化的现象,提高其纯度,从而实现高质量生产。在对终点命中率和补吹率进行调整的过程中,能够缩短钢铁冶炼所需时间,这一动作在提高钢铁液状温度的同时,确保其成☆分稳定;同时,自动化技术能够减少能源消耗,降低企业生产成本。

2转炉炼钢自动化控制的优势

最多见的自动化转炉炼钢系统关键是二级计算机控制〓体系,就是一级ω基础性智能控制模块和二级过程的智能控制模块,其中一级基础性智能控制模块关键涵盖了氧智能控制体系、底吹控制体系、转炉智能化仪表系统、副智能控制体系、除尘智能控制体系等,二级过程性智能控制模块关键包含数据ω 收集系统、补吹校正运算系统、报表打印系统等。这种转炉炼钢智能化控制体系可将过程中的参数集中显示与管理,并创建强可视性的※界面,显示的内容有模拟的工艺程序、趋势曲线等,在减轻繁重工作的同时,还让人直观地认识工艺与设备的运行态。通过实际运用汇总得出,运用转炉炼钢智能化控制技术拥有绝对的技术优势,其体现出的优点表现为:一是,超过一半的转炉不】需要后期补吹,直接将终点温度和碳的命中率提升至90%;二是,不再需要较长的冶炼周期,炼钢速度也加快了;三是,降低了30%喷溅率和3kg/t的石灰消耗率,同时使收得率上卐升了0.5%左右;四是,对炼钢工经验」的依赖性大幅缩减,有助于标准化、规范化管理水平的提升,显著减少能耗,增加经济利润。

3自动化炼钢的生产过程

铁水∑ 预处理与冶炼是转炉炼钢的主要任务。铁水是由炼铁厂提供的。铁水只█有温度较高而且化学成分合适,才适合炼钢。如果铁水中硫的含量超过炼钢的生产要求,在铁水预处理时就必须采取脱硫扒渣这种处理方式。脱硫扒渣有利于快速进行化渣、迅□速提升温度、减少铁水喷溅。转炉冶炼的具体步骤包」含氧化、造渣、升温、脱氧与合金。氧化的目的是去氧化铁内的碳、硅、锰等杂质,采用的工具是氧与高纯度①氧。造渣的目的是脱磷与硫,其方法是向炉里加石灰等材料从而产生氧化性的炉渣。脱氧与合金采用加入脱氧剂与合金材料的方法来完成。

4转炉炼钢自动化控制技术

1)转炉炼钢检测技术。转炉炼钢自动化控制系统中的检测技术主要是监◣测转炉炼钢的过程。转炉炼钢中安装了用于检测的仪器仪表,收集熔钢时的温度、成分以及转炉内的熔钢液面等参数,生产人员记录好仪器仪表的参数,检测技术中∴实时分析了转炉炼钢中的仪器数据,为转炉炼钢的自动化控制过程提供了有效¤的数据支持。仪器仪表检测属于一级控制系统,是转炉炼钢自动化的基础支持,二级过程控制系统在收集数据的基础上通过模型算法有效控制自动化炼钢的过程,预防转炉炼钢自动化出现故障或缺√陷。(2)废气分析检测技术。废气分析检测技术用于监测转炉炼钢自动化控制过程中产生的废气。转炉炼钢期间会产生大量的废气,如氮气、二氧化碳、一氧化碳等,废气可以反馈出转炉炼⌒ 钢内部工艺的指标及运行状况。现阶段很多转炉炼钢自动化控制过程中已经取消了废气分析检测技术,部分工艺中仍旧使用,可根据转炉炼钢的实际情况确定是否选择此项技术。(3)炉气定碳▼与副结合。炉气〖定碳与副∑ 结合同样用在废气的计算上,主要分析转『炉炼钢中脱碳的实际速度,评估转炉炼钢自动化的状态。副技术为主要的技术,炉气定碳法起到次要作用,通过计算转〗炉中钢液残留炭的实际含量,确定出转炉内的含碳量。炉气定碳与副结合的技术提高了脱㊣碳计算的准确性和速率,在很大程度上提高了转炉中的含碳量,为自动化控制生产提供了标准的数据参考,维护转炉炼钢自动化的高效性。(4)数学模型技术。转炉炼钢技术自动化生产中采用数学模型控制炼钢的动态过程与静态过程,本文以转炉炼钢的动态过程为例,分析数学模型技术的应▼用。如:数学模型中提供的动态控制技术主要是化学平衡、热平衡,利用平衡点评估转炉炼钢的自动化状态。转炉炼钢技术自动化生产中建ぷ立的静态数学模型中,专门⊙计算了氧高度、氧流量。静态数学模型在吹炼的工艺中,配合副检测的方法安排参数的调整,保障转炉炼钢自动化过程的控制性。(5)转炉炼钢中引入的人工智能化技术,其是借助计算机科学技术来模拟人来操作的一种新技术。转炉炼钢中运用的智能技术完全不需要人来操控,直接利用计算机科学技术来模拟,这样不再需要更多的人工,还相应地加快了生产速率,同时产品的品质也上一个台阶,完成实现了不锈钢管厂的智能化。

5自动化炼钢过程中控★制技术的应用

5.1安全控制

在自动化炼钢过程中,为确保氧能够更加稳定地进行工作,应当在其行程范围之内对有关保护方法进行设计,比如,电气控制、机械控制以及程序控制等。利用绝对位◣置编码对位进行检验,在搜集样品过程中的时间为20ms,其偏差控制在1cm之内,针对氧位置实行逻辑分析,以确保氧能够ㄨ得以稳定运行。首先,在对氧超速进度控制方面,可先依据公式◤对速进≡行计算,若计算结果与标准参数相比误差较高,则实行输出报警,此时操作人员需要调节相关设备参数。其次,编码器断线丢码控制,在编码器有问题█发生或者出现短路情况之后,很△容易引起位失真,从而有错误控制出现,因而需要对检测码实行变化逻辑分析,从而发出警报。再次,编码器掉电控制,通过对编码器动态控制进行检测,实现输出报警以●及动关联。此外,编码器中相关机械连接设备的问题控制。电动机、减速机,滚筒、钢丝绳组成了氧的驱动机●构,各转动机构之间通过机械对轮、连接轴等实现连接传动。在连接机构出现断裂、脱落等情况时,会导致氧坠落失控@的安全事故,同时造成检测位和实际位的偏差。对于这一问题应当实行程序分析并输出报警。

同时,氧位置、转炉位置、氧、转炉摇炉操作之间也进行安全联锁,在此基础上可有效避免安全事故发生。另外,在实际操作中为能够有效避免坠事故或者钢丝绳事故出现,可利用应力传感器实行张力测试,若●张力参数与限定范围不符,则会发ξ 出警报。通过将动及动炉封闭,从而有效避免事故发生。

5.2位置控制

对于位置控制而言,其直接作用就是保证氧能够准确到达吹¤炼位置,从♀而使炼钢质量得到较好保障,促使生产效果能够得以有效提升。然而,在氧位置控制方面,其精准性和迅速性存在的一定矛盾,这主要就是因为要使氧升降速度得以提升,也就导致其位置准确性控制比较≡困难,而将氧速度降低情况下,可使氧位▓置精准性得以提升,然而会导致生产效率有所降低。为能够使这一问题得以较好解决,可与转炉炼钢生产中相关具体技术要求,通过氧机械及电气特点使矛盾得以较好解决。其一,对氧等候点位▓置进行合理设计。在氧非吹炼过》程中,等候点属于安全等待位置,对于该点位置,在保证不会对其他工艺产生影响的情况下,应当选择与吹炼位置距离最近点。其二,将氧升降速度提升,以保证位置№控制能够达到精准结果。对于氧升降而言,其分为两个区域,即恒速区及减速区≡。其中减速区所指▅的就是位实际位置与其设定位置中某参数内的相关区间,在该区间中,可与氧实际位置及设计位置偏差缩减相结合,并减小氧速度相关控制参数平滑得出。通过与实际╱工艺状态及调试状况相结合,减速区内参数的最高值设定为2m。而位具体参数及相关设计参数在2m之上区域,即表示为恒速区,在恒速区可将氧速度控制方面的参数增♂大,从而使氧运行速度能够得以有效提升,从而使炼钢过程更好进行。

6结语

自动化炼钢↘技术极大提高了不锈钢管厂的生产效率,加强了不锈钢管厂的质量与生产管理,减轻了生产技术人员与一线工人的体力与脑力的劳动强度》,改善了转炉炼钢工艺流程,降低了生产成本,提高了终点命中率,减少了补吹次数,从而使出钢质量得到极大的提高。