溫偉萍 王偉
（新鋼集團公司自動化部一鋼自動化車間，江西 新余 338000）
摘 要：我國作為工業大國，轉爐煉鋼技術能力卻不夠，產出的鋼鐵質量較低，生產成本較高，這與目前提倡的低成本高質量的綠色生產觀念相悖，不利于我國鋼鐵行業向國際市場發展。針對此問題，我國鋼鐵企業必須進行技術革新，提升轉爐煉鋼的技術，生產出符合國際市場要求的高質低耗的產成品。為此，就需要我國鋼鐵企業加緊研究轉爐煉鋼的自動化控制技術，文章就如何提升轉爐煉鋼的自動化控制技術展開了一系列探討與研究。
關 鍵 詞：煉鋼技術；轉爐煉鋼；自動化控制
引 言
近年來，隨著國際鋼鐵行業的快速發展，低價高質的鋼鐵不斷流入國內，我國較國際相比較為落后的鋼鐵生產技術導致我國鋼材的價格卻居高不下，使得我國的鋼鐵市場受到了巨大的威脅。在當今的國際鋼材市場中，客戶對鋼材的質量要求越來越高，愿意支付的價格卻在慢慢降低，目前我國的鋼鐵生產企業生產出來的鋼材質量不高，能耗卻不少，并且鋼材種類也較少，缺少精品鋼與特種鋼這兩類的鋼材。面對激烈的國際競爭，我國鋼鐵企業要脫穎而出就這就迫使鋼鐵生產企業不得不革新自己的生產技術，運用現代化的自動控制技術來提升轉爐煉鋼的能力，使得產品質量與生產能力都得到大幅提升，只有這樣才能讓我國鋼鐵企業在國際市場競爭中享有價格優勢，讓我們在國際市場中占有一席之地。文章著重研究了轉爐煉鋼的自動化控制技術帶來的生產效果，以期通過運用這項技術來提高鋼鐵產品的質量，增加產品品種，增強我國鋼鐵企業的國際競爭力。
1 轉爐煉鋼的自動控制操作
煉鋼區主要包括鐵水預處理、轉爐或電爐、爐外精煉、連續鑄錠四個工序或車間其控制內容如下：
在煉鋼區，主要有鐵水預處理、轉爐或電爐、爐外精煉、連續鑄錠這四個步驟或是車間，它主要的控制內容有以下幾個：（1）鐵水預處理自動控制：高爐爐前鐵水脫硅、噴吹法與攪拌法鐵水單脫硫自動控制等。（2）轉爐自動控制：洪氧系統爐體傾動、底吹系統、爐口微差壓、副原料輸運與材料投放系統、燃氣回收系統等自動控制。（3）電弧爐自動控制：廢鐵廢鋼、散裝材料、配料、噴碳粉、電弧爐本體（氧氣燃燒幫助熔鐵熔鋼、吹氧槍、爐內壓、控制電極等自動控制、冷卻水流量、壓為、熱度與溫差的監控，鍋爐、斷網斷水自動保護等）、排煙與除塵系統等。（4）爐外精煉自動控制：控制AOD 爐和相對濕度真空處理裝置、LF 鋼包精煉爐真空的控制、運用CAS-OB 法密封吹氧微調裝置的控制、真空鋼包噴粉脫硫控制等。（5）無間斷鑄鋼自動控制：設備運作與停止順序與鑄坯的跟控與定長切割、打標號、鑄建速度、壓為、結晶器鋼水溫度、結晶器冷卻水流量、結晶器鋼水液體位置等自動控制，開澆、中間包鋼水液位和保護渣加入控制等。
2 原料的配比稱量與控制
2.1 廢棄鋼材的配比
使用平臺電子稱將本次配比完成的廢棄鋼材的品種、單一品種的重量與總重量等信息輸入進電爐的控制系統PLC 或是DCS 中去，爐鋼會根據鍋爐內容與廢棄鋼材的實際情況來進行單批次或是多批次的配料。
2.2 散裝配料的測控
我們將冶金用礦石、焦炭粉、石灰粉、幫助鋼鐵熔化和修補鍋爐時所使用的粉狀及顆粒裝的原料稱作為散裝料，這些散裝料使用PLC 來控制管理，它主要的作用有：根據冶煉時爐內所需的原料與重量來進行輸料；根據所選計劃通過給料機將原料運輸給稱量斗，并對這些原料的種類、重量及給料進行實時監控，供給原料的速度在原料重量小于原本設定的90%時加快，在達到90%時速度減慢，當達到原設定值的100%時停止給料；對下料進行控制，當稱量斗將所需物料配好之后，位于稱量斗下方的給料機就會將配料放至膠帶運輸機上運送進爐內；可以一次配比多種原料，大大縮短了配料所需時間；將本次運輸進爐內的原料信息傳送到電弧爐的總控制系統中去。
3 電弧爐爐體控制
3.1 氧燃助熔控制
為了降低鋼鐵在熔化期間所需的電耗與減少鋼鐵熔化時間，在電弧爐內配有氧氣與燃料助熔物料。一般助熔所使用的燃料為：天然氣、焦油與廢油、煤炭粉等。氧氣燃燒助熔系統是由給定器來控制氧氣的流量與配比，通過壓為與溫度來計算燃燒中所需要的燃氣與氧氣流量。
3.2 吹氧控制
目前所擁有的吹氧方式有兩種：一是使用自耗式鋼管由電弧爐門往熔化池吹氧；二是通過升降機從電弧爐的頂部往熔化池內吹氧。自耗式鋼管的檢測與控制與轉爐相類似，將氧氣一次性壓為可自動控制的流量，再根據熔化池內的剛睡溫度與所含碳量的多少由計算機或者是工作人員計算出所需氧流量。在吹氧過程中，壓為系統自動控制來穩定壓為，吹氧人操控鋼管按計算出的流量來完成吹氧。升降式吹氧方法的吹氧信號是從吹氧槍所在位置發出，它的吹氧過程與自耗式相同。
3.3 爐內煙塵控制
在電弧爐內，煙道與排煙口之間是有一定空隙的，這是因為排煙口與電弧爐會一起搖動，無法做到與煙道無縫連接。并且爐內也需要空氣幫助煙氣中的可燃物質在煙道管中燃燒完成，等這些物質冷卻后除塵系統可以完成除塵，達到可排放標準后再由機器將這些物質排入大氣。
3.4 電弧爐電極升降控制
3.4.1 數據測量。數據測量的主要內容是電弧弧壓與弧流，大多是用變壓器二次的電流交互感應器來進行弧流瞬時值得測量。但因為變壓器二次相電壓所反映的并非弧壓的值，而是電抗器上壓降之和，導致不能快速的測量出弧壓。在電抗器中的壓降包含感性壓降與阻性壓降兩部分。感性壓降是與三相電流的變化相關聯的，它較為多變且數值偏大。在日常的鋼鐵冶煉過程中，感性壓降會發生無法估計的極大變化，這種變化無法校正，導致弧壓的測量出現誤差，工作點偏移，損壞爐壁。
3.4.2 測算設定點與被控量。為了能充分利用變壓器的內容量，精準的設定電弧爐的有功功率與無功功率是必不可少的，這些數值根據變壓器電壓級和相應弧阻的工作點而得來。工作點由計算機根據數學模型來設計計算，被控量數值的大多是根據電極的升降調整的方法來進行選擇。與弧流、弧有功以及弧阻的計算方法及控制方案所相對應的是弧流控制、功率控制、阻抗控制。
3.4.3 調節器計算。現在所流行的是以IER 型算法為基礎并進行改進的積分誤差調節器，它將以往的調節器進行了升級，將積分運用到了小誤差信號區，當出現小誤差時它不會立即對誤差進行處理，而是等誤差累積并達到可調限定點時在對誤差進行修正，并選得較大的增益，使得出現大誤差時不以放棄小誤差的穩定值為代價，卻能夠迅速調整，這極大提高了精準度。這種增益還能夠根據冶煉的不同階段的差異來獲取相異值。
4 結束語
總而言之，要完成轉爐煉鋼的自動化控制，其本質就是要能做到“高產低耗”，要想實現這一目標，就必須要全面實施與運用自動化技術。我們應該要充分利用轉爐煉鋼的自動化控制技術來提高生產效率，在降低生產成本的同時提高我們的鋼鐵產品質量，讓鋼水鐵水盡量保持恒溫，降低鋼鐵成分的波動，提高燃氣回收使用率，為企業創造更多的盈利空間。隨著科技的進步，自動化控制技術也得到了進一步的發展，在未來，轉爐煉鋼的自動化控制技術必定會更加成熟，可以利用光學等技術來對爐內環境進行實時測量與監控等。這些新興的科技與人工智能在未來都將為鋼鐵生產帶來新鮮動力，從而使得我國轉爐煉鋼的自動化控制技術得到進一步的發展與提升。
參 考 文 獻
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