探析自动化炼钢技术的应用与研究

李云飞

摘要：现如今，我国工业自动化水平在不断提升，钢铁行业作为国家建设的基础行业，其发展水平不仅关乎着国民经济，也关乎着国家建设。在自动化发展的背景下，应该改进炼钢技术，合理运用信息技术，促进自动化炼钢技术的普及和推广，使炼钢效率得到有效的提升。本文对自动化炼钢技术的应用意义进行了分析，研究了该技术的具体应用措施。

关键词：自动化;炼钢技术;应用

总的来看，我国很多钢铁企业都采用转炉炼钢技术，该技术需要消耗较高的成本和大量的能源，不仅生产效率低下，还会造成一定的浪费，不利于炼钢企业的发展和进步。所以，炼钢企业应该放眼于世界市场，了解当前最先进的技术工艺，紧跟时代发展的步伐，积极运用现代化的技术方法。也就是说，应用自动化炼钢技术，通过计算机技术进行网络控制和信息处理，实现制动工业处理和检测，全面提升炼钢的质量和效率。

1自动化炼钢技术的应用意义

1.1提升效率，节能环保

传统炼钢技术需要消耗的能源量巨大，且会污染周围环境，不利于钢铁行业的持续发展。在改革开放初期阶段，我国经济建设模式以粗放型为主，不重视节能环保，工作效率低、耗能高、污染强，虽然带来一定经济效益，但无法持续发展。应用自动化炼钢技术则可以解决此类问题，不仅可以提升生产效率，且可以精准计算材料用量，并根据实际情况调整参数，合理控制温度、用料等数据，满足了节能高效的生产要求[1]。自动化炼钢技术可以对资源进行循环再利用，有效控制生产中产生的废气、废水，实时监测污染信息，使钢铁生产满足节能减排的要求。

1.2改善技术，促进发展

目前，我国各个行业都在应用信息技术，该技术促进行业的发展和进步，钢铁行业也不例外。在实际生产的过程中，综合运用信息、AI、建模等技术，促进炼钢效率的提升。以信息技术来说，其可以为行业生产提供更多数据支持，丰富数据库资源，促进自动化水平的提升。对整个行业来說，计算机功能强大，可以进行准确、高效的数据处理，从而保障系统协调稳定的运行，使自动化技术的应用效用得到充分的发挥。不仅如此，还能实现管控一体化，减少生产中存在的问题，促进行业的持续发展。

2自动化炼钢技术的应用方式

2.1加大控制力度

自动化炼钢技术的应用，既可以提升炼钢的效率和质量，也能降低能源的消耗，满足节能环保的需求。所以，在实际生产的过程中，要合理运用自动化炼钢技术。目前，工业生产中广泛应用数控技术，其可以促进自动化水平的提升，有助于产业的转型和升级。所以，在实际生产的过程中，可以运用数控技术，强化对各个工艺流程的把控，促进各个工序的优化进步。为了促进系统的优化运行，在自动化炼钢系统构建的过程中，应该满足相应的目标要求。首先，重点温度、成分和金属收得率符合工艺要求目标值;其次，在满足指标的同时，要将副原料消耗量、冶炼时间都控制在最小的范围内，确保冶炼质量和产量的提升，同时减少成本的投入，满足环保和资源回收的要求[2]。自动化炼钢系统硬件包括监控站计算机、可编程控制器、UPS电源等等。监控站在WINNT操作平台上运行，各站之间功能通用且彼此为备用关系，利用双绞线和以太网连接，利用SAMATIC WINCC软件设计组态软件，构建多付操作画面，读写PLC内部存储单元，建立监控站和PLC进行数据的交换。

2.2强化模型研究

目前，常用的钢铁炼化模型主要有两种，一种是动态模型形式，另一种是惊天模型形式。静态模型运用AI技术，可以提升自动化炼钢技术水平。不论是惊天控制还是动态控制，都将控制模型作为基础。其中，动态控制的应用更加广泛。具体来说，就是根据热平衡、化学平衡获取的静态模型，以此来对装料量、氧流量等参数进行计算。在吹炼的过程中，根据副枪检测到的信息对控制策略进行修改，实现控制转炉炼钢过程的目的。传统的转炉模型只能在正常冶炼中应用，功能性较差，使用范围也比较狭窄。随着技术的更新和进步，模型需要进一步优化，应该具有自学习、自适应、利用过程信息、自动喷吹等功能。在模型精度和实用性提升的过程中，自学习、自适应功能发挥着十分重要的作用。通常，可以采用数值处理和智能处理两种误差处理方式[3]。随着人工智能技术的发展和应用，转炉炼钢过程不断得到优化和改进，为控制提供能够了更多途径。可以利用专家系统对专家思维、决策过程进行模拟，提升模型弹性，弥补传统控制模型中存在的缺陷问题。

2.3促进设计优化

要促进自动炼钢技术的广泛应用，需要全面分析转炉的应用情况，根据实际情况制定科学合理的自动化炼钢方案，全面进行技术的优化改造，使自动化炼钢流程更加完善合理。转炉炼钢过程控制比较复杂，要有具体的控制目标。在实际设计的过程中，可以采用二级计算机控制方案，也就是L1级基础自动化控制，L2级过程自动化控制，同时预留和L3级硬件通讯和软件接口。在L1级电气控制站、人机接口操作站等站和L2级服务器、打印机等设备，运用以太网连接在一起，设备之间则采用交换机进行连接。L1和L2级都采用客户机服务器模式的数据管理方式。前者负责实施采集工艺过程、设备状态的数据，并对数据进行处理，显示工艺过程和设备状态，如果出现故障会报警处理，然后根据具体的操作指令，以及L2级下达的设定数据、检测器信号等完成顺序控制和PID调节控制。其中，基础自动化系统由多个系统组成，包括氧枪自动控制系统、底吹自动控制系统转炉自动化仪表系统等等。二级过程控制系统也由多个模块组成，包括下料计算模块、过程监控模块、数据采集模块等等。

结语：

综上所述，在信息时代背景下，要提升炼钢技术的水平，可以应用自动化技术。首先，要极大控制力度，建立完善有效的控制系统;其次，加强控制模型的研究，促进模型的优化和改进;最后，对转炉自动化技术进行优化设计，全面提升炼钢生产的自动化水平。

参考文献：

[1]吕翔.转炉炼钢技术的自动化控制探究[J].科技创新与应用，2018，000（021）：149-150.

[2]祝义.自动化炼钢过程控制技术的研究与应用[J].自动化应用，2018，000（002）：154，158.

[3]赵振海.浅析河钢承钢自动化炼钢技术的应用与研究[J].科学与信息化，2019，000（013）：P.103-103.

（南京钢铁股份有限公司第一炼钢厂，江苏 南京 210035）