马乙杰
酒钢集团宏兴股份公司储运部，甘肃，嘉峪关，735100
摘要：随着我国工业现代化进程的不断推进，对于钢材的需求量日益增加，因此提高炼钢效率是提升钢材需求的主要工作内容。转炉炼钢技术是炼钢工作当中的一项重要内容，为了更好的实现对转炼钢技术的研究与创新，现阶段在实际生产过程中应用了自动化控制技术，因此本次研究中对自动化控制技术在冶金转炉炼钢当中的应用进行分析，意在为业内生产提供一定的参考价值。
关键词：冶金转炉；炼钢；自动化控制技术
1 自动化控制技术在转炉炼钢当中的应用原理
相比其他的转炉炼钢技术，自动化控制技术在转炉炼钢技术当中的应用具有较大的复杂性。转炉炼钢需要以铁水质量与钢材种类作为基础条件，通过互联网、大数据技术对生产当中所需要的数据进行分析并整理，以数据为基础进行模型构建，从而实现自动化技术在转炉炼钢技术当中的实际应用。
2 自动化控制技术在转炉炼钢当中的应用
2.1转炉炼钢自动化技术
转炉炼钢技术与自动化技术实现融合后形成转炉炼钢自动化技术，转炉炼钢自动化技术可以细分为多种技术种类，包括炼钢模型、人工智能、控制技术，通过计算机技术、大数据技术可以实现对转炉内原料的情况进行检查，为工作人员调整转炉情况创造便利条件。
转炉炼钢控制技术主要将反馈计算模型与动态控制模型结合：
（1）动态控制模型
通过生产控制技术对炼钢转炉内的含碳量、吹炼终点等相关数据实现控制，同时检测转炉在炼钢过程中的氧气需求量、冷却剂控制量进行检测，工作人员可以结合检测得出的数据对炼钢状况进行及时调整；
（2）反馈控制模型
为了实现数据的精确性，在得出动态控制模型检测数据后，再运用反馈计算模型对数据进行再次计算，对反馈计算模型计算后得出的数据误差进行调整，进一步调整转炉炼钢过程中所需的原料与热量，最终确保原料与热量的平衡。
2.2转炉炼钢检测技术
（1）钢废气分析检测技术
进行转炉炼钢工作时一定会产生CO、CO2、O2、N2、H2等一系列气体。利用质谱仪可以对转炉炼钢过程中产生的废气进行分析，结合了副枪检测技术和炉气定碳技术，其中将副枪检测技术作为主要的核心技术，在副枪检测技术和炉气定碳技术结合的基础上检测与分析转炉炼钢产生的废气以及脱碳速度。结合转炉炼钢产生的废气与流量，对炉内瞬时钢液残留含量数据进行收集，以此来进一步对转炉中的含碳量进行预测。通过副枪检测技术可以精确的提升转炉含碳量，同时为自动化检测技术的实施提供数据基础，从本质上提升了炼钢的质量与效率。与传统的人工炼钢技术相比，运用转炉炼钢自动化技术很大程度上降低了劳动强度，除此之外倒炉次数、复吹次数也得到减少，降低了炉渣当中氧化亚铁的含量，使耐火材料使用寿命得以提升，钢铁冶炼周期也被缩短，最终提升了炼钢的效率。
（2）副枪检测技术
副枪检测技术是转炉炼钢过程中的核心技术，可以有效检测吹炼工作当中钢水的温度和含碳量状况。运用副枪检测技术需要TSO探头或T探头，随后利用探头连接装置结合实际的测量需求选择不同的探头，探头连接成功后还需要对连接状况进行检测。在初始阶段，需要将探头放置于铁水当中，此时显示器上会显示出含碳量与温度，接下来运用计算机对铁水中含氧量进行分析与计算，因此运用副枪检测技术可以本质性提升对含碳量和温度的控制工作效率，使传统炼钢工作当中的数据检测与分析的精确度得到本质性提升。
现阶段我国的炼钢企业在实际生产过程中都运用了副枪检测技术，可以降低原材料消耗，实现炼钢工作的自动化，使转炉炼钢产量与产品稳定性得到本质性提升。
3 以LOMAS烟气分析系统为例进行自动化控制技术应用进行分析
3.1烟气分析系统
LOMAS烟气分析系统主要由烟气取样装置、气体处理装置、气体分析校、二级自动炼钢模型等部分组成。将LOMAS烟气分析系统运用到自动化炼钢系统当中，首先对烟气进行取样，探头吸收烟气以后，将吸收了烟气的探头送至烟气处理装置实现冷却与净化，随后运用分析仪对烟气组成成分进行分析，得出分析结果后通过光纤将烟气组成成分分析结果传输至二级自动炼钢模型，进行进一步的判断分析。
3.2确保入炉原材料成分与重量的准确性
要确保转炉炼钢工作的准确性就需要以入炉的原材料成分与重量精确性进行分析。要分析入炉原材料的成分与重量，需要使用到带垫铁取样器，在开展取样工作之前需要削减带垫铁取样器的厚度，目的是为了保证灰口化均匀，要求铁水含碳量的偏差需要小于±0.1%，符合实际生产对于偏差的要求；接下来对废弃钢料进行分类，同时需要定期对废弃钢料的成分进行检测，维护二级系统；改造废弃钢料车称，目的是为了保证分类后废弃钢料重量数据的精确性；对于同时入炉的辅料，需要由专门的门组织化验室结合物料取样方法与物料化验标准全面分析物料成分，除此之外还需要制定完备的物料质量控制、检化验标准、精度控制标准，目的是为了在最大程度上确保入炉物料成分的准确与完整。为了进一步保证转炉炼钢自动化入炉物料的精确性，化验室与生产部门需要制定炼钢区域称量校验系统相关制度与标准，其中涵盖了校验的频次、校验精度、校验用标准等。
3.3设备系统稳定运行
3.3.1顶吹氧气系统
(1)为了确保氧枪枪位的精确性，因此在实际的炼钢工作中需要使用到氧枪自动标定，因此需要研发氧枪自动标定功能。氧枪自动标定功能的重点是需要对氧枪小车滑道的精确设定接近开关，可以实现精确测量同时标定相对应的相对高度。氧枪小车经过标定位置时，接近开关会被触发，从而对位置信息进行读取，最终对氧枪高度的标定工作得以完成。顶吹氧气系统具备简单、方便的特点，对实际生产不会造成影响。
(2)在氧枪喷头尺寸得到优化以后，在投入到炼钢工作的初期，原有的氧枪头在进行吹炼时稳定性差，同时会造成较多的喷溅，最终造成终点碳氧积稳定性差，从而造成氧枪喷头熔损速度较快。结合实际的生产需求，对氧枪喷头设计参数进行重新修正，马赫从原有的1.90调整至2.15，从根本上提升了氧枪吹炼时的稳定性。
3.3.2底吹系统优化
炼钢后期的脱碳速度直接受到底吹的影响，受到动力作用，熔池中碳会搅拌到燃烧区实现反应，对于冶炼过程中产生的烟气中的CO、CO2含量造成影响，这就造成了在Dynacon计算过程中出现偏差。因此为了实现高效生产，需要确保生产过程中底吹的稳定性，因此需要采取以下措施：
（1）在进行转炉底吹工作时，采用环绕分布的形式布置12支底吹枪，将底吹枪直径从原有的2.8cm调整至2.2cm，底吹枪工作压力从原有的0.2Mpa调整至0.4Mpa。这对于有效避免底吹枪在工作过程中发生堵塞、稳定底吹效果起到重要作用；
（2）对转炉底吹流量分配程序进行调整，即手动关闭底吹枪同时确保底吹枪流量不变，同时为了提升底吹压力，自动调配到其他底吹枪，以保证底吹效果的稳定；
（3）实际生产过程中不需要刻意追求底吹压力与流量，因此需要转变对底吹系统的管理思路，最终需要达到的目标是确保搅拌效果，满足可见底吹眼数量≥4的生产要求，结合实际生产需求对底吹眼的数量进行调整。
4 结语
新时代背景下，生产企业需要在实际生产过程中实现技术创新，由此来本质上提升企业生产效率。本次研究中首先对自动化控制技术在转炉炼钢当中的应用原理进行简介，随即从转炉炼钢自动化技术、转炉炼钢检测技术对自动化控制技术在转炉炼钢当中的应用进行分析，最后从烟气分析系统、确保入炉原材料成分与重量的准确性出发，以LOMAS烟气分析系统为例进行自动化控制技术应用进行分析，为业内工作提供一定的参考价值。
参考文献
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