在鋼鐵生產(chǎn)加工過程中應(yīng)用自動化控制技術(shù)，有利于顯著提高煉鋼質(zhì)量，加快推動我國的鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)改革進程，由此節(jié)約煉鋼過程中所耗費的資源能源，促成我國的生態(tài)綠色環(huán)?！，F(xiàn)如今，經(jīng)濟社會迅猛發(fā)展，推動著高新科技深入研究、更新?lián)Q代，并通過一定程度的研究試驗，成功應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)方面，有效提升著鋼鐵的生產(chǎn)效率。除此之外，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用有賴于數(shù)學(xué)模式下的各類煉鋼系統(tǒng)，通過計算機的計算、編程功能來調(diào)整參數(shù)，避免人為的失誤與物力的損耗，逐步走上煉鋼現(xiàn)代化、自動化的道路。

一、轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動化控制技術(shù)簡析

轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)主要可分為兩大類，其中包括轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝以及自動化控制技術(shù)。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是使用鐵水、廢鋼、鐵合金等原材料，在轉(zhuǎn)爐中利用鐵液的物理散熱以及鐵液組分間的化學(xué)反應(yīng)來生成熱量，并實現(xiàn)煉鋼行為的一項煉鋼工藝。轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝是我國相對傳統(tǒng)的煉鋼工藝之一，生產(chǎn)過程變量多、生產(chǎn)條件較惡劣、易受外界環(huán)境影響等都是轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的弊端，導(dǎo)致最終的鋼鐵質(zhì)量不盡如人意。而自動化控制技術(shù)，能夠在煉鋼控制的技術(shù)上，加之現(xiàn)代化信息技術(shù)，準(zhǔn)確及時地監(jiān)測出煉鋼行為中的變量，并加以調(diào)節(jié)控制。因為自動化控制技術(shù)涉及到計算機領(lǐng)域，可以有效地降低人工成本，提高生產(chǎn)容錯率，因此是當(dāng)前煉鋼企業(yè)的不二之選。有效提高了整個社會的煉鋼效率與參數(shù)控制有效率。

二、在轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝中應(yīng)用自動化技術(shù)的實際意義

現(xiàn)如今，我國再三強調(diào)循環(huán)、綠色、節(jié)能、降耗的環(huán)保理念，不斷推動各行各業(yè)朝著去產(chǎn)能、降耗能方向發(fā)展?；诖?，作為高耗能、高產(chǎn)能的行業(yè)代表——鋼鐵領(lǐng)域，更加要注重降低生產(chǎn)能耗，推動煉鋼過程朝綠色節(jié)能方向發(fā)展。在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中應(yīng)用自動化技術(shù)能有效降低能耗，減輕廢鋼等試錯率，降低資源的浪費幾率與環(huán)境的污染狀況。自動化控制技術(shù)不僅是鋼鐵企業(yè)高質(zhì)量、低耗能的發(fā)展目標(biāo)，更是有效提升自家企業(yè)綜合實力的技術(shù)支持，能夠幫助自家企業(yè)能夠在競爭激烈的國內(nèi)市場與國際市場上拼殺出一席之地。

轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝加上自動化控制技術(shù)，能夠最大程度地降低原材料煉鋼的廢棄率，這也是轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制技術(shù)的優(yōu)勢所在。提高材料利用率、降低生產(chǎn)成本、提升鋼鐵成品的使用性能與質(zhì)量是鋼鐵企業(yè)所追求的。因此，鋼鐵企業(yè)現(xiàn)階段正不斷引入并使用自動化控制技術(shù)，在降低生產(chǎn)成本的同時達到綠色環(huán)保的社會效益要求。與此同時，由于自動化技術(shù)依賴的是能夠精準(zhǔn)監(jiān)測并實時調(diào)節(jié)的計算機信息技術(shù)，還能夠在一定程度的結(jié)合與飛躍。有效縮短煉鋼周期，提高命中率與材料使用率，降低對外污染上增強鋼鐵材料的穩(wěn)定性能與成品質(zhì)量，進一步推動轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝在質(zhì)量與性能雙方的質(zhì)。

三、轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化控制中的主要應(yīng)用技術(shù)

1、廢氣檢測

在現(xiàn)代化的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程中，自動化控制中心采用的廢棄檢測方式主要是爐定碳法。檢測的氣體主要來自轉(zhuǎn)爐中的煉鋼廢氣，該氣體具有一定的毒性，會對周邊環(huán)境造成破壞，危害到周邊生態(tài)，需要提前做好檢測，經(jīng)過稀釋等一系列處理達標(biāo)后才能排放。檢測過程中，需要提前計算好處理廢氣所需的脫氮、脫碳參數(shù)，并加以明確轉(zhuǎn)爐設(shè)備內(nèi)是否還存在大濃度碳元素。通過自動化控制技術(shù)能夠?qū)崟r將檢測信息，包括鋼水的碳含量、鋼水的主要成分對外顯示。

2、副槍檢測

在鋼材生產(chǎn)的過程中，檢測是必不可少的環(huán)節(jié)，主要是依靠相關(guān)儀表設(shè)備來檢測溶鋼成分、液面高度、溶鋼溫度等煉鋼過程的對應(yīng)參數(shù)，并做好及時地觀察與記錄，為之后煉鋼過程中應(yīng)添加、控制的環(huán)節(jié)提供參數(shù)信息支持。轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中會產(chǎn)生大量氫氣、一氧化碳、氮氣等廢氣，除了爐定碳法之外還可以通過副槍檢測技術(shù)來分析廢氣，測定其脫碳速度。并明確廢氣的主要成分與排放流量，進而計算出轉(zhuǎn)爐內(nèi)的含碳量。副槍技術(shù)與爐定碳法相比，檢測含碳量的精確性更好，數(shù)據(jù)支撐力度更大，能夠有效提高鋼材成品的質(zhì)量與制作效率。

1、自動化控制

轉(zhuǎn)爐煉鋼中應(yīng)用自動化控制技術(shù)主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)的安裝應(yīng)用上。轉(zhuǎn)爐上的控制系統(tǒng)自帶吹煉含碳量、熔鋼溫度等參數(shù)的估算性能。主要是通過動態(tài)控制模型、反饋計算模型這兩種常見的控制模型來實現(xiàn)控制的。其中，動態(tài)控制模型是利用計算機的信息收集功能來建立信息分析的模型，具備一定的實時性與動態(tài)性，檢測精準(zhǔn)度較高。主要檢測分析爐內(nèi)的所需氧氣以及冷卻劑。檢測內(nèi)容更偏向檢測氧氣與合金的占比變化，需要工作人員介入，并依靠儀表檢測出的過程數(shù)據(jù)，進行吹煉終點含碳量、熔鋼溫度的終計算。反饋計算模型主要是起到分析上述過程誤差并進行相應(yīng)調(diào)節(jié)的作用。該模型建立在檢測結(jié)果的二次檢測上，通過重復(fù)的檢測來實現(xiàn)誤差縮小的目的。

2、人工智能控制

在人工智能技術(shù)不斷發(fā)展應(yīng)用的如今，轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝也得到了人工智能的幫助，并在實際生產(chǎn)中逐漸代替了人力勞動，將人工作業(yè)轉(zhuǎn)化為人工機械的模式。是有效降低人力成本，減少人為失誤，提高煉鋼效率與質(zhì)量，提高社會生產(chǎn)力的主要措施。

四、轉(zhuǎn)爐設(shè)備中的自動化煉鋼系統(tǒng)

數(shù)學(xué)模型控制系統(tǒng)的主要功能是針對轉(zhuǎn)爐設(shè)備煉鋼過程中產(chǎn)生的氧氣、冷卻劑、輔料等的消耗變量的計算分析。數(shù)學(xué)模型，顧名思義是建立在煉鋼過程中的各種物理現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)以及質(zhì)量守恒定律上發(fā)生作用的系統(tǒng)。比如，該系統(tǒng)可以根據(jù)煉鋼反應(yīng)時的廢渣樣品的溫度、重量、成分以及鋼液所占比例等，分析計算出鋼液中的各重點元素含量，為后期分辨鋼液的質(zhì)量是否達標(biāo)做準(zhǔn)備。與此同時，還能依據(jù)鋼液的成分，反推出煉鋼過程中應(yīng)加入到轉(zhuǎn)爐內(nèi)的鐵水量與輔料量。

監(jiān)測系統(tǒng)的有效使用，依靠的是人工的及時上報與處理。過程監(jiān)測設(shè)備主要通過監(jiān)控顯示屏、控制柜、自動報警器等裝置來完成一系列監(jiān)測、運行、上報行為的。其中，顯示屏顯示儀表數(shù)值，工作人員通過控制柜發(fā)出指令，對部分超標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)出警報。

轉(zhuǎn)爐的自動化控制系統(tǒng)中的核心便是PLC控制技術(shù)，對應(yīng)的裝置是可編程邏輯控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)屬于從微處理器演變而來的新型工業(yè)控制系統(tǒng)，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。其中，PLC控制器屬于可編程的處理器，可用于存儲內(nèi)部控制程序、編程運算邏輯、制定順序或定時、計數(shù)等工作。PLC控制系統(tǒng)在運作時，常常會按照提前編程好的內(nèi)部程序來制定指令，通過模擬信號或數(shù)字信號的形式來將指令運送至壓力泵、電閥門等地，控制執(zhí)行單位根據(jù)一定的指令完成操作，進而實現(xiàn)一系列的自動化控制行為。在轉(zhuǎn)爐煉鋼中，吹煉、供氧、副槍、配料等工藝流程都可以通過PLC控制系統(tǒng)來完成行為。

計算機調(diào)節(jié)控制的意義在于對煉鋼數(shù)學(xué)模型的各類參數(shù)設(shè)計與實際調(diào)整；利用計算機的編程功能對PLC控制系統(tǒng)進行編輯；對各類傳感器、監(jiān)測儀表上檢測到的溫度、質(zhì)量、時間、壓力等工藝參數(shù)信息進行收集與存儲，并提供調(diào)取與調(diào)閱的功能以便進行參數(shù)變化監(jiān)控；成為PLC程序與執(zhí)行單元間的傳輸橋梁，將操作信息與執(zhí)行完成度反饋到計算機顯示屏上。

五、轉(zhuǎn)爐煉鋼中自動化控制的實際工藝流程及其作用

供氧系統(tǒng)在轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化工藝中起到控制氧槍位置、調(diào)節(jié)氧槍供氧量等作用，是結(jié)合數(shù)學(xué)模型控制系統(tǒng)進行參數(shù)收集、動態(tài)控制等行為操作的系統(tǒng)。氧槍位置可根據(jù)監(jiān)測儀表反饋的參數(shù)進行自由移動，對特定的待供氧部位進行噴射。或調(diào)整氧槍供氧量達到降低爐內(nèi)含氧量、提高鋼材純度的目的。供氧系統(tǒng)的實時收集功能，可配合相應(yīng)程序來控制其與鋼液液面的距離。

原料控制系統(tǒng)是負責(zé)鐵水與其他輔料稱重的自動化系統(tǒng)。其中包含了專業(yè)的稱重設(shè)備，對鐵水進行自動化的稱重，應(yīng)提前做好去皮稱重設(shè)定，完成對鐵水的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范稱重。稱重結(jié)束后，需配合計算機控制系統(tǒng)的計算功能，根據(jù)其提供的配比量進行上料控制，自動化地完成稱重、上料、配比等系列動作，最終達成原料配比科學(xué)精準(zhǔn)的效果。是有效提升鋼材冶煉質(zhì)量的重要組成部分。

1、精確檢測廢鋼、鐵水等的質(zhì)量

廢鋼、鐵水等工業(yè)生產(chǎn)廢料會對人體造成危害，如遇操作不當(dāng)更有可能威脅生命。因此，對于該類物質(zhì)進行自動化稱重更為智能且高效，操作相對安全精準(zhǔn)。轉(zhuǎn)爐煉鋼的工作條件相對惡劣，稱重時需要控制吊車對裝有鐵水的爐缸、廢鋼槽進行裝料，并利用多種壓力重量傳感器來檢測其去皮重量，通過PLC控制系統(tǒng)傳輸回顯示器顯示、記錄，存儲入計算機系統(tǒng)內(nèi)。

2、執(zhí)行對電氣系統(tǒng)的控制

自動化控制技術(shù)的應(yīng)用，依賴的是完備的電氣控制系統(tǒng)以及持續(xù)的電能供應(yīng)。為實現(xiàn)其自動化控制的安全性與穩(wěn)定性，煉鋼車間一般會配備起到應(yīng)急處理的預(yù)備電氣控制系統(tǒng)。而該部分的系統(tǒng)控制需要獨立成型，以滿足應(yīng)急需求。一般分布在轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的六個散料倉內(nèi)，利用料倉分布四角的壓式稱重傳感器對其進行質(zhì)量參數(shù)的稱重與顯示。

六、結(jié)束語

在轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝基礎(chǔ)上應(yīng)用自動化控制技術(shù)，是大大提升煉鋼生產(chǎn)工藝，提高煉鋼行業(yè)的社會生產(chǎn)率，推動我國煉鋼工業(yè)朝自動化、現(xiàn)代化、智能化方向發(fā)展的重要舉措。符合我國倡導(dǎo)的綠色可持續(xù)發(fā)展理念，希望在今后的企業(yè)發(fā)展中，能夠不斷創(chuàng)新科技、優(yōu)化生產(chǎn)，進一步實現(xiàn)綠色、節(jié)能、高效、高質(zhì)的鋼材生產(chǎn)目標(biāo)。