转炉炼钢自动化控制系统的应用

转炉炼钢自动化控制系统的应用

张树炎

新疆天山钢铁巴州有限公司 新疆巴音郭楞蒙古自治州和静县 841300

摘要：转炉炼钢在我国当前有着非常广泛的应用，随着科技的不断发展，自当年规划控制系统在转炉炼钢领域的应用也越来越多。为了对其有更深入的了解，本文将重点就转炉炼钢自动化控制系统展开全面的介绍，

关键词：转炉炼钢；自动化；控制系统

引言：

转炉炼钢技术是当前世界范围内应用非常广泛的炼钢技术，在整个生产工艺过程中，必须要对各重要工艺指标和工艺参数有非常精确地控制，才能够保证炼出符合质量要求的钢材，随着科技的不断发展，转炉炼钢等等自动化、智能化水平也在不断提升，从而使炼钢的质量越来越好，环保性和成本性也越来越具有优势[1]。某钢厂150t转炉炼钢使用了自动化控制系统，本文将结合该转炉的实际情况，对自动化控制系统的应用展开介绍。

　　1转炉炼钢自动化仪表检测控制

自动化控制的基础就是自动化检测，只有对生产工艺的实际情况有准确及时的掌握，才能够通过自动化系统做出有效控制，从而保证良好的生产工艺水平。转炉炼钢自动化检测，至少要满足以下的一些要求，一方面要具有先进性和科学性，另一方面必须要具备经济性和安全性[2]。就该150t转炉的自动化检测设备来看，主要有以下一些。

（1）压力检测。在整个转炉炼钢的生产过程中，压力检测是非常重要的，很多炼钢事故的发生，都是因为压力控制异常所造成的。主要的压力检测，包括了包括本体、耳轴、炉帽等冷却水的压力检测。通过自动化检测技术，是整个过程中的压力，处于10-200MPa的范围内，从而最大程度地保障炼钢生产的安全性[3]。

（2）流量检测。在该转炉的自动控制系统中。流量检测主要是以电磁流量计来实现的，主要检测同样是本体、耳轴、炉帽等冷却水流量[4]。

（3）温度检测。温度检测在转炉炼钢中同样有非常重要的意义。一方面要检测个生产过程中各种冷却水的温度，并通过对冷却水温度的判断，对生产工艺的状态做出判断，以免出现异常。另外还需要对钢水的温度实施有效的检测，这也是控制炼钢质量的重要方面，对于钢水温度的检测，主要是运用热电偶、热电阻等技术来实现的[5]。

除了对上述各方面的检测以外，自动化控制系统还要实现对氧枪张力的自动化检测，确保氧枪的工作状态正常，防止出现生产事故。另外还要对编码仪表设备检测，保证能够对转炉倾动实施有效的角度控制。由此可以看出，自动化检测是自动化控制的重要内容，对保证生产工艺的顺利完成非常重要。

2转炉炼钢倾动自动化控制

转炉炼钢生产各种，倾动的角度、速度对于生产质量和效率都有非常重要的影响。所以对于这两项指标的控制也是自动化控制的重要内容。在实际生产中，要结合炼炉的实际情况，以及使用的工艺技术，设置合理的倾动角度，从而更好地保障生产的顺利进行。转炉操作模式一般有转炉±180°旋转角度控制模式和转炉±360°旋转角度控制模式。转炉旋转速度一般有多种不同的控制模式，以适应转炉冶炼、出钢、加入铁水等不同模式的要求。150t转炉倾动采用全正力矩的控制模式，保证在任何状态下均能保证转炉回到零位。转炉倾动控制系统采用变频器进行驱动，具体选用四台西门子的6SE70系列的变频器，分别驱动1台交流电机，组成转炉的倾动主从传动系统。当倾动主从传动系统中任意1台变频器或电机出现故障时，剩余的3台变频器和电机依然能够正常驱动转炉倾动，满足炼钢生产连续性的需求。

3转炉氧枪自动化控制

3.1公式自动化控制

转炉氧枪供水控制是转炉炼钢控制的重要应用环节，主要原因是转炉生产冶炼的过程中氧枪温度太高，必须通过冷却水进行降温，因此必须进行温度检测和安全连锁控制。氧枪供水的PLC控制系统可以实现自动操作，也可以通过在机旁操作箱和中央操作室维修画面上手动操作。选择机旁操作方式的时候，可在机旁氧枪横移操作箱上手动操作实现氧枪的横移。氧枪处于工作位置的时候，而且主氧枪和备用氧枪均处于上极限的换枪位置的时候，启动操作箱上电液推杆缩回按钮，当电液推杆缩回后，方可按动氧枪横移按钮，氧枪会自动横移到需要控制的位置。当氧枪自动横移过程中，操作人员按动停止按钮，氧枪可在移动过程中的任意位置停止。当氧枪移动到工作位停止后，按动操作箱上电液推杆伸出按钮，电液推杆自动推出至限位处，将备用氧枪固定并对中。当氧枪不在工作位置的时候，按电液推杆伸出开锁按钮无效。选择中控室操作时，只有在选择取消连锁后，可以在上位机操作画面进行操作。

3.2氧枪连锁报警自动控制

氧枪控制必须满足安全要求，不满足时等候点的位置设定要保证氧枪枪头提到烟罩内，以防止转炉倾动误操作而损坏氧枪。目前氧枪自动化控制应用领域出现了一些新的自动化技术，例如氧枪识别新技术能够利用氧枪运动的状态、高度、转速等运行轨迹数据，精准识别氧枪运动状态。氧枪控制器故障识别技术的应用可有效检测PLC系统的控制器故障，同时自动执行连锁氧枪提枪，减轻事故发生的影响。氧枪横移提升安全技术是氧枪自动横移换枪防漏水技术、氧枪横移确认连锁技术、氧枪事故提升预警技术的集成，这些新技术在炼钢生产中也逐步得到了很好的应用。

4除尘自动化控制

转炉一次干法除尘主要是指烟气净化及煤气回收系统，它是使烟气经过蒸发冷却器冷却降温和粗除尘后进入静电除尘器进行精除尘，经精除尘后合格的煤气通过切换站送往煤气柜，不合格的通过烟囱点火放散。干法除尘的设备主要包括蒸发冷却器自动化控制系统、煤气能源介质控制系统、静电式除尘器自动化控制系统、ID风机自动化控制系统、切换站自动化控制系统、煤气冷却器自动化控制系统等。干法除尘系统的泄爆控制是关键，必须依靠转炉冶炼过程自动化控制防止发生泄爆。其中在吹炼过程中，控制好加料时机，合适的加料时机控制能够防止泄爆的发生，自动炼钢操作的时候必须设置好氧气的流量，干法温度检测的热电偶必须工作正常，保证操作站的操作界面运行快、切换快、控制响应快。

5汽化冷却自动化控制

转炉炼钢汽化冷却系统控制的关键点是汽包水位的自动调节控制，在HMI上设定参数，能完成智能的三冲量PID调节和汽包水位的三冲量自动调节控制。大型转炉汽化冷却系统采用自然循环汽化冷却，经过水位调节使大、小汽包水位值总是一定的，起到冷却降温作用，蒸汽进入蓄热器，水则继续循环冷却。小汽包是活动烟罩的冷却设备循环原理和大汽包相同，每循环一次蒸汽部分送入蓄热器，水继续参与循环。蓄热器能起到一个缓冲作用，在蒸汽回收时有蓄热器的存在就能向用户网连续供汽。

6小结

综上所述，作为当前被认为是效率最高且质量最有保障的炼钢技术，转炉炼钢技术对于我国钢铁行业的发展也越来越重要。自动化控制系统的运用，对于进一步推动这一技术的升级优化有巨大的帮助，随着科技的发展自动化控制系统必然也会不断完善，从而为我国钢铁事业的发展提供更强劲的动力。

参考文献：

[1]马莹.转炉炼钢自动化控制系统的应用[J].山西冶金,2022,45(05):162-164.

[2]樊利智,张觉灵,曹喜军,胡建利,习娜娜.转炉炼钢自动化控制技术及其系统综述[J].山西冶金,2017,40(06):54-55+115.

[3]王俊国.PLC自动化控制系统在炼钢厂转炉炼钢中的应用研究[J].自动化应用,2012(07):70-71+87.

[4]王喆,何俊正,李瑞波.炼钢转炉自动化控制系统研究[J].冶金动力,2009(04):119-121+124.

[5]田超,吴敏,曹卫华.转炉炼钢综合自动化控制系统的设计[J].自动化与仪表,2005(06):5-7+12.