宋志宇
（安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南安陽(yáng) 455004）
摘 要：探索轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，介紹了各類轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)，分析了轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)存在的問(wèn)題，進(jìn)而針對(duì)這些問(wèn)題提出了轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)的改進(jìn)策略。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼；終點(diǎn)控制；人工控制技術(shù)；直吹增碳技術(shù)；靜態(tài)控制技術(shù)；動(dòng)態(tài)控制技術(shù)；光學(xué)圖像控制技術(shù)
現(xiàn)今，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展推動(dòng)了工業(yè)建設(shè)不斷邁出步伐，各行業(yè)對(duì)鋼材的需求量逐漸上升，對(duì)鋼材質(zhì)量的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。為了更好地滿足各行業(yè)對(duì)鋼材數(shù)量和質(zhì)量的需求，我國(guó)煉鋼產(chǎn)業(yè)也在不斷完善和優(yōu)化煉鋼過(guò)程，逐漸加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)的應(yīng)用。對(duì)傳統(tǒng)模式下的煉鋼工藝而言，推進(jìn)轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)的應(yīng)用不僅可以有效提升操作水平，而且還有利于提高企業(yè)的產(chǎn)出效率和產(chǎn)品質(zhì)量。相關(guān)企業(yè)應(yīng)結(jié)合目前生產(chǎn)過(guò)程中的不足，把轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)更科學(xué)、合理地應(yīng)用在生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)操作工藝的升級(jí)和創(chuàng)新，推動(dòng)鋼鐵行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
一、轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
我國(guó)在轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，主要?dú)v經(jīng)了人工控制、靜態(tài)控制、動(dòng)態(tài)控制和自動(dòng)化控制4個(gè)階段，在每種技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，其準(zhǔn)確率和煉鋼質(zhì)量都在不斷提高。在人工控制的過(guò)程中，工作人員根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)來(lái)觀察爐火變化，并借助常規(guī)的檢測(cè)手段判定終點(diǎn)，相對(duì)而言，原材料較為浪費(fèi)、準(zhǔn)確率較低；在靜態(tài)控制技術(shù)的應(yīng)用中，主要以靜態(tài)模型作為基礎(chǔ)，根據(jù)鋼水成分和溫度構(gòu)建模型，并通過(guò)計(jì)算物料平衡和熱平衡、糾正模型數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，準(zhǔn)確率有一定提高，但操作和計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜；動(dòng)態(tài)控制技術(shù)則是基于靜態(tài)模型構(gòu)建動(dòng)態(tài)模型，主要用于煉鋼后期動(dòng)態(tài)監(jiān)控吹煉過(guò)程、調(diào)整參數(shù)，其準(zhǔn)確率較高，可達(dá)80%及以上，被廣泛應(yīng)用于煉鋼生產(chǎn)過(guò)程；自動(dòng)控制技術(shù)是基于動(dòng)態(tài)控制之上，通過(guò)與計(jì)算機(jī)相連來(lái)控制冶煉過(guò)程，其在減少誤差的同時(shí)極大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，在應(yīng)用過(guò)程中，可以通過(guò)動(dòng)態(tài)信息獲取及時(shí)進(jìn)行調(diào)整、計(jì)算、傳遞，從而達(dá)到吹煉目標(biāo)。
在科技飛速發(fā)展的背景下，目前我國(guó)已能利用相應(yīng)的光學(xué)參數(shù)（圖像）來(lái)控制終點(diǎn)；此外，很多人工智能的有效應(yīng)用也在很大程度上提高了準(zhǔn)確率，尤其是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法，極大優(yōu)化了控制準(zhǔn)確率。然而，轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)在企業(yè)應(yīng)用過(guò)程中仍然存在很多不足，值得進(jìn)一步探討。
二、轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)問(wèn)題分析
1.煉鋼工作人員環(huán)保意識(shí)欠缺
目前，因?yàn)殇撹F行業(yè)在轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)方面設(shè)備投入不足，導(dǎo)致在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，不僅欠缺科學(xué)的工藝流程設(shè)計(jì)，而且存在較為嚴(yán)重的損耗問(wèn)題，加之鋼鐵行業(yè)缺少科學(xué)的資源綜合利用技術(shù)，導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的“三廢物質(zhì)”在排放時(shí)，對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生了惡劣的影響。另外，生產(chǎn)過(guò)程中缺乏科學(xué)的節(jié)能方法和完善的保溫系統(tǒng)，導(dǎo)致能耗過(guò)高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)環(huán)保生產(chǎn)。
2.煉鋼的科學(xué)設(shè)備匱乏
現(xiàn)今，在轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)操作中，大部分操作均由操作人員憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，沒(méi)有科學(xué)的數(shù)據(jù)和指標(biāo)作為參考，也不設(shè)有專業(yè)的科學(xué)設(shè)備，加之物料性質(zhì)會(huì)對(duì)相關(guān)參數(shù)造成影響，同時(shí)操作過(guò)程的復(fù)雜性和很多不確定因素的存在，導(dǎo)致鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量得不到保障。
3.煉鋼生產(chǎn)過(guò)程不符合標(biāo)準(zhǔn)要求
目前，很多鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，且缺乏完善的監(jiān)督機(jī)制，甚至部分操作人員并不具備專業(yè)的素養(yǎng)和技能，操作人員為了提高生產(chǎn)效率而簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程的現(xiàn)象普遍存在，從而導(dǎo)致鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，這不僅會(huì)影響相關(guān)產(chǎn)品使用領(lǐng)域的建設(shè)質(zhì)量，而且也嚴(yán)重影響鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
4.自動(dòng)化水平偏低
在大部分轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)操作中，因缺乏專業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備支持，導(dǎo)致大部分操作仍需通過(guò)人工完成，很多鋼鐵企業(yè)因無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率的提高；同時(shí)，由于部分操作人員并不具備專業(yè)操作技能，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量，導(dǎo)致企業(yè)發(fā)展受限。
三、轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)改進(jìn)策略
1.增強(qiáng)工作人員的環(huán)保意識(shí)
隨著環(huán)境保護(hù)制度的不斷完善，人民群眾的環(huán)保意識(shí)也在逐步增強(qiáng)。在此大環(huán)境下，鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)也需要與環(huán)境保護(hù)的發(fā)展方向相一致。因此，在以后的技術(shù)探索中，要加大對(duì)各種設(shè)備和技術(shù)的投入力度，從多方面優(yōu)化工藝流程、降低工序損耗、加強(qiáng)能源的轉(zhuǎn)換功能、挖掘可循環(huán)利用的能源，實(shí)現(xiàn)綜合節(jié)能生產(chǎn)。例如：對(duì)煉鋼余溫?zé)岫瓤梢試L試研發(fā)新的操作途徑；對(duì)煙氣能力進(jìn)行有效轉(zhuǎn)換；回收冷卻水；等等。另外，可選用有節(jié)能功能的物理、化學(xué)方法挖掘流程工藝中可能的節(jié)能點(diǎn)?？s短工藝時(shí)間、優(yōu)化工藝流程、保證各環(huán)節(jié)有效銜接是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能、環(huán)保生產(chǎn)的關(guān)鍵。在煉鋼操作過(guò)程中，要使用除塵技術(shù)以減少煙塵對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)完善保溫系統(tǒng)，盡可能地降低能耗[3]。
2.加快技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備升級(jí)
要想盡早實(shí)現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)自動(dòng)化的目標(biāo)，應(yīng)首先加強(qiáng)科學(xué)設(shè)備的投入和使用?，F(xiàn)今轉(zhuǎn)爐煉鋼工作人員的操作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)水平是影響整個(gè)生產(chǎn)流程和最終產(chǎn)品的關(guān)鍵因素，因此加大創(chuàng)新力度、研發(fā)更先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備、采用更科學(xué)的管理方法、完善各工藝環(huán)節(jié)是保證鋼鐵質(zhì)量的必要條件。另外，工作人員需要在冶煉操作過(guò)程中不斷學(xué)習(xí)，提高自身的專業(yè)素養(yǎng)和能力，適應(yīng)新時(shí)代發(fā)展對(duì)鋼鐵行業(yè)的新要求。相關(guān)企業(yè)應(yīng)制定科學(xué)的指導(dǎo)政策，有效結(jié)合人工經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)設(shè)備，從而提高冶煉工藝的精確度和效率。
3.提高鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)
由于在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中缺少完善的監(jiān)督機(jī)制，很多鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品達(dá)不到國(guó)標(biāo)或團(tuán)標(biāo)。但在目前建筑行業(yè)規(guī)模越來(lái)越大、施工要求越來(lái)越高的情況下，如果鋼鐵產(chǎn)品達(dá)不到應(yīng)有的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)嚴(yán)重影響建筑施工質(zhì)量。因此，鋼鐵行業(yè)應(yīng)該培養(yǎng)專業(yè)的操作人員，嚴(yán)格按照國(guó)家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)及各鋼鐵企業(yè)的規(guī)章制度進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，為建筑行業(yè)的正常施工提供保障[4]。
4.提升煉鋼過(guò)程自動(dòng)化控制
轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)通過(guò)實(shí)現(xiàn)裝配自動(dòng)化，其設(shè)備能夠根據(jù)提前設(shè)定好的程序進(jìn)行自動(dòng)裝配。需要注意的是，對(duì)零部件進(jìn)行自動(dòng)裝配設(shè)定工序時(shí)要嚴(yán)格控制其數(shù)量、規(guī)格等，之后通過(guò)清洗、平衡、連接等自動(dòng)化程序進(jìn)行正確的裝配操作。另外，傳感自動(dòng)化有助于對(duì)生產(chǎn)操作過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)督。通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，傳感器可以有效收集相關(guān)參數(shù)信息，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輔助下對(duì)生產(chǎn)過(guò)程開(kāi)展監(jiān)控，及時(shí)檢測(cè)出操作風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行辨別、處理，進(jìn)而有效降低廢品發(fā)生率。
四、結(jié)束語(yǔ)
總之，轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)在我國(guó)煉鋼企業(yè)中的應(yīng)用，能有效提升煉鋼產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，我國(guó)煉鋼企業(yè)應(yīng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，在深入探索和分析各項(xiàng)終點(diǎn)控制技術(shù)應(yīng)用優(yōu)劣勢(shì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際情況優(yōu)化生產(chǎn)操作過(guò)程，在有效應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制技術(shù)的同時(shí)，保障操作效果和產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高煉鋼企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，促進(jìn)其創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展。
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