電弧爐煉鋼裝備技術(shù)的發(fā)展

1、    電弧爐煉鋼裝備技術(shù)的發(fā)展    修國順摘 要：隨著現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，鋼鐵冶煉行業(yè)也得以快速發(fā)展，并且越來越多的現(xiàn)代化技術(shù)及裝備在煉鋼中有著廣泛應(yīng)用，而電弧爐煉鋼裝備就是其中較重要的一種。在當(dāng)前電弧爐煉鋼裝備實(shí)際應(yīng)用過程中，為能夠使其功能及作用得以更好發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)促使電弧爐煉鋼裝備技術(shù)實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展，并且提供更好技術(shù)支持。本文主要就電弧爐煉鋼裝備技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行分析，以便更好應(yīng)用電弧爐煉鋼裝備。關(guān)鍵詞：煉鋼；電弧爐裝備技術(shù)；發(fā)展doi：10.16640/ki.37-1222/t.2018.19.015在當(dāng)前鋼鐵冶煉生產(chǎn)工藝中，為能夠使生產(chǎn)工藝

2、水平及生產(chǎn)效率得以有效提升，相關(guān)煉鋼技術(shù)及煉鋼裝備的應(yīng)用十分必要，因而電弧爐煉鋼裝備得以廣泛應(yīng)用，并且電弧爐煉鋼裝備技術(shù)得以較好發(fā)展。在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，為能夠使電弧爐煉鋼裝備實(shí)現(xiàn)更加有效的應(yīng)用，需要進(jìn)一步了解及掌握電弧爐煉鋼裝備技術(shù)發(fā)展，從而使電弧爐裝備實(shí)現(xiàn)更加有效的應(yīng)用。1 電弧爐主體裝備技術(shù)發(fā)展1.1 大型電弧爐發(fā)展通常情況下，在我國鋼鐵冶煉生產(chǎn)過程中不低于100t的電爐稱作大型電爐，就技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面來看，相比于中小型電爐，大型電爐的生產(chǎn)率以及利用能源效率均較高。對(duì)于我國電爐大型化發(fā)展而言，其起始時(shí)間為上世紀(jì)90年代，所應(yīng)用的主要就是100150t電弧爐，其中電爐煉鋼裝備的供應(yīng)商主要就是

3、國外生產(chǎn)商家。就我國目前實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r來看，在利用大型電爐設(shè)備進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)過程中，其整體生產(chǎn)狀況相對(duì)較理想，在保證具備相同原料前提下，所產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與國外水平相比基本上能夠接近。同時(shí)，相比于傳統(tǒng)小容積電爐而言，在高度及直徑因素方面，大型電弧爐均顯著增加，且電極及爐壁兩者間距離有一定程度增加，所造成結(jié)果就是電弧減少對(duì)爐壁所造成輻射，在此基礎(chǔ)上也就能夠提升供電效率，在爐體中煙氣運(yùn)行路徑會(huì)有所增加，在一氧化碳燃燒過程中，其二次燃燒率會(huì)有所提高，余熱回收效率會(huì)有所增加。1.2 超高功率電弧爐供電系統(tǒng)發(fā)展第一，大功率電爐變壓器。根據(jù)供電功率方面所存在的差異，當(dāng)前的電爐變壓器主要包括三種不同類型，即普通變壓

4、器以及高功率變壓器與超高功率變壓器。在電爐煉鋼過程中，為能夠使高效化得以較好實(shí)現(xiàn)，必須要將電能輸入功率得以提升，對(duì)于高效率電爐而言，其電功率輸入可超高1000kv·a。第二，電極自動(dòng)調(diào)節(jié)器。在電弧爐狀態(tài)保證良好的基礎(chǔ)上，電極自動(dòng)調(diào)節(jié)器的應(yīng)用可確保實(shí)際生產(chǎn)得以順利進(jìn)行，在實(shí)際生產(chǎn)中可有效提升其效率。當(dāng)前，對(duì)于電極調(diào)節(jié)自適應(yīng)控制，相關(guān)研究主要就是對(duì)于電弧爐中相關(guān)主線路，將其作為線性系統(tǒng)，從而對(duì)其進(jìn)行辨識(shí)及控制，在此基礎(chǔ)上利用線性系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法開展相關(guān)研究。在實(shí)際進(jìn)行研究過程中，應(yīng)用比較廣泛的一種方法就是分段線性自適應(yīng)控制，這種方法主要就是使電弧爐調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變，促使其由非線性控制而

5、轉(zhuǎn)變成為分段線性控制，從而保證較好解決存在的自適應(yīng)控制問題。1.3 水冷爐壁技術(shù)發(fā)展在當(dāng)前電弧爐技術(shù)得以越來越廣泛應(yīng)用的前提下，實(shí)際冶煉中其強(qiáng)度也逐漸實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)，而在這種形勢下在電爐爐壁水冷方面的相關(guān)要求也逐漸提升。通常情況下，在傳統(tǒng)電爐中均應(yīng)用水冷爐壁，以便實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化水冷及掛渣目的，以便能夠較好保護(hù)爐壁。而對(duì)于達(dá)涅利技術(shù)而言，其中爐壁及爐頂在實(shí)際應(yīng)用中均選擇應(yīng)用長壽節(jié)能爐壁，該層爐壁中所包含水冷管路主要有兩層，其中一層在電弧符合作用下直接暴露，不同管之間距離比較大，從而保證較好容納電爐爐渣，以實(shí)現(xiàn)熱鏡作用，且能夠作為隔熱層及點(diǎn)絕緣層實(shí)行應(yīng)用。對(duì)于覆蓋于爐壁表面的渣層，在熱流密度有峰值出現(xiàn)的情況下

6、，其渣層會(huì)出現(xiàn)部分熔化情況，也就能夠降低鋼管中相關(guān)作用熱應(yīng)力。而在形成泡沫渣這一過程中，往往會(huì)形成一層加厚的渣層，且重新粘結(jié)于爐壁的表面。對(duì)于節(jié)能爐壁而言，其使用雙層設(shè)計(jì)形式，在漏鋼或者冷卻水泄露事故發(fā)生時(shí)，在幾分鐘時(shí)間內(nèi)損壞層便能夠由水冷回路卸下，從而可有效避免出現(xiàn)重大安全問題，有效防止長時(shí)間停機(jī)1-2。2 智能化電弧爐應(yīng)用及發(fā)展在電弧爐技術(shù)不斷發(fā)展過程中，僅僅通過操作人員經(jīng)驗(yàn)對(duì)電弧爐生產(chǎn)進(jìn)行判斷，這種情況會(huì)在一定程度上影響電弧爐生產(chǎn)力提升，并且會(huì)影響冶煉過程優(yōu)化。通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行交流，并且對(duì)過程進(jìn)行優(yōu)化控制，可使電弧爐裝備技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更加良好發(fā)展。對(duì)于電弧爐生產(chǎn)力提升及優(yōu)化冶煉過程均

7、會(huì)造成一定限制。通過數(shù)據(jù)信息交流以及過程優(yōu)化控制，可促使電弧爐裝備技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步更好發(fā)展。2.1 鋼水溫度重點(diǎn)預(yù)報(bào)模型對(duì)于電爐煉鋼系統(tǒng)而言，其屬于比較復(fù)雜的一種非線性系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行精確建模困難度較高。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力以及非線性逼近能力均比較強(qiáng)，有些研究人員利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)冶煉終點(diǎn)的鋼水溫度進(jìn)行預(yù)報(bào)，然而由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有過學(xué)習(xí)、局部較小點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)與類型設(shè)計(jì)對(duì)專業(yè)經(jīng)驗(yàn)比較依賴的缺點(diǎn)，對(duì)于其實(shí)際應(yīng)用造成一定影響。近幾年來，通過不斷研究開發(fā)出以支持向量機(jī)為基礎(chǔ)的電爐溫度預(yù)報(bào)模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法等相結(jié)合的相關(guān)溫度預(yù)報(bào)模型，從而使鋼水溫度預(yù)報(bào)得以更好實(shí)現(xiàn)，確保電弧爐生產(chǎn)得以更好進(jìn)行。2.2

8、ieaf動(dòng)態(tài)控制技術(shù)以ieaf動(dòng)態(tài)控制技術(shù)為基礎(chǔ)而開發(fā)的一種動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)，這是新型的一種自動(dòng)化系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)的應(yīng)用可生產(chǎn)過程的連續(xù)實(shí)時(shí)測量，并且對(duì)于生產(chǎn)過程可實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)態(tài)控制，在ieaf智能控制系統(tǒng)應(yīng)用中，可實(shí)現(xiàn)電弧爐控制、有關(guān)輔助機(jī)械控制及自動(dòng)化控制的有效結(jié)合得以較好實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)過程中，在電弧爐種存在的各種傳感器可提供相關(guān)反饋信號(hào)及控制參數(shù)，還可提供電極調(diào)節(jié)器實(shí)際工作狀態(tài)，依據(jù)這些參數(shù)信息可較好管理及控制冶煉過程，可集成控制電能以及化學(xué)能輸入。在控制過程方面來看，ieaf控制系統(tǒng)所包含內(nèi)容主要有三個(gè)層次，即系統(tǒng)硬件及輔助工具層次、數(shù)學(xué)模型層次以及最優(yōu)化模型層次，從而可使生產(chǎn)過程控制更加理想2-3。3 結(jié)語在當(dāng)前鋼鐵生產(chǎn)過程中，電弧爐煉鋼屬于應(yīng)用十分廣泛的一種生產(chǎn)模型，在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)揮著十分重要的作用，并且表現(xiàn)出較明顯優(yōu)勢。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，電弧爐煉鋼技術(shù)也得以較好發(fā)展，越來越多的相關(guān)技術(shù)得以應(yīng)用，并且逐漸實(shí)現(xiàn)智能化控制，因而需充分了解及掌握相關(guān)技術(shù)，以更好實(shí)現(xiàn)電弧爐煉鋼生產(chǎn)。參考文獻(xiàn)：1吳定高