轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用推動(dòng)了我國(guó)煉鋼技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，進(jìn)一步提高了鋼鐵生產(chǎn)效益，并為生態(tài)環(huán)境做出了巨大貢獻(xiàn)。在新時(shí)期，鋼鐵自動(dòng)化技術(shù)獲得快速發(fā)展，鋼鐵企業(yè)要想適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，就需要提高自身生產(chǎn)效率與生產(chǎn)水平。因此，鋼鐵企業(yè)需要針對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的研究投入更多資金，在生產(chǎn)當(dāng)中有效利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，減少人工粗放式生產(chǎn)，最大化減少物理消耗，促使鋼鐵生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與現(xiàn)代化。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼；自動(dòng)化控制；應(yīng)用引言因?yàn)槭艿搅水?dāng)前國(guó)際貿(mào)易環(huán)境逐漸變化不斷發(fā)展的影響，所以說(shuō)各國(guó)都在抓緊努力的搞生產(chǎn)，希望能夠通過(guò)更多高科技技術(shù)手段，使得生產(chǎn)的效率水平得到提高。在當(dāng)下我國(guó)的科學(xué)技術(shù)也得到了一定的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用的也越來(lái)越廣泛，而自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用可以在生產(chǎn)領(lǐng)域當(dāng)中也能夠看出來(lái)，比如說(shuō)鋼鐵的生產(chǎn)當(dāng)中就能夠廣泛地看到自動(dòng)化控制技術(shù)更好地滿(mǎn)足市場(chǎng)發(fā)展的需求。在當(dāng)前我國(guó)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展速度是相當(dāng)快的，為了能夠使得鋼鐵企業(yè)在發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中生產(chǎn)能力得到提高，充分的應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)就相當(dāng)重要，需要通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)的使用準(zhǔn)確的計(jì)算各種參數(shù)，建立數(shù)字模型，減少在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的資源的消耗。1轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)分析1.1基本原理轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)自動(dòng)化控制技術(shù)包括了計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)以及檢測(cè)技術(shù)。以往煉鋼是以鐵水、鐵合金及廢鐵為主要原料。在高溫作用下形成化學(xué)反應(yīng)并結(jié)合，制造成鋼材。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)對(duì)以上原料數(shù)據(jù)加以分析，從而計(jì)算出將要制造的鋼種，所需的溶劑加入量、氧槍吹入高度、底吹量、吹氧量等數(shù)據(jù)，之后在吹煉后期對(duì)出鋼水溫度與成分進(jìn)行再一次檢測(cè)，得到數(shù)據(jù)后通過(guò)各系統(tǒng)設(shè)備的配合，采用自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)煉鋼，確保達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，獲得高質(zhì)量、高品質(zhì)的鋼材。1.2基本操作內(nèi)容轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制內(nèi)容首要工作是對(duì)煉鐵廠(chǎng)提供的鐵水加以預(yù)處理，之后再對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的鐵水進(jìn)行冶煉加工，最后加工成鋼材。此過(guò)程中包括了對(duì)鐵水氧化、去除雜質(zhì)，確保鐵水成分的純凈。之后添加特定量的石灰形成氧化性的爐渣，加熱到一定溫度之后添加進(jìn)氧化劑與合金原料生成鋼材料。在采用自動(dòng)化控制技術(shù)中，需要計(jì)算機(jī)與控制設(shè)備的相互配合，嚴(yán)格把控操作進(jìn)度與流程，在出鋼時(shí)需要注意做好擋渣工作，這將對(duì)鋼材質(zhì)量與品質(zhì)具有直接影響。2轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化技術(shù)的使用意義2.1提高生產(chǎn)效率，降低能耗經(jīng)過(guò)對(duì)這方面的技術(shù)進(jìn)行深入的研究，可以發(fā)現(xiàn)的是我國(guó)的傳統(tǒng)煉鋼技術(shù)發(fā)展的時(shí)間已經(jīng)有了一段歷程，并且在未來(lái)也會(huì)有更多的發(fā)展成果。而我國(guó)的工業(yè)也會(huì)因?yàn)檫@些技術(shù)的不斷升級(jí)，不斷創(chuàng)新，而獲得更多的生產(chǎn)力，獲得前進(jìn)的動(dòng)力。為了能夠有效的提高各個(gè)不同企業(yè)在我國(guó)工業(yè)市場(chǎng)當(dāng)中存在的競(jìng)爭(zhēng)能力，一般情況下都會(huì)從資源消耗降低方面入手，從而針對(duì)電鋼企業(yè)本身就具備的一些特征進(jìn)行改革和創(chuàng)新。比如說(shuō)在當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)企業(yè)當(dāng)中，非常顯著的一個(gè)特點(diǎn)就是高消耗性的特征，降低能耗的意義是相當(dāng)重大，也比較關(guān)鍵的轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化技術(shù)，在未來(lái)主要的發(fā)展方向就是環(huán)境友好型的發(fā)展方向，這也是為了能夠有效的響應(yīng)我國(guó)的發(fā)展號(hào)召和發(fā)展政策的制定，一定要保持生態(tài)環(huán)境的友好，才能夠使得我國(guó)的各個(gè)行業(yè)能夠可持續(xù)性的發(fā)展。在提高了行業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還需要盡量的降低能耗，并且對(duì)于周邊的環(huán)境也要進(jìn)行保護(hù)，這就需要在生產(chǎn)端進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于技術(shù)的有效控制，這樣才能夠真正的在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中占據(jù)鰲頭。轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化技術(shù)存在的優(yōu)勢(shì)就是這方面所體現(xiàn)出來(lái)的，并且在未來(lái)在這方面還會(huì)有更多的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生，可以嚴(yán)格地要求命中率和缸水的質(zhì)量等等，這是轉(zhuǎn)爐煉鋼的關(guān)鍵點(diǎn)，可以使得這個(gè)過(guò)程變得更加的科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)。2.2保證煉鋼穩(wěn)定性，提高質(zhì)量自動(dòng)化技術(shù)更多的是利用動(dòng)態(tài)的方式控制轉(zhuǎn)爐的氣體，對(duì)副槍測(cè)溫系統(tǒng)還需要連續(xù)性地進(jìn)行有效的分析，從而在發(fā)生作用的時(shí)候，可以使得重點(diǎn)控制的命中率得到進(jìn)一步的提升。接下來(lái)促進(jìn)的就是氣體和溫度等等到達(dá)終點(diǎn)。除此以外，在進(jìn)行氣體補(bǔ)吹的這個(gè)工作過(guò)程當(dāng)中，也可以使用不斷降低含氧量的方式，降低鋼水氧化的基本現(xiàn)象，全面的提高鋼產(chǎn)品的純度，那么整個(gè)產(chǎn)品批次的高質(zhì)量也可以得到提升。調(diào)整命中率和補(bǔ)吹率的過(guò)程當(dāng)中，也要盡量的縮短進(jìn)行鋼鐵冶煉的時(shí)間，同時(shí)兼顧的是鋼業(yè)的濕度和成分的穩(wěn)定性，這樣才能夠有效的降低能耗，有效的降低耗費(fèi)的生產(chǎn)成本。3轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用3.1轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化儀表檢測(cè)控制應(yīng)用轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化儀表檢測(cè)控制的設(shè)計(jì)應(yīng)該具有科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性，以及安全性和質(zhì)量的可靠性和成本的最低性，保證自動(dòng)化儀表檢測(cè)控制的綜合性能。150t轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)爐檢測(cè)控制檢測(cè)設(shè)備一般包括：1）壓力檢測(cè)儀表設(shè)備系統(tǒng)，主要檢測(cè)轉(zhuǎn)爐本體冷卻用水的壓力、爐帽冷卻水壓力、耳軸冷卻水壓力等。轉(zhuǎn)爐煉鋼的安全性是冶金行業(yè)廣泛關(guān)注的問(wèn)題，而煉鋼生產(chǎn)過(guò)程中的壓力發(fā)生異常變化得不到有效控制是發(fā)生煉鋼生產(chǎn)安全事故的重要原因，因此有必要采取自動(dòng)化技術(shù)手段進(jìn)行煉鋼過(guò)程壓力檢測(cè)控制，將煉鋼過(guò)程的壓力控制在10~200MPa之內(nèi)。2）流量?jī)x表檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)，一般使用電磁流量計(jì)，主要檢測(cè)轉(zhuǎn)爐本體的冷卻水流量、轉(zhuǎn)爐本體爐帽冷卻水流量和轉(zhuǎn)爐本體耳軸冷卻水流量。3）溫度儀表檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)，主要檢測(cè)轉(zhuǎn)爐本體、爐帽和耳軸冷卻水溫度，以防止冷卻水溫度異常產(chǎn)生事故。轉(zhuǎn)爐煉鋼的時(shí)候一般溫度在1600℃以上，溫度檢測(cè)儀表一般采用表面接觸的測(cè)量方式，大多數(shù)使用電熱傳導(dǎo)式和熱效應(yīng)耦合式的溫度檢測(cè)儀表，例如熱電偶和熱電阻。4）氧槍張力儀表監(jiān)測(cè)的應(yīng)用，主要完成氧槍張力的檢測(cè)，保證氧槍的安全運(yùn)行，不發(fā)生事故。5）編碼器儀表設(shè)備檢測(cè)系統(tǒng),主要進(jìn)行轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)角度的檢測(cè),用于進(jìn)行轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)的控制。3.2轉(zhuǎn)爐煉鋼傾動(dòng)自動(dòng)化控制應(yīng)用對(duì)于煉鋼轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)爐的傾動(dòng)傾角和控制速度十分關(guān)鍵。傾動(dòng)角度的控制參數(shù)設(shè)定必須滿(mǎn)足煉鋼車(chē)間布置和工藝要求，轉(zhuǎn)爐操作模式一般有轉(zhuǎn)爐±180°旋轉(zhuǎn)角度控制模式和轉(zhuǎn)爐±360°旋轉(zhuǎn)角度控制模式。轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)速度一般有多種不同的控制模式,以適應(yīng)轉(zhuǎn)爐冶煉、出鋼、加入鐵水等不同模式的要求。150t轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)采用全正力矩的控制模式,保證在任何狀態(tài)下均能保證轉(zhuǎn)爐回到零位。轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)控制系統(tǒng)采用變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，具體選用四臺(tái)西門(mén)子的6SE70系列的變頻器，分別驅(qū)動(dòng)1臺(tái)交流電機(jī)，組成轉(zhuǎn)爐的傾動(dòng)主從傳動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)傾動(dòng)主從傳動(dòng)系統(tǒng)中任意1臺(tái)變頻器或電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，剩余的3臺(tái)變頻器和電機(jī)依然能夠正常驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)，滿(mǎn)足煉鋼生產(chǎn)連續(xù)性的需求。主機(jī)和從機(jī)電流同步的控制原理為系統(tǒng)里四臺(tái)變頻器設(shè)置相同的參數(shù)，采用主從閉環(huán)控制的模式進(jìn)行控制，通過(guò)將主機(jī)調(diào)節(jié)速度輸出作為從機(jī)轉(zhuǎn)矩限幅度的依據(jù)，PLC將系統(tǒng)設(shè)定值傳輸給主機(jī)變頻器，系統(tǒng)以給定速度運(yùn)行，從機(jī)的速度以主機(jī)速度給定的1.06倍運(yùn)行，從機(jī)的速度環(huán)逐漸趨于飽和，從機(jī)和主機(jī)的輸出電流、轉(zhuǎn)矩處處相等。極端狀態(tài)下，由于某種原因使得從機(jī)電機(jī)的連接軸與減速機(jī)突然脫開(kāi)時(shí)，從機(jī)電機(jī)的速度只能增加5%，從機(jī)的速度環(huán)退出飽和狀態(tài)按1.06倍的速度運(yùn)行，保證轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。結(jié)語(yǔ)面對(duì)當(dāng)前國(guó)家實(shí)行的標(biāo)準(zhǔn)，煉鋼產(chǎn)業(yè)存在較多的困難，轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)業(yè)環(huán)境較為惡劣，同時(shí)操作過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，對(duì)技術(shù)的精密度具有較高要求。只有依靠先進(jìn)的科技，推進(jìn)轉(zhuǎn)爐煉鋼實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制技術(shù)，才能緩解煉鋼產(chǎn)業(yè)面臨的困境。通過(guò)達(dá)到以上要求，來(lái)確保生產(chǎn)出高品質(zhì)的鋼材產(chǎn)品，為煉鋼企業(yè)帶來(lái)更高的效益?？梢哉f(shuō)這一技術(shù)對(duì)鋼鐵企業(yè)起到了重要的推進(jìn)作用，進(jìn)一步優(yōu)化了工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，相信這種