王玉明

摘要 ：我國鋼鐵生產(chǎn)的重要技術(shù)就是轉(zhuǎn)爐煉鋼，該技術(shù)在鋼鐵經(jīng)營生產(chǎn)當(dāng)中有著不可替代的作用，并且因為當(dāng)下的科技技術(shù)的轉(zhuǎn)型以及一系列的改革要求，所以提高轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)也顯得非常重要，在實際的煉鋼過程當(dāng)中，相關(guān)的技術(shù)人員一定要進行煉鋼終點的控制，必須做好轉(zhuǎn)爐煉鋼終點的檢查工作，其直接關(guān)系到整個作業(yè)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，因此對技術(shù)人員的操作水平提出了較高要求。本文從了解當(dāng)前我國轉(zhuǎn)爐煉鋼終點技術(shù)在應(yīng)用方面及發(fā)展方面的基本情況入手，結(jié)合人工經(jīng)驗、靜態(tài)、動態(tài)等多方面控制技術(shù)來強化認知，以此來更好地了解不同技術(shù)的應(yīng)用特點，致力于充分發(fā)揮多種終點控制技術(shù)應(yīng)用效果來提升整體工藝水準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞 ：轉(zhuǎn)爐煉鋼 ；終點控制 ；技術(shù)應(yīng)用

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，生活方面的各個行業(yè)對于鋼鐵的需求越來越大，質(zhì)量較好的鋼材已經(jīng)成為市場的首要選擇，因此為了促使鋼材行業(yè)滿足市場發(fā)展需求，我國鋼鐵行業(yè)則要做出技術(shù)性的變化，以此通過技術(shù)優(yōu)化的方式，生產(chǎn)質(zhì)量較好的鋼材，促進整個該行業(yè)的發(fā)展，促進國家的發(fā)展。

1  轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)的現(xiàn)狀

自上世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)被提出，轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)是行業(yè)從事者的智慧結(jié)晶，是勞動人民的無數(shù)次實踐以及汗水揮灑的結(jié)果，在現(xiàn)如今煉鋼鐵的過程中 , 轉(zhuǎn)爐煉鋼已經(jīng)成為了一項發(fā)展的重心，也被煉鋼企業(yè)關(guān)注和管理。在現(xiàn)階段我國的經(jīng)濟社會不斷發(fā)展的狀況下，轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用和推廣，其中轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)在應(yīng)用的過程中，自身也向著新型的發(fā)展技術(shù)和模式發(fā)展下去。但是終點控制技術(shù)在轉(zhuǎn)爐后期操作中也存在著一系列不可避免的問題。轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)其技術(shù)的主要原理是在鋼鐵生產(chǎn)過程中對于鋼鐵鋼水的溫度以及鋼鐵的碳含量的控制技術(shù)，后期伴隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化技術(shù)也被運用大轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)中，從而在煉鋼中運用轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)，通過實際的數(shù)據(jù)進行那個轉(zhuǎn)爐煉鋼的的情況分析，最后才形成了終點控制技術(shù)。在終點控制技術(shù)的發(fā)展過程當(dāng)中，最開始因為各項技術(shù)以及勞動的不完善，該技術(shù)的運用并沒有顯著性的效果，在實際的鋼鐵生產(chǎn)當(dāng)中，轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)并沒有將碳含量控制技術(shù)發(fā)揮到實際，并沒有實際化的對于鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)生影響。反而消耗大量的鋼鐵原材料，從而降低了鋼鐵的生產(chǎn)效果。在后期的不斷發(fā)展當(dāng)中，伴隨各項技術(shù)的不斷完善以及勞動人員的技術(shù)水平的不斷提高，生產(chǎn)設(shè)備的不斷完善，信息化計算機技術(shù)補足了鋼鐵生產(chǎn)中找你爐煉鋼技術(shù)的某些缺陷之處，通過計算機的細化的數(shù)據(jù)分析，掌握了煉鋼過程中的真實性數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)崟r監(jiān)測煉鋼過程中的各項事宜，促使轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)得到了一定的技術(shù)轉(zhuǎn)型，成為了真正的自動化信息煉鋼技術(shù)，并且在煉鋼中取得較好的發(fā)展，并且取代了部分人工操作。轉(zhuǎn)變?yōu)楦涌煽赵挼牟僮骷夹g(shù)，發(fā)展到如今，各個大型煉鋼生產(chǎn)廠家，已經(jīng)進行了鋼鐵聲場轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的普及并且在科技的不斷的發(fā)展中，進行轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的完善，以此促進鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展。

2  轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)在信息化沒有得到普及之前依然依靠人工操作進行，因此，在項目進行中難免會出現(xiàn)一些問題。項目的完成與否要依靠鋼水的變化情況和質(zhì)量來確定。水中的碳含量必須通過火焰形狀、飛濺和鋼水溫度的常見變化來控制，并且各項細化的變化數(shù)據(jù)主要由工作人員依據(jù)工作經(jīng)驗進行判斷，所以其誤差性可想而知。這其中如果存在工作人員的判斷出錯或是經(jīng)驗不足判斷失誤等等認為因素，那么其都會為鋼材的質(zhì)量造成不可預(yù)估的影響。當(dāng)下，我國的鋼鐵行業(yè)，主要通過對于鋼鐵鋼水的數(shù)據(jù)進行觀察的方式、以及鋼鐵溫度及其他方面的變化的狀態(tài)的控制進行判斷鋼鐵的質(zhì)量情況。信息化發(fā)展下的轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)通過信息化數(shù)據(jù)的形式對于以上溫度以及鋼水?dāng)?shù)據(jù)進行細化的分析，并且展示在工作人員面前，避免了人為的判斷，并且還可以進行溫度以及其他方面的控制。為鋼鐵生產(chǎn)提供了技術(shù)方面的保障。轉(zhuǎn)爐鋼生產(chǎn)的控制技術(shù)主要通過溫度以及碳含量情況進行判定。因此工作人員一定要細化的進行溫度的控制，避免溫度產(chǎn)生誤差，影響鋼水碳含量，最終為產(chǎn)品質(zhì)量做出影響，從而浪費生產(chǎn)資源。

3  轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)分析

3.1 人工控制技術(shù)

3.1.1 拉碳補吹法

當(dāng)下轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)仍以人工為主要控制方式，其主要依靠人工操作進行，在鋼鐵生產(chǎn)中，相關(guān)的鋼鐵生產(chǎn)數(shù)據(jù)依舊是人工經(jīng)驗進行控制，其人工依據(jù)是按照碳含量中是否終止吹氧操作。碳鋼和碳鋼的生產(chǎn)多采用拉拔加吹碳的方法。由于碳的目標(biāo)含量比較高，可以通過氧化的程度進行細化的判斷，在回火中工作人員可以選擇添加材料的時間并且作為根據(jù)，后進行最終的判斷進而使用正確的方式方法，節(jié)省時間，減少原材料的浪費情況，并且保障鋼材的質(zhì)量。

3.1.2 直吹增碳法

在轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)中可以選擇實施直吹增碳法方式，進而減少其他不確定性因素為鋼材質(zhì)量帶來的影響，進而達到工程的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，促進工程質(zhì)量的提高，將數(shù)值進行合理化的控制。吹法不僅減少了補吹的時間，而且縮短了總操作時間，工作效率和沖擊力會更大，這種方法對低碳鋼的生產(chǎn)非常有利。在進行轉(zhuǎn)爐鋼制造時，一定要意識到制造過程中需要注意的操作點問題，以此能夠有效的進行技術(shù)方面的控制，其次在煉鋼過程當(dāng)中，在添加原材料時，可以觀察煉爐的實際狀況，對于狀況的判斷大部分取決于工作人員的經(jīng)驗。并根據(jù)材料的時間以及要投入量問題進行標(biāo)準(zhǔn)判定，在從中發(fā)現(xiàn)不足之處。如在觀察早期成形鋼的氧含量時，可以進行氧含量已經(jīng)超標(biāo)的鋼材的調(diào)整，運用直吹增碳法，其是一種較為簡單化的管理方式方法。在通常情況下，在鋼鐵煉制過程中能夠?qū)υ牧弦约把鹾康鹊日{(diào)整指標(biāo)、參數(shù)和控制方法，進而有效的保障鋼鐵煉制時間以及質(zhì)量問題，促進行業(yè)的發(fā)展。

3.2 靜態(tài)控制技術(shù)

由靜態(tài)控制技術(shù)名稱可知，靜態(tài)控制技術(shù)是在一個事先預(yù)估的情況下進行鋼鐵冶煉操作的，以控制靜態(tài)模型的方式，進而按照細化的編著控制相應(yīng)的碳的含量，以及鋼種在生產(chǎn)之前的碳需求量與要吹入轉(zhuǎn)爐中氧氣量的大小，根據(jù)煉鋼所需的終點控制標(biāo)準(zhǔn)確定碳含量與合理溫度區(qū)間，在實際的冶煉過程中借助事先預(yù)估所確定的靜態(tài)模型進行生產(chǎn)操作。該技術(shù)在我國煉鋼行業(yè)發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍廣泛。是實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)自動化的關(guān)鍵技術(shù)。要實現(xiàn)靜態(tài)控制，首先要實現(xiàn)物料平衡和熱平衡，并在此基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型具有實際使用價值，可以起到預(yù)測作用。根據(jù)不同的應(yīng)用場景，靜態(tài)控制技術(shù)可以分為三種數(shù)學(xué)類型可以支持的機型。使用物料平衡方程，基于假設(shè)，最終通過計算實際參數(shù)，如實際爐溫、重量和鐵水含量等得到，最后推導(dǎo)出，二是增量模型的應(yīng)用。事實上，它也是基于當(dāng)量比。將爐內(nèi)溫度和各種因素的轉(zhuǎn)化效果視為一個連續(xù)函數(shù)，通過函數(shù)圖的變化來判斷爐內(nèi)情況，為下一步精煉爐提供數(shù)據(jù)依據(jù)。三是機理模型 ：機理模型需要考慮的參數(shù)較多，主要是對冶煉過程中的各種參數(shù)進行分析，進而通過計算得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并進行熱平衡計算，得出相應(yīng)的模型，主要包括廢鋼，鐵水以及石灰的模型。但是此種模型所涉及的參數(shù)較多，不易控制，因此模型的準(zhǔn)確度相對較低。除此之外，因為轉(zhuǎn)爐煉鋼的過程中有許多反應(yīng)機理尚未探明，所以在進行模型構(gòu)建時通常會借助人工的經(jīng)驗，也就使得機理模型的建立是半經(jīng)驗半機理。四是統(tǒng)計模型 ：統(tǒng)計模型的建立前期需要準(zhǔn)備的工作較多，因為其只考慮輸入量和輸出量，并根據(jù)這兩種參數(shù)得出具體的分析。想對其他模型來說，統(tǒng)計模型由于考慮的參數(shù)較少，因此操作簡便，但是模型的建立需要參考大量的數(shù)據(jù)，建模前期工作量較大。然而一旦模型建立，那么終點的準(zhǔn)確率便會有所提高，由于只考慮輸入量與輸出量，所以在冶煉過程中其他的不良因素可以不被考慮其中，因此減少了隨機因素的影響。五是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型由于科技的發(fā)展，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的發(fā)展也越來越快速，已經(jīng)被廣泛的運用到靜態(tài)控制中。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)、自組織、強魯棒性和能夠逼近任意非線性函數(shù)的能力，因此為靜態(tài)控制建立數(shù)學(xué)模型的困難提供了更好的解決方法。

3.3 動態(tài)控制技術(shù)

目前轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)所采取的動態(tài)控制技術(shù)主要分為兩大類，一種則是動態(tài)關(guān)鍵控制技術(shù)，另一種則是爐氣分析的動態(tài)端點控制技術(shù)。動態(tài)關(guān)鍵控制技術(shù)是根據(jù)相關(guān)的記錄數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的修正以及數(shù)據(jù)的控制，其能夠提高煉鋼生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)有效性，對于技術(shù)生產(chǎn)有著重要的作用。第二種方法在回火的最后一步中使用最多。這種方法對專業(yè)技術(shù)人員的要求較高。專業(yè)人員必須在爐口上分析爐氣成分，以實現(xiàn)鋼浴的冷卻，然后對鋼水進行評估。其他成分的用量是否準(zhǔn)確還必須檢查適當(dāng)?shù)臏囟炔拍苓_到最終目標(biāo)。相對于傳統(tǒng)的技術(shù)方法，靜態(tài)和動態(tài)控制技術(shù)采用了比手動技術(shù)更精確的先進技術(shù)。一方面實現(xiàn)了理論與公式的高效轉(zhuǎn)換，另一方面實現(xiàn)了熔煉參數(shù)和指標(biāo)的合理優(yōu)化。在端點控制效率方面明顯高于人工技術(shù)。盡管如此，目前我國部分鋼廠采用靜態(tài)控制技術(shù)和動態(tài)控制技術(shù)，控制效率仍然較差。這就要求鋼廠在注重參數(shù)值的合理控制的同時，加強相關(guān)技術(shù)的改進和優(yōu)化。爐氣分析的動態(tài)控制法主要是可以實現(xiàn)對煉鋼轉(zhuǎn)爐過程中的連續(xù)檢測，從而更好的對參數(shù)進行及時的調(diào)整。這種檢測方法相對來說較為全面，因為在此過程中不僅可以得出相應(yīng)的碳含量，還可以測出在煉鋼過程中的雜質(zhì)，進而幫助操作者通過分析調(diào)整終點的確定，提高準(zhǔn)確率。

3.4 自動控制

在具體的煉鋼技術(shù)項目中，其所需溫度以及糖含量有著密切的關(guān)系，這些問題在轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)中都得到了一定程度的控制。例如在當(dāng)下的熔體監(jiān)控中加入了計算機的使用。對煉鋼的具體溫度有了詳細化的科學(xué)化的控制以及掌握。其對于鋼鐵發(fā)展有著巨大作用，裝計算機的主要目的是控制熔煉過程的溫度和含碳量，避免熔煉過程中要求的要求突然變化，影響熔煉結(jié)果，并在一定程度上提高鋼水的熔化溫度，影響碳含量的速度。

自動化技術(shù)的發(fā)展，一方面也促進鋼鐵行業(yè)的發(fā)展。自動化作為檢測技術(shù)，其能夠起到對于鋼鐵煉制過程中的有檢測效果。在熔煉過程中，該技術(shù)可以控制鋼水中的溫度參考和碳元素的質(zhì)量分數(shù)。而且減少了大量的人工操作不便，增加了安全性，促進了行業(yè)的全面的質(zhì)的提高與發(fā)展。自動控制法是目前轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制法中較為準(zhǔn)確和先進的方法，準(zhǔn)確率最高可達 95% 以上，因此相關(guān)企業(yè)要想提高煉鋼的質(zhì)量，需要加大自動控制發(fā)的使用。目前，通過自動控制方法主要可以實現(xiàn)以下幾種數(shù)據(jù)檢測。①爐渣在線檢測，監(jiān)控并調(diào)整爐渣的狀況。②爐氣在線分析，進一步預(yù)測熔池碳含量和溫度。③模糊判斷和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，調(diào)整控制模型。④副槍動態(tài)控制技術(shù)，檢測鋼水的溫度和成分，調(diào)整和控制鋼水的碳和溫度。

3.5 發(fā)展趨勢

①節(jié)能環(huán)保技術(shù)進步 ：在保護環(huán)境的要求不斷提高，人們的環(huán)保意識也逐漸增強的大環(huán)境下，鋼鐵的生產(chǎn)也必須與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的步伐保持一致。因此在未來的技術(shù)研究當(dāng)中，要優(yōu)化“負能”工藝，加大對各裝備與技術(shù)的投資，同時要積極采用多角度多方面的綜合節(jié)能方法，實現(xiàn)真正地“負能煉鋼”。在整體的工序當(dāng)中，要降低工序的能耗，并且增強能源的轉(zhuǎn)換和循環(huán)利用。對各種可再次利用的能源要積極發(fā)掘，例如煉鋼之后的余溫，可利用其熱度開發(fā)新的使用途徑。還有煙氣能量，可對其進行高效的轉(zhuǎn)換，冷卻水的余熱回收也是能源再利用的重要措施。優(yōu)化工序的流程，縮短工序的時間并且保證工序之間環(huán)節(jié)的銜接要有效節(jié)能，才能夠?qū)崿F(xiàn)高效化的轉(zhuǎn)爐煉鋼。另外，可以采用一些節(jié)能的物理方法或者化學(xué)方法進一步對煉鋼工序中的節(jié)能潛力進行挖掘。煉鋼的過程中要做好煙塵的處理，利用干法除塵技術(shù)，減少煙塵對大氣的污染同時也能夠在一定程度上節(jié)約水資源的使用。并且，要加大全過程的保溫措施，實現(xiàn)鋼鐵廠的低溫制度運行，最大限度地節(jié)約能耗。②在小型化的轉(zhuǎn)爐自動化水平提高 ：我國的轉(zhuǎn)爐發(fā)展關(guān)注于大型的轉(zhuǎn)爐控制技術(shù)，但是還存在著許多中小型的轉(zhuǎn)爐，這些中小型轉(zhuǎn)爐的自動化水平應(yīng)該朝著更加科技化的方向發(fā)展。許多小型的轉(zhuǎn)爐承載量較小，并且終點的命中率也比較低，運用技術(shù)的環(huán)節(jié)與程序受到了許多限制，在大部分的情況下還是要采用人工經(jīng)驗的方法進行控制。因此對中小型的轉(zhuǎn)爐自動化的控制水平必須要重視與提高。③加大科學(xué)設(shè)備的使用 ：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展讓鋼鐵自動化生產(chǎn)邁向日程，要早日實現(xiàn)鋼鐵機械化的目標(biāo)首先要加強科學(xué)機械設(shè)備的使用，如今的冶煉工藝人工操作的占比大，而技術(shù)人員的專業(yè)水平以及管理經(jīng)驗又是影響整個環(huán)節(jié)的重要因素，這些不可控地因素極大地影響著冶煉的精準(zhǔn)化，在拉碳補吹法中就存在著較大的誤差。因此要加大創(chuàng)新的技術(shù)與能力開發(fā)更加先進的機械設(shè)備，在使用的過程中不斷完善有關(guān)的工藝，利用科學(xué)有效的管理方式減少人工經(jīng)驗的操作，當(dāng)然，這種科學(xué)化的機械設(shè)備必須保證在使用的過程中擁有人工經(jīng)驗，而這就必須要做到在自動化的道路上將科學(xué)機械設(shè)備的運用與人工經(jīng)驗進行有效的結(jié)合，不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量。而其中的技術(shù)人員也必須不斷提高自己的專業(yè)素養(yǎng)，用更高的行為準(zhǔn)則來約束自己，在冶煉的實踐當(dāng)中提高自己的能力，并且積極創(chuàng)造新的元素去適應(yīng)時代發(fā)展下煉鋼領(lǐng)域的需求。制定管理中的科學(xué)指導(dǎo)方案，提高整個冶煉過程的精準(zhǔn)度，同時也提高冶煉的效率與科技水平。

3.6 轉(zhuǎn)爐終點控制技術(shù)的展望

轉(zhuǎn)爐終點控制技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了四個不同的階段，從最開始的人工經(jīng)驗控制法到后面的自動化控制法，不僅展現(xiàn)了我國的科技進步，更是可以幫助我國的煉鋼使用快速的發(fā)展。但是由于不同煉鋼廠的規(guī)模和技術(shù)水平有所差別，因此在轉(zhuǎn)爐終點控制技術(shù)還存在一定的問題。此外，目前我國爐型的類型相對不夠完善，在發(fā)展過程中很大程度上會由于于爐型而受到阻礙。目前我國的轉(zhuǎn)爐發(fā)展更加趨于大型化，一些小型的轉(zhuǎn)爐已經(jīng)逐漸被閑置，但是由于大型爐型還有一些限制，還受經(jīng)濟的影響，因此小型的轉(zhuǎn)爐還有存在的必要性。首先，目前小型轉(zhuǎn)爐的自動化水平較低，在使用過程中更多的是要依賴人工經(jīng)驗，從而使得準(zhǔn)確率較低，針對此問題主要是需要不斷的加大投資力度，使人工智能來促進小型轉(zhuǎn)爐的進一步使用。其次，目前我國大部分使用的是中型爐，馬鋼、本鋼、攀鋼都都是選用了爐氣分析設(shè)備來進行轉(zhuǎn)爐終點控制，并且取得了較高的準(zhǔn)確率。轉(zhuǎn)爐煉鋼終點控制技術(shù)對于煉鋼過程中有著重要意義，在我國科技不斷進步的背景下，應(yīng)該不斷加強對重點控制技術(shù)的研究，以此來提高終點的準(zhǔn)確率，促進我國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展。

4  結(jié)語

因為其他因素的干擾以及條件的限制，當(dāng)下的煉鋼技術(shù)發(fā)展手段并不能在國內(nèi)大范圍的進行發(fā)展，因此，許多鋼鐵生產(chǎn)機構(gòu)依舊運用人工化的生產(chǎn)操作方式，基于此，我國在鋼鐵行業(yè)的發(fā)展中依舊需要改善相應(yīng)的技術(shù)問題，發(fā)展新式的鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)，減少成本，提高鋼鐵生產(chǎn)的穩(wěn)定性，在未來，希望能夠有更加多的更精密的鋼鐵生產(chǎn)自動化設(shè)備，進而幫助鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)全面發(fā)展，促進國家的全面化發(fā)展。