摘 要：随着我国经济社会的高速发展，我国社会生产对于钢铁的需求量和质量要求也日益增大，过往传统的炼钢技术一定程度上不能满足实际的需要。本文通过系统的调查研究，概述转炉炼钢自动化技术以及其应用的意义，并系统分析了其系统的关键技术和总体设计方案，为我国的转炉炼钢自动化提供了科学的依据
　　关键词：转炉炼钢；自动化；应用意义
　　1 前言
　　随着计算机技术、电气自动化技术现在已经普遍应用于各行各业，钢铁行业自然也不例外。钢铁作为我国经济发展的重要行业，其自动化对于行业的发展具有重大的意义。而转炉炼钢又是我国主要炼钢的模式，这就要求我们主动寻求变革，实现突破，淘汰旧的工艺和设备，努力提高转炉炼钢自动化的水平，提高炼钢的产量与质量，为我国经济持续稳定的发展提供保障。
　　2 转炉炼钢自动化概述
　　通常来讲，转炉炼钢自动化技术是根据钢种以及铁水的重量和温度，在转炉兑铁前，由二级计算机分析出整个过程的氧枪吹炼高度、熔剂加入量、吹氧量、底吹量等静态数据。同时在吹炼后期，检测钢水成分和温度等参数，再通过二级计算机系统分析出动态模型调整数据，保证达到最终目标，从而实现炼钢的自动化控制。这项技术主要包含计算机、自动控制、数学模型、冶铁机理、人工智能等多种技术，其系统相对较为复杂。由于转炉炼钢多元、高温下的特殊工艺包含着很多难以确定的影响因子，使连续准确的在线检测过程中的各种参数很难实现，因此，自动化技术多采用数学模型，通过对模型的控制，实现自动化转炉炼钢。
　　3 转炉炼钢技术应用的重大意义
　　运用自动化与信息化新技术改变传统制造业的设计观念。可以看出，应用转炉炼钢自动化技术有着重大的现实意义。到目前为止其显现出来的优势主要表现在，一是能使国内平均的转炉后吹率降低50%左右，同时可使转炉终点温度和碳的命中率从60%提高至90%；二是缩短冶炼周期20%的时间，提高了炼钢效率；三是能使喷溅率、石灰的消耗率分别降低30%和3kg/t，从而提高了铁的得率约0.49%左右；四是减少对于炼钢工经验的依赖，有利于标准化和管理水平的提高，降低能耗，增大经济效益。
　　4 转炉炼钢过程自动控制关键技术
　　4.1 检测技术
　　检测仪表是炼钢检测技术自动化的前提。只有通过科学合理的设置检查仪表，才能及时准确的获得诸如熔钢温度、液面高度等控制过程所需要各类参数，以此为基础，我们的自动化手段才能得到有效的实施。
　　（1）副枪检测技术。该技术是通过一定的副枪设备来实现检测的目的。目前我国鞍钢等大型钢铁公司都采用了此项技术，而且获得了很好的实际效果。
　　（2）废气分析检测技术。传统的方法是炉气定碳法，它是通过废弃成分来反映炉内的指标参数。这种方法受制于各方面的原因，其准确性相对较低，误差较大，已经很难满足现在的需求。而将副枪技术同该技术结合在一起，以副枪检测为主，进行检测，能够极大的提高检测的准确度，为过程控制提供更准确的信息。
　　4.2 自动化技术
　　（1）数学模型。转炉炼钢的动、静态控制都是以数学模型为基础的。现在比较常见的动态控制，是在化学平衡和热平衡的基础上，通过建立静态的数学模型，计算得到起始的氧流量、氧枪高度等参数，再于吹炼操作中，利用副枪检测的信息来调整控制参数，最终实现自动化的过程控制。
　　（2）控制技术。控制系统的主要功能是估算出吹炼终点的含碳量以及熔钢温度，一般动态控制模型和反馈计算模型两个模块。动态控制模型能够分析出需要的氧气量和冷却剂量，并根据过程中检测的各项数据，估算出吹炼终点的含碳量以及熔钢温度。反馈计算模型能分析出动态控制模型中的估算误差，并实施适度的调整。
　　5 常见的自动化转炉炼钢系统的总体设计方案
　　如图所示，常见的自动化转炉炼钢系统主要是二级计算机控制系统，即一级基础性自动控制模块和二级过程性自动控制模块，并且留有与生产管理层面的接口。其中一级基础性自动控制模块主要包括氧枪自动控制系统、底吹控制系统、转炉自动化仪表系统、副枪自动控制系统、除尘自动控制系统等。二级过程性自动控制模块主要包括数据采集系统、补吹校正计算系统、报表打印系统等。这种自动化转炉炼钢的控制系统可以将过程中的参数集中显示和管理，并能提供可视性很强的界面，显示包括工艺流程模拟、趋势曲线等情况，能够在简化工作的同时，让人对工艺以及设备的运行状态有更加直观的了解。
　　6 总结
　　钢铁可以说是我国经济发展的一个重要因素，因此，我们必须采取必要的方法努力提高我国钢铁行业的整体水平，而转炉炼钢自动化就是一个非常有效的手段。充分认识到转炉炼钢自动化的重大意义，结合自身的实际情况，选择合适的自动化升级方案，努力提高转炉炼钢的自动化水平将为我国的钢铁行业继续高速发展提供动力。
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