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[摘 要]随着我国国民经济的发展以及炼钢规模的扩大，炼钢技术也在不断地改进和发展。然而与国外相比，我国的炼钢技术水平还是相对落后，炼钢效率较低、成本耗用较高。转炉炼钢自动化控制技術的发展将会是我国炼钢技术水平提高的一个里程碑。本文重点阐述了转炉炼钢的工作流程以及几项相关的重要技术，并针对转炉炼钢自动化控制技术中的不足之处，构想了与新技术相结合应用的策略。希望可以为相关从业人员提供一些参考和建议，从而提高我国炼钢自动化控制技术的整体水平。
[关键词]转炉炼钢；自动化控制技术；新技术应用
中图分类号：F245 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0195-01
在近几年来人们对产品高要求、高品质的形势下，许多旧的工艺和设备络绎被淘汰。在这场重大变化中，出现了一批新的工艺和生产技术。而转炉炼钢自动化控制技术就是这场变革中最显著的成果。
一、转炉炼钢的工作流程
转炉炼钢的过程首先是，将铁水进行预处理，氧化并去除杂质，然后在整个过程的高温环境下投入石灰，以获得所需要的炉渣。在最后的一道工序中需要加入一定量的脱氧剂以及合金材料来进行真空脱氧，从而实现钢的冶炼。炼钢过程中的工艺流程大致包括：铁水以及增加剂等原材料的充足配备、合适的装入制度、供养制度、造渣制度、温度制度、脱氧以及挡渣等[1]。只有实现各个工艺流程的高质量、高效率运行，才能保证整个炼钢的质量和水平。
二、转炉炼钢自动化控制中的几项重要技术
由于转炉炼钢的控制变量极多以及精确度要求极高，使其成为炼钢过程中最难以控制且最重要的一个环节。转炉炼钢技术是随着计算机技术、网络技术以及工业网络控制技术的快速发展而逐步发展起来的[2]。由于自动化技术以及检测技术发展的推动，转炉炼钢自动化控制技术水平也得到了进一步的提高。转炉炼钢自动化控制技术不仅能够通过自动化控制，大范围地节省人力，还能大大提高炼钢过程中数据的精确度，从而保证了炼钢的高质量。转炉炼钢自动化技术主要包含以下几种重要技术。
（一）先进的检测技术
通过先进的检测仪表，对炼钢中的液面高度、熔钢温度和熔钢成分等参数进行准确的检测，从而保证控制技术和自动化技术的顺利实施。检测技术包括：副枪检测技术，以副枪技术和炉内定碳技术相结合的废气分析检测技术以及锰的实时检测技术等。
（二）以控制模型为基础的自动化技术
无论是静态控制还是动态控制都需要通过一定的控制模型来实现，结合人工智能技术的应用，来提高终点命中率。控制模型需要有一定的控制系统来实现，其中包括动态控制模型和反馈计算模型。通过动态控制模型计算出钢水的温度和含碳量，再通过反馈计算模型对误差进行调整，最后数据传输到静态控制模型中进行误差补偿[3]。
（三）计算机动态控制系统
计算机动态控制系统能够通过对现场的实时控制和操作，能够有效地调整炼钢过程中出现的偏差，提高炼钢效率，节约人力物力。计算机动态控制系统通过与现场设备的连接，从而实现对各个数据和参数的实时检测与收集，根据数据的偏差情况采取相应的操作，进而有效地实现炼钢的自动化控制。
（四）承钢150吨转炉LF炉精炼技术
LF炉精炼技术是一种炉外精炼的技术，属于转炉炼钢技术的一种。它的原理是通过利用三相电极之间的短路起弧来提高钢水的温度，从而有效地降低杂质，并通过从钢包底吹的方式向钢水中吹入氩气并对其进行搅拌，同时从中加入一定量的物质进行造渣，进而实现钢水的进一步冶炼[4]。承钢150吨精炼炉需有两座LF炉，并且每座LF炉有两台钢包车，这时电极才有液压升降。因为电极的升降由比例阀来进行调节，而比例阀是由液压来调节的。液压式的使用液压缸能够驱动电极的升降。比例阀的控制是通过电弧电流和电压与给定值的差值放大后传给比例阀线圈来实现的。氩气流量需要通过手动或自动调节对应的调节阀门来进行控制。喂丝系统需要根据钢水成分的不同，喂不同的丝线。两个系统需要单独控制。通过采用罗氏线圈检测电流，进行阻抗调节，从而实现弧流的自动控制。
三、自动化炼钢控制的新技术应用
当今时代的转炉炼钢技术已经发展到普遍适用的阶段，能够达到自学习的水平。转炉模型已经能够准确收集信息，从而实现转炉的自动喷吹。目前，国外的转炉炼钢模型已经达到一个相对成熟的阶段，而国内的转炉炼钢模型仍然存在技术上的不足。我国应该积极开发先进的转炉炼钢自动化技术，规范转炉炼钢的工艺流程，提高炼钢模型的功能，从而提高我国转炉炼钢的质量和水平。
为了设计出一套先进的自动化炼钢控制技术方案，提高我国转炉炼钢的水平，我们采用二级计算机控制方案。在保留与L3级硬件通讯和软件接口的前提下，将L1级基础自动化控制与L2级过程自动化控制结合起来。将PLC控制软件与组态画面结合起来组成软件系统，从而实现对工艺流程的动态监督和负责，并对设备实行启动或停止等控制，进而按照人愿望实现对系统以及设备的控制。系统还能夠通过调整运行参数数值，从而保证体系的安全平稳运行。根据工艺参数的变化趋势，自动生成动态曲线图。动态曲线图能够准确反映工艺流程情况以及所发生的事件，对现场事件进行实时的监控与报警。目前我国在副原料量预报模型和终点控制模型中的应用还存在一些不足之处，具体表现为炼钢过程中的命中率不高，导致原料的浪费以及延长了冶炼时间等等。基于这些不足之处，我们可以结合神经网络技术进行炼钢过程中的自动化控制。RBF神经网络技术是一种具有非线性动力学网络系统的技术，其系统中包含了许多神经元和连接点。在炼钢过程精度参差不齐的情况下，可以实现以任意精度接近非线性系统，从而大大提高炼钢的质量和水平。RBF神经网络系统具有三层前馈网络，根据相关数据迅速生成精确的网络拓扑图，实现对信息的反馈，并及时解决运行过程中所出现的小问题。在副原料加入量的预测过程中，RBF神经网络系统能够通过映射关系的应用，实现碳温的双命中[5]。在转炉炼钢过程中，副枪检测以前的静态控制相比之后的动态控制尤为重要，一旦静态控制中不能接近目标值，后面的动态调整很难把握。根据这两控制的独特性，我们可以利用RBF神经网络系统构建两个独立的模型。一个用来预测吹氧量和造渣剂的加入量，有效实现钢水中杂质的去除；一个用来控制吹氧量，降低炼钢过程的难度。
结语
综上所述，转炉炼钢自动化控制技术是我国炼钢过程中的一项重要技术。它在实现自动化控制的同时，能够提高炼钢质量和工作效率，节约成本，从而有效地提高其社会经济效益。为了减少和避免转炉炼钢过程中的不足之处，我们可以结合RBF神经网络技术，提高终点命中率，煤气回收率，提高钢水的质量，有效并及时解决转炉炼钢中出现的小问题，实现静态控制和动态调整的顺利运行，从而提升转炉炼钢过程中的整体水平。
参考文献
[1] 张年刚.炼钢自动化控制技术研究[J].山东工业技术，2015，（11）：46.
[2] 王莉，程亮.炼钢自动化控制技术研究[J].城市建设理论研究（电子版），2016，（15）：2473.
[3] 文雪虎.炼钢自动化控制技术研究[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（28）：2936-2937.
[4] 齐大朝.自动化炼钢过程控制技术的应用与研究[J].商品与质量，2016，（27）：187-187.
[5] 李山宝.现代自动化炼钢控制技术[J].信息系统工程，2011，（9）：86-87.
[关键词]转炉炼钢；自动化控制技术；新技术应用
中图分类号：F245 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0195-01
在近几年来人们对产品高要求、高品质的形势下，许多旧的工艺和设备络绎被淘汰。在这场重大变化中，出现了一批新的工艺和生产技术。而转炉炼钢自动化控制技术就是这场变革中最显著的成果。
一、转炉炼钢的工作流程
转炉炼钢的过程首先是，将铁水进行预处理，氧化并去除杂质，然后在整个过程的高温环境下投入石灰，以获得所需要的炉渣。在最后的一道工序中需要加入一定量的脱氧剂以及合金材料来进行真空脱氧，从而实现钢的冶炼。炼钢过程中的工艺流程大致包括：铁水以及增加剂等原材料的充足配备、合适的装入制度、供养制度、造渣制度、温度制度、脱氧以及挡渣等[1]。只有实现各个工艺流程的高质量、高效率运行，才能保证整个炼钢的质量和水平。
二、转炉炼钢自动化控制中的几项重要技术
由于转炉炼钢的控制变量极多以及精确度要求极高，使其成为炼钢过程中最难以控制且最重要的一个环节。转炉炼钢技术是随着计算机技术、网络技术以及工业网络控制技术的快速发展而逐步发展起来的[2]。由于自动化技术以及检测技术发展的推动，转炉炼钢自动化控制技术水平也得到了进一步的提高。转炉炼钢自动化控制技术不仅能够通过自动化控制，大范围地节省人力，还能大大提高炼钢过程中数据的精确度，从而保证了炼钢的高质量。转炉炼钢自动化技术主要包含以下几种重要技术。
（一）先进的检测技术
通过先进的检测仪表，对炼钢中的液面高度、熔钢温度和熔钢成分等参数进行准确的检测，从而保证控制技术和自动化技术的顺利实施。检测技术包括：副枪检测技术，以副枪技术和炉内定碳技术相结合的废气分析检测技术以及锰的实时检测技术等。
（二）以控制模型为基础的自动化技术
无论是静态控制还是动态控制都需要通过一定的控制模型来实现，结合人工智能技术的应用，来提高终点命中率。控制模型需要有一定的控制系统来实现，其中包括动态控制模型和反馈计算模型。通过动态控制模型计算出钢水的温度和含碳量，再通过反馈计算模型对误差进行调整，最后数据传输到静态控制模型中进行误差补偿[3]。
（三）计算机动态控制系统
计算机动态控制系统能够通过对现场的实时控制和操作，能够有效地调整炼钢过程中出现的偏差，提高炼钢效率，节约人力物力。计算机动态控制系统通过与现场设备的连接，从而实现对各个数据和参数的实时检测与收集，根据数据的偏差情况采取相应的操作，进而有效地实现炼钢的自动化控制。
（四）承钢150吨转炉LF炉精炼技术
LF炉精炼技术是一种炉外精炼的技术，属于转炉炼钢技术的一种。它的原理是通过利用三相电极之间的短路起弧来提高钢水的温度，从而有效地降低杂质，并通过从钢包底吹的方式向钢水中吹入氩气并对其进行搅拌，同时从中加入一定量的物质进行造渣，进而实现钢水的进一步冶炼[4]。承钢150吨精炼炉需有两座LF炉，并且每座LF炉有两台钢包车，这时电极才有液压升降。因为电极的升降由比例阀来进行调节，而比例阀是由液压来调节的。液压式的使用液压缸能够驱动电极的升降。比例阀的控制是通过电弧电流和电压与给定值的差值放大后传给比例阀线圈来实现的。氩气流量需要通过手动或自动调节对应的调节阀门来进行控制。喂丝系统需要根据钢水成分的不同，喂不同的丝线。两个系统需要单独控制。通过采用罗氏线圈检测电流，进行阻抗调节，从而实现弧流的自动控制。
三、自动化炼钢控制的新技术应用
当今时代的转炉炼钢技术已经发展到普遍适用的阶段，能够达到自学习的水平。转炉模型已经能够准确收集信息，从而实现转炉的自动喷吹。目前，国外的转炉炼钢模型已经达到一个相对成熟的阶段，而国内的转炉炼钢模型仍然存在技术上的不足。我国应该积极开发先进的转炉炼钢自动化技术，规范转炉炼钢的工艺流程，提高炼钢模型的功能，从而提高我国转炉炼钢的质量和水平。
为了设计出一套先进的自动化炼钢控制技术方案，提高我国转炉炼钢的水平，我们采用二级计算机控制方案。在保留与L3级硬件通讯和软件接口的前提下，将L1级基础自动化控制与L2级过程自动化控制结合起来。将PLC控制软件与组态画面结合起来组成软件系统，从而实现对工艺流程的动态监督和负责，并对设备实行启动或停止等控制，进而按照人愿望实现对系统以及设备的控制。系统还能夠通过调整运行参数数值，从而保证体系的安全平稳运行。根据工艺参数的变化趋势，自动生成动态曲线图。动态曲线图能够准确反映工艺流程情况以及所发生的事件，对现场事件进行实时的监控与报警。目前我国在副原料量预报模型和终点控制模型中的应用还存在一些不足之处，具体表现为炼钢过程中的命中率不高，导致原料的浪费以及延长了冶炼时间等等。基于这些不足之处，我们可以结合神经网络技术进行炼钢过程中的自动化控制。RBF神经网络技术是一种具有非线性动力学网络系统的技术，其系统中包含了许多神经元和连接点。在炼钢过程精度参差不齐的情况下，可以实现以任意精度接近非线性系统，从而大大提高炼钢的质量和水平。RBF神经网络系统具有三层前馈网络，根据相关数据迅速生成精确的网络拓扑图，实现对信息的反馈，并及时解决运行过程中所出现的小问题。在副原料加入量的预测过程中，RBF神经网络系统能够通过映射关系的应用，实现碳温的双命中[5]。在转炉炼钢过程中，副枪检测以前的静态控制相比之后的动态控制尤为重要，一旦静态控制中不能接近目标值，后面的动态调整很难把握。根据这两控制的独特性，我们可以利用RBF神经网络系统构建两个独立的模型。一个用来预测吹氧量和造渣剂的加入量，有效实现钢水中杂质的去除；一个用来控制吹氧量，降低炼钢过程的难度。
结语
综上所述，转炉炼钢自动化控制技术是我国炼钢过程中的一项重要技术。它在实现自动化控制的同时，能够提高炼钢质量和工作效率，节约成本，从而有效地提高其社会经济效益。为了减少和避免转炉炼钢过程中的不足之处，我们可以结合RBF神经网络技术，提高终点命中率，煤气回收率，提高钢水的质量，有效并及时解决转炉炼钢中出现的小问题，实现静态控制和动态调整的顺利运行，从而提升转炉炼钢过程中的整体水平。
参考文献
[1] 张年刚.炼钢自动化控制技术研究[J].山东工业技术，2015，（11）：46.
[2] 王莉，程亮.炼钢自动化控制技术研究[J].城市建设理论研究（电子版），2016，（15）：2473.
[3] 文雪虎.炼钢自动化控制技术研究[J].城市建设理论研究（电子版），2015，（28）：2936-2937.
[4] 齐大朝.自动化炼钢过程控制技术的应用与研究[J].商品与质量，2016，（27）：187-187.
[5] 李山宝.现代自动化炼钢控制技术[J].信息系统工程，2011，（9）：86-87.