自动化炼钢控制技术分析
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冶金过程检测与控制冶金过程检测与控制是现代冶金行业中非常重要的一部分,它对生产效率、产品质量、能源消耗等方面都有很大的影响。
冶金过程检测与控制是指通过实时检测和控制技术,对冶金过程中各个环节进行监控和控制,从而实现冶金过程的自动化、智能化和高效化运行。
冶金过程包括了炼焦、炼铁、炼钢、有色金属冶炼等多个环节,每个环节都有不同的特点和需要被检测和控制的因素。
下面我们逐一介绍一下。
炼焦是指通过加热煤炭排出气体和液体的化学过程,这个过程对钢铁生产过程来说非常重要。
在炼焦过程中,煤炭的变化和热量释放都会影响到炼焦炉的运行。
为了能够更好的控制炼焦过程,需要对炉内煤炭的温度、压力、含量等因素进行实时监测和控制,从而确保炼焦炉的稳定运行和产出的炼焦炭的质量。
炼铁是指将炼焦炭和铁矿石混合在高温下进行还原反应,从而得到熔融的铁和钢渣的过程。
在炼铁过程中,需要对炉内温度、气体成分、熔体成分等因素进行监测和控制。
通过实时监测炉子和原材料的参数,可以动态调整冶炼的参数,从而保证炉子的稳定运行和产出的铁水质量的稳定性。
炼钢是将熔融的铁水与其他合金元素进行混合,然后进行钢水的浇铸过程。
在炼钢过程中,需要对钢水熔体的成分、温度、流速等因素进行监测和控制。
在钢水浇铸的过程中,还需要实时监测钢渣的形成和分离,以及预防冷却现象对铸件质量的影响。
有色金属冶炼是利用电解或高温途径将金属从废料中提取和分离的过程,其过程与传统的冶炼不同。
在有色金属冶炼过程中,需要对电解槽温度、电压、电流、电解液浓度、PH值等因素进行实时监测和控制,从而确保冶炼产出的金属的质量和产量。
总之,冶金过程检测与控制能够实时监测和控制冶金生产环节中关键参数的变化,保证生产过程的质量和安全。
同时,应用现代化的冶炼技术,提高了生产效率和质量水平,减少了人力和能源消耗,实现了冶金生产的自动化化、智能化和高效化运行。
转炉炉气分析与“投弹”检测相结合在自动化炼钢技术中的应用转炉炼钢的目的是对兑入转炉的铁水和废钢等原料,采用通过氧枪连续吹氧和加入渣料造渣的方式,不断氧化[Si]、[Mn]和去除[P]、[S]等杂质,并降低熔池中的碳含量和提升熔池温度的过程。
能否实现直接出钢的主要条件为冶炼终点时钢水成分和温度是否满足目标要求;因此,冶炼终点钢水成分和温度命中率高的炼钢控制技术能减少补吹和倒炉取样的次数,可有效地缩短冶炼时间,提高转炉产量,降低生产成本,是转炉炼钢的关键技术。
目前,国内中小转炉占70%以上,大部分都是依靠人工经验来判断转炉终点的方法,即通过观看炼钢过程中火花的颜色来判断钢水成分和温度。
国内大转炉一般采用副枪矫正模型炼钢,在冶炼后期使用副枪探头检测反馈信号,进行终点动态矫正。
炉气分析是利用安装在转炉烟道上的气体分析仪实时分析转炉烟气成分,提高过程监控能力和预报钢水成分的一种自动化炼钢技术。
国外转炉一般使用质谱仪炉气分析模型系统进行终点预报和过程控制,主要目标为降低副枪探头消耗和判断炉况;国内有些中小转炉引进了国外的质谱仪炉气分析系统,在应用中存在设备昂贵、维护复杂和消耗高,以及国外模型与国内拉碳工艺差别较大的一些问题。
本文在邯钢120t转炉上使用自主开发的直插式气体分析仪、投弹检测技术和自动化炼钢模型,进行了中小转炉的全程过程控制自动化炼钢的尝试,并取得了较好的控制效果和经济效益。
一、自动化炼钢主要监控设备(一)直插式炉气分析系统本系统使用直插式炉气分析仪进行炉气成分监控,实现转炉炉况的全程动态监控,该系统与国外引进的质谱仪炉气分析系统不同,不需要取样系统和预处理系统,设备和安装方式简单,直接插入转炉烟道内,可以在室外工况下全天候运行,基本不需要维护。
此外,该系统比质谱仪(分析响应时间约3s)具有更快的分析速度,响应时间小于1s;并且,分析的数据基本没有漂移现象,不需要类似质谱仪的定期矫正和标气标定。
71C omputer automation计算机自动化炼钢精炼炉钢包底吹控制系统改造分析沈江珠(酒钢集团榆中钢铁有限公司,甘肃 兰州 730104)摘 要:随着当前炼钢行业的不断发展进步,其冶炼工艺技术基于创新手段,极大的提高了冶炼产品质量和生产效率。
而钢包底吹作为冶炼工艺中的重要环节,现有炼钢精炼炉钢包底吹控制系统已经不能完全满足现代化工艺生产需求,必须要对原有控制系统进行一定的优化和改造,保障钢包底吹控制系统具有良好的实施效果,提高氩气流量控制的合理性。
因此本文从硬件配置以及PLC 编程角度出发,在原有控制系统管理基础上,对其进行优化改造,旨在更好的促进炼钢精炼炉钢包底吹控制系统满足生产工艺要求,进一步提高生产效率和效益。
关键词:炼钢精炼炉;钢包底吹;控制系统;改造中图分类号:TF769 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)16-0071-2收稿日期:2020-08作者简介:沈江珠,男,生于1987年, 汉族, 甘肃临夏回族自治州人,本科,助工,研究方向:冶金工程。
钢包底吹是炼钢精炼炉在生产成品钢时,不可或缺的重要工艺手段。
其主要作用是通过搅拌和气洗钢水,以防止出现钢水氧化。
通常情况下,在开展钢包底吹工艺时,对精炼钢水质量影响最大的因素即是氩气流量的控制。
如氩气流量相对较大,则会导致穿液面发生严重的喷溅现象,从而致使钢水出现裸露氧化,致使夹杂物大量增加。
而如果吹氩气的流量较小,则会造成流量不够稳定、无法开展快速搅拌,不能完全的去除气体和夹杂物,影响炼钢过程的质量。
1 钢包底吹控制系统的原理炼钢精炼炉的钢包底吹控制系统改造的前提是了解和掌握其具体的工作原理。
一般情况下,钢包底吹控制系统是由两套氩气控制阀而组成,分别控制两组钢包底吹工艺的开展。
同时配备流量调节电磁阀,当其打开时,会产生对应的流量值。
而电磁阀的动作则是根据氩气流量工艺的实际要求而决定的,即是在HMI 设定炼钢工艺所需输出的流量值,通过计算后,能够准确得到电磁阀的动作状态,打开相应的阀而关闭其他无关阀。
钢铁行业智能化冶炼工艺优化方案第1章智能化冶炼工艺概述 (4)1.1 传统冶炼工艺的局限性 (4)1.1.1 能源消耗高:传统冶炼工艺在高温、高压环境下进行,能源消耗较大,导致生产成本较高。
(4)1.1.2 环境污染严重:传统冶炼工艺在产生大量废气、废水和固体废物的同时还伴严重的噪声污染,对生态环境造成严重影响。
(4)1.1.3 生产效率低:受限于人工操作和设备功能,传统冶炼工艺在生产效率方面存在一定的局限性。
(4)1.1.4 产品质量不稳定:由于人工操作和设备磨损等因素,传统冶炼工艺生产出的产品质量波动较大,影响产品竞争力。
(4)1.2 智能化冶炼工艺的发展趋势 (4)1.2.1 绿色环保:智能化冶炼工艺通过优化能源利用和减少污染物排放,实现绿色生产。
(4)1.2.2 高效节能:智能化冶炼工艺采用先进设备和技术,提高生产效率,降低能源消耗。
(4)1.2.3 自动化生产:智能化冶炼工艺通过自动化控制系统,实现生产过程的精确控制,提高产品质量。
(4)1.2.4 网络化协同:智能化冶炼工艺利用大数据、云计算等技术,实现生产过程的实时监控和远程调度,提高行业竞争力。
(4)1.3 智能化冶炼的关键技术 (5)1.3.1 智能控制系统:采用先进的控制算法和设备,实现冶炼过程的自动控制,提高生产效率。
(5)1.3.2 传感技术:利用高精度传感器实时监测冶炼过程中的各项参数,为智能控制系统提供数据支持。
(5)1.3.3 数据分析与处理技术:通过大数据分析技术,挖掘生产过程中的潜在规律,为优化冶炼工艺提供依据。
(5)1.3.4 机器学习与人工智能:利用机器学习和人工智能技术,实现冶炼工艺的智能优化,提高产品质量。
(5)1.3.5 网络通信技术:构建高效、稳定的网络通信系统,实现生产过程的数据传输和信息共享。
(5)1.3.6 技术:研发具有冶炼操作能力的,替代人工完成高危险、高强度的工作。
朱荣:电弧炉炼钢绿色及智能化技术进展!收藏学习!1 引言电弧炉炼钢是世界主要炼钢方法之一,以废钢为主要原料,具有流程短、能耗低等特点。
近年来,随着废钢资源的逐步释放及节能环保的需要,电弧炉炼钢迅速发展。
我国“十三五”《钢铁工业调整升级规划(2016-2020 年)》指出:加快发展循环经济,按照绿色可循环理念,注重以废钢为原料的短流程电炉炼钢的发展。
纵观电弧炉炼钢技术的发展历程,围绕“高效、低耗、绿色化和智能化”的生产目标,电弧炉炼钢领域开发出一系列新技术、新工艺、新装备,电弧炉炼钢技术及装备水平不断提高。
近年来,电弧炉炼钢在原有高效节能冶炼技术的基础上,在绿色清洁生产、智能检测与控制等方面取得了长足进步,大大提高了电弧炉炼钢过程的绿色化和智能化水平,推动了钢铁工业技术的进步。
本文从电弧炉炼钢绿色化和智能化关键冶炼技术出发,介绍并分析了近年来电弧炉炼钢绿色及智能化技术的发展情况及本团队的最新研究成果。
2 电弧炉炼钢绿色化技术进展与转炉长流程炼钢相比,电弧炉短流程炼钢在节能环保方面具有显著技术优势。
尽管如此,随着人们对环境问题的日益关切以及国家节能环保政策的相继实施,未来电弧炉炼钢必然朝着绿色化生产方向发展。
2.1 废钢破碎分选技术废钢是钢铁循环利用的优势再生资源。
废钢的资源化利用在钢铁工业节能减排、转型升级方面扮演重要角色。
随着汽车、机电、家电等报废数量的不断增加,社会回收的废旧金属成分更加混杂,包含黑色金属、有色金属、非金属等。
废钢的高效破碎与分选是保证电弧炉炼钢原料质量的前提与关键,对电弧炉炼钢实现洁净化冶炼至关重要。
废钢铁破碎分选研究始于20 世纪60 年代,最具代表性的是美国的纽维尔公司和德国的林德曼公司、亨息尔公司和贝克公司,他们率先推行破碎钢片(Shred)入炉,在改善回收钢品质、提高经济效益方面都具有显著效果。
德国在80 年代末推出的废钢破碎机(Shredder)在某些方面已超过了美国。
LF精炼智能控制技术现今应用和未来发展情况研究摘要:LF精炼炉最早是由日本的大同特钢企业研发成功,这种技术具有较高的加热效率、精准的温度控制、使用成本较低、适应范围较广以及较强的除夹杂能力等,因此在当前的冶金行业当中得到了广泛的运用。
特别是在转炉冶炼方面上,其生产效率一直在不断提升,同时也有着大幅提升的连铸比,在此基础之上还能够突破钢水进行二次精炼时的限制,进而更好的衔接转炉、连铸这两种工艺。
由此可见,这种工艺技术的合理运用,能够极大提升生产效率与质量,同时将智能控制技术融入其中并大力发展,更是推动技术革新与创新的重要动力。
关键词:LF精炼;智能控制技术;应用;未来发展1、LF精炼智能控制现状1.1国内研究应用情况近些年,国内在智能精炼方面做了一些积极的研究,主要是依托高校和科研院所进行基础研究,跟生产厂进行合作共同开发。
但国内还没一家企业能完全实现智能化精炼,有少数厂家进行了个别模型的开发应用,但都不系统、未集成,终点预报准确性不高。
1997—2003年,宝钢与东北大学合作开发LF终点成分及温度预报模型、LF脱氧合金化模型项目,开发的LF炉过程控制模型于2005年6月在宝钢300tLF炉上投入应用,但没有开发底吹氩模型,且各子模型离散化不集成;2012年东北大学以135tLF精炼炉为研究对象,研究了LF精炼渣硫容量计算模型,重点研究和开发了LF精炼过程钢水脱硫在线预报模型,进行了现场调试、验证;2017年梅钢在精炼工序开展合金模型的研究和应用,对降低合金总成本、提高钢水成分控制精度发挥了重要的作用,也是单一模型控制,终点预报成功率80%左右。
1.2存在问题在整个炼钢工艺系统,转炉及连铸工序控制高度自动化,甚至已实现“一键炼钢”或“一键浇注”,为工序降低成本、质量稳定控制等提供了有效支撑。
LF 精炼智能控制无法有效协同集成的原因有:1)LF精炼作为中间工序,因其是一个多变量、非线性、强耦合、时变、工作环境恶劣及随机干扰性强的更为开放的系统,模型控制难度增加;2)LF精炼渣系丰富多元、各钢企生产组织多变、过程直接检测手段有限等使得LF精炼控制模型很难达到统一;3)国内LF炉大多是引进设备,外方考虑到技术保密性,很多算法和程序都是“黑箱加密”的,这样就造成了投资较高,系统不开放,设备发生故障时不好维护,也无法根据实际实现二次优化开发,使得现LF精炼控制单系统或单项技术应用相对较多,多元系统优化集成后的智能化精炼控制很少见。
智能制造环境下轧钢过程的机理及控制在智能制造环境下,轧钢过程的机理和控制是钢铁生产中至关重要的一环。
轧钢是将经过炼钢后的钢坯通过轧机进行加工,使其形成所需的形状和尺寸。
在智能制造时代,通过先进的技术手段和自动化设备,可以实现对轧钢过程的精确控制,提高生产效率和产品质量。
让我们来了解一下轧钢的基本原理。
轧钢是通过轧机对钢坯进行塑性变形,使其产生形状和尺寸上的改变。
在轧钢过程中,钢坯经过预热后送入轧机,经过一系列辊道的作用,最终成为所需的钢材。
轧钢的过程中,需要控制温度、压力、速度等参数,以确保产品的质量达到要求。
在智能制造环境下,轧钢过程的控制更加精准和高效。
通过传感器实时监测钢坯的温度、形变等参数,系统可以根据实时数据进行调整,实现对轧钢过程的实时控制。
同时,利用人工智能和大数据分析技术,可以对轧钢过程进行预测和优化,提高生产效率和节约能源。
在轧钢过程中,关键的控制参数包括轧制力、轧制速度、轧制温度等。
通过控制这些参数,可以实现对产品尺寸和质量的精确控制。
例如,通过调整轧制力的大小和分布,可以实现对钢材的形状和表面质量的控制;通过控制轧制速度和温度,可以实现对产品的强度和硬度的调控。
除了传统的控制方法,智能制造环境下还可以引入先进的控制技术,如模糊控制、神经网络控制等。
这些技术可以更好地适应轧钢过程的复杂性和变化性,提高系统的稳定性和鲁棒性。
总的来说,智能制造环境下轧钢过程的机理和控制是钢铁生产中的关键环节。
通过引入先进的技术和控制方法,可以实现对轧钢过程的精确控制,提高生产效率和产品质量。
未来随着科技的不断发展,轧钢过程的智能化水平将进一步提升,为钢铁行业的发展注入新的动力。
转炉炼钢系统技术与设备的发展分析摘要:近年来,在社会经济快速发展的带动下,我国各个行业的发展都取得了显著的成绩,为钢铁行业的发展带来了诸多的机遇,为各项专业技术的发展奠定了坚实的基础。
炼钢技术以及设备的发展为新型工业化发展起到了积极的助动作用,促使我国成为了世界钢铁大国。
但是因为我国钢铁生产中存在吨钢能耗高、劳动生产率低下的问题,这样就对我国钢铁行业的发展带来了诸多的阻碍,鉴于此我们还需要进一步的转炉炼钢技术和先进炼钢设备进行优化和完善。
关键词:转炉炼钢;发展;展望引言钢铁产业在我国社会经济发展中起到了至关重要的作用,其生产技术水平的稳步提升为我国钢铁产业的发展给予了良好的辅助。
这篇文章主要围绕我国转炉炼钢技术的发展展开深入细致的研究分析,希望能够对我国综合国力的未来持续健康发展有所帮助。
1现代转炉炼钢存在的问题1.1废钢资源问题废钢资源问题长期以来都是人们所关注的重点,当下我国大陆的钢材回收周期因为受到多方面因素的影响有所增加,没有形成较为严重的废钢问题,再加上转炉炼钢中会遇到无法避免的消耗等问题,所以导致废钢的转化率相对较低。
相对于很多其他国家,我国废钢产量较少,并且因为我国存在严重的废钢资源利用不足,所以导致我国还没有彻底的解决废钢资源匮乏的问题。
1.2转炉炼钢也会造成不容忽视的环保问题在转炉炼钢的过程中通常都会产生诸多的粉灰污染,并且因为近些年我国环保监控工作没有得到了良好的重视,这样就导致炼钢的成本在逐渐的增加。
尽管我国大陆对于除尘设备在不断地优化,并且也创建了大量的除尘系统的,但是还是无法满足当前人们对于环保工作的需要,这样就对转炉炼钢产业的发展造成了诸多的限制。
1.3炼钢除尘中的环境问题在上世纪八十年代,国内外转炉炼钢技术水平得以不断地提升,在这种形势下装备水平随之逐渐的完善,我国转炉除尘技术随之不断地发展。
在当前新的历史阶段,炼钢除尘工作越发的收到了人们的重视,并且也取得了良好的成绩,怎样彻底的解决炼钢除尘中所涉及到的环境问题,还需要我们进一步的进行研究分析。
第1篇一、引言随着我国经济的快速发展,钢铁行业在国民经济中的地位日益重要。
宝钢集团作为中国最大的钢铁企业之一,其炼钢技术一直处于行业领先地位。
本报告旨在通过对宝钢炼钢技术的实践考察,分析其技术特点、优势及在国内外市场中的竞争力,为我国钢铁行业的持续发展提供参考。
二、宝钢炼钢技术概述宝钢炼钢技术主要包括转炉炼钢、电炉炼钢和炉外精炼等技术。
以下将对这些技术进行简要介绍。
1. 转炉炼钢技术转炉炼钢是宝钢炼钢技术的核心,采用顶吹氧气转炉炼钢工艺。
该工艺具有生产效率高、能耗低、成本低等优点。
宝钢转炉炼钢技术具有以下特点:(1)采用先进的顶吹氧气技术,提高炼钢速度和产量;(2)优化炉衬材料和冷却系统,延长炉龄;(3)实施严格的配料制度,确保钢水质量;(4)采用先进的自动化控制系统,提高生产稳定性。
2. 电炉炼钢技术电炉炼钢是宝钢炼钢技术的另一重要组成部分,采用电弧炉炼钢工艺。
该工艺具有以下特点:(1)炼钢速度快,生产周期短;(2)能源消耗低,经济效益好;(3)钢水质量高,适用于生产特殊钢种。
3. 炉外精炼技术炉外精炼是宝钢炼钢技术的关键环节,主要包括LF精炼、VOD精炼、CAS精炼等技术。
这些技术具有以下特点:(1)提高钢水质量,降低杂质含量;(2)改善钢水流动性,提高轧制性能;(3)降低能耗,减少环境污染。
三、宝钢炼钢技术实践考察为了深入了解宝钢炼钢技术的实践情况,我们对其进行了实地考察。
以下为考察内容:1. 生产现场宝钢炼钢生产现场规模宏大,设备先进。
考察过程中,我们参观了转炉车间、电炉车间和炉外精炼车间。
现场操作人员严格按照工艺流程进行生产,确保产品质量。
2. 技术创新宝钢炼钢技术不断进行创新,如开发新型炉衬材料、优化配料制度、改进自动化控制系统等。
这些创新措施有效提高了生产效率和质量。
3. 环保措施宝钢炼钢技术注重环保,采用先进的废气处理和废水处理技术,确保生产过程中不会对环境造成污染。
四、宝钢炼钢技术优势分析宝钢炼钢技术在国内外市场具有以下优势:1. 技术领先宝钢炼钢技术处于行业领先地位,具有高效、低能耗、高质量等特点。
钢铁行业的自动化生产有哪些应用一、原料处理环节的自动化在钢铁生产的源头,原料处理环节的自动化至关重要。
例如,铁矿石的开采、运输和破碎过程中,自动化的采矿设备可以实现精准开采,提高矿石的开采效率和质量。
大型的输送带和运输车辆配备了自动化的导航和控制系统,能够按照预定的路线准确无误地运输矿石。
在矿石破碎环节,自动化的破碎机可以根据矿石的大小和硬度自动调整破碎参数,确保破碎后的矿石粒度均匀,符合后续生产的要求。
此外,原料堆场的管理也实现了自动化。
通过传感器和监控系统,可以实时监测原料的库存情况、质量参数等,为生产调度提供准确的数据支持,从而实现原料的合理调配和使用,减少浪费。
二、炼铁环节的自动化炼铁是钢铁生产的关键环节之一,自动化技术在这里发挥了重要作用。
高炉的运行控制实现了高度自动化。
传感器实时监测高炉内的温度、压力、气体成分等参数,控制系统根据这些数据自动调整进料速度、风量、炉温等,以保证高炉的稳定运行和铁水的质量。
热风炉的燃烧控制也采用了自动化技术。
通过精确控制空气和燃料的比例、燃烧时间等参数,提高热风炉的热效率,降低能源消耗。
同时,铁水的运输和调度也实现了自动化,减少了人工操作带来的误差和安全风险。
三、炼钢环节的自动化炼钢环节对产品质量的要求更高,自动化技术的应用更加深入。
转炉炼钢过程中,自动化的控制系统可以精确控制氧气的吹入量、造渣剂的添加量等,实现钢水成分和温度的精确控制,提高钢水的质量。
电炉炼钢中,电极的升降控制、电力输入的调节等都实现了自动化,以保证电炉的高效运行和钢水的质量稳定。
在精炼环节,如 LF 炉、RH 炉等,自动化的加料系统、温度控制系统和气体搅拌系统等能够进一步去除钢水中的杂质,提高钢水的纯净度。
四、连铸环节的自动化连铸是将钢水直接铸成坯料的过程,自动化技术对于提高连铸的效率和质量至关重要。
结晶器液面的自动控制是连铸自动化的关键之一。
通过传感器实时监测液面高度,控制系统自动调整钢水的流入速度,保持液面稳定,确保铸坯的表面质量和内部质量。
转炉炼钢新工艺、新技术介绍
随着钢铁产业的发展,转炉炼钢技术也在不断进步。
新工艺、新技术的引入,为转炉炼钢带来了更高的效率和更好的质量。
本文将对一些新工艺、新技术进行介绍。
1. 氧枪喷吹技术
氧枪喷吹技术是指将氧气通过喷嘴喷入转炉内,进一步提高加热效率,达到更快的炉温升高和更好的钢水质量。
此技术的好处在于可以实现氧气的精确控制,从而达到更高的生产效率和更高的质量水平。
2. 智能化控制系统
智能化控制系统是一种基于计算机技术的控制系统,能够更好地控制转炉炼钢过程。
该系统采用先进的传感器技术和控制算法,实现精确的控制和自动化操作。
这种技术的好处是可以大大减少人为干扰,提高生产效率,同时也可以提高生产质量。
3. 燃气净化系统
燃气净化系统是一种清洁能源技术,能够有效地减少排放物的产生。
该技术通过对燃气进行净化处理,去除其中的污染物,从而减少环境污染和对健康的危害。
此外,燃气净化系统还可以提高能源利用效率,降低生产成本。
4. 精准镁钙处理技术
精准镁钙处理技术是一种钢水处理技术,可以有效地改善钢水的性能。
该技术通过添加适量的镁和钙,可以促进钢水的凝固和晶粒细化,从而提高钢水的机械性能和耐腐蚀性能。
此技术的好处在于可以
满足不同品种钢的要求,提高钢水质量水平。
PLC在钢铁生产中的作用在现代工业生产中,自动化技术的应用已经成为提高生产效率、降低成本、确保产品质量的重要手段。
可编程逻辑控制器(PLC)作为一种常用的自动化控制设备,在钢铁行业中发挥着重要的作用。
本文将探讨PLC在钢铁生产中的作用和优势。
1. PLC在钢铁生产中的基本原理PLC是一种具有多个数字和模拟输入输出接口、逻辑控制能力以及良好抗干扰能力的可编程控制器。
它通过读取传感器信号,执行自定义的程序进行逻辑判断和控制输出,从而实现对生产过程的自动化控制。
2. PLC在钢铁生产中的自动化控制钢铁生产过程中,包括原料准备、炼钢、轧钢、铸造等多个环节,每个环节都需要进行精确的控制。
PLC的应用使得这些环节可以通过自动化控制实现,从而提高生产效率,减少人为操作误差。
例如,在原料准备阶段,PLC可以根据控制逻辑自动调整料仓中的原料投入量,确保配比准确;在炼钢过程中,PLC可以控制高温炉炉温、炉压等参数,确保炼钢过程稳定。
3. PLC在钢铁生产中的监控和数据采集PLC在钢铁生产中还可以实现生产过程的实时监控和数据采集。
通过与上位机或监控系统的连接,PLC可以将生产过程中各个环节的数据实时传输给操作人员,并进行可视化展示。
这样,工作人员可以实时监测生产过程,及时发现并解决问题,提高生产效率和产品质量。
4. PLC在钢铁生产中的安全控制钢铁行业是一个高风险的行业,安全控制显得尤为重要。
PLC可以与安全设备如传感器、监控器等进行联动,实现对生产环境和操作人员的实时监测和控制。
例如,PLC可以监测炼钢过程中的温度、压力等参数,一旦发现异常情况,能够及时发出警报并采取相应的措施,保障工作人员的安全。
5. PLC在钢铁生产中的维护和故障诊断PLC还可以记录和保存生产过程中的数据,帮助工程师进行维护和故障诊断。
通过对采集到的数据进行分析,可以判断设备的运行状况,及时发现潜在故障,减少设备维护时间,提高设备的可用性和稳定性。
民营科技
2011年第12期
55
MYKJ
科技论坛
我国钢铁企业存在精品钢、特种钢少,产品质量低、成本高等问题。钢铁企业面对入世后激烈竞争的局面,要求生存,求发展,就必须提高产品质量,降低生产成本,研发高精尖的产品。我国炼钢企业依靠自己的力量,不断改进和完善炼钢技术,随着自动化技术的发展,自动化控制技术已经广泛地应用于钢铁行业。近年来,在国家优化产品结构、提高产品质量的指导方针下,尤其是在2009年将钢铁列为国家重点发展的十大行业之一的推动下,钢铁行业正在进行着一场淘汰旧工艺、旧设备的变革。在这场变革中,大量采用了新工艺自动化技术,其中最主要的当属转炉炼钢自动化控制技术。1转炉炼钢自动控制关键技术转炉炼钢是炼钢过程中最重要且控制复杂的一个环节,其控制变量繁多而且精度要求高,转炉炼钢技术是伴随着计算机网络技术和计算机信息技术,以及工业控制技术和工业控制网络的发展而逐步发展起来的。随着当代工业的发展以及检测技术及自动化技术在炼钢行业的广泛应用,转炉炼钢自动控制技术也有了飞速的发展。自动炼钢控制技术在转炉炼钢中的应用不仅极大的减少了工作人员的工作量,而且具有传统人工控制炼钢过程中所达不到的精度。1.1检测技术检测技术要实现炼钢的自动化,检测仪表是一个重要的前提,只有对生产过程中所需的各个参数进行准确而又及时的测量,才能使各种控制技术和方法得以实施。在转炉炼钢中,需要检测的参数主要有:熔钢温度、液面高度、熔钢成分等。1.1.1废气分析检测技术炉气定碳法的实质是以转炉冶炼过程中从炉口排出的废气成分和流量来反算炉内瞬时钢液残碳的含量。这种方法是由法国钢铁研究院在20世纪60年代初发明的,但是由于受到装料称量、成分、废气成分分析以及流量测量等误差的影响,其精度比较低。将副枪技术和炉气定碳技术结合起来的炉气副枪法,通过炉气定碳提供信息,以副枪测定为主,结合废气分析连续计算脱碳速度,从而确定熔池中的含碳量,使测量精度大为提高。1.1.2副枪检测技术全世界有100个以上的副枪系统在使用。1991年全世界转炉炼钢产量为4亿3千万吨,其中1亿5千万吨是使用副枪技术冶炼的。在国内,宝钢、鞍钢、首钢等大型钢铁公司也都采用了副枪检测技术,并取得了比较好的效果。1.1.3特殊检测技术热点辐射光谱分析的锰实时检测技术系统包括光纤、光谱仪、双色高温计和计算机对于转炉炉渣信息的检测,先后出现了多种方法,如氧枪振动法、直接观察法、吹炼噪声法、微波渣面高度检测法等。1.2自动化技术1.2.1控制技术控制系统能够准确地估计出吹炼终点的熔钢温度和含碳量,它包括动态控制模型和反馈计算模型。动态控制模型计算出从副枪测量到吹炼终点所需的氧气量和冷却剂量,并能根据副枪测得的含碳量、温度和氧气流量值实时估计出钢水温度和含碳量。而反馈模型计算出动态模型的估计误差并对动态控制模型中的误差进行调整,调整规则按误差趋势分成三种情况,并将专家系统引入该系统,进行静态控制模型补偿。1.2.2人工智能技术的应用转炉炼钢是一个非常复杂的物理化学过程,终点命中率的提高受到一定的限制。随着人工智能技术的发展,转炉炼钢也开始逐渐应用这项新技术,并成为世界主要产钢国家竞相研究的热点。1.2.3模型研究无论是静态控制还是动态控制,都是以控制模型为基础的。目前广泛使用的动态控制,实际上是根据以热平衡和化学平衡为基础得到的静态模型来计算初始的装料量、氧流量、氧枪高度等,然后在吹炼过程中,
根据副枪检测到的信息修改控制策略,达到对转炉炼钢过程的控制。
2自动化炼钢系统总体设计方案
根据转炉炼钢过程控制的复杂性和控制目标的具体要求,本文采
用了二级计算机控制方案,即L1级基础自动化控制和L2级过程自动化
控制,并且留有与L3级(生产管理)的硬件通讯和软件接口。系统采用以
太网将Ll级的电气控制站、仪表控制站、人机接口操作站和L2级的客
户机、服务器、打印机等设备连接起来,各设备之间通过交换机相连接。
L1级和L2级的数据管理均为客户机服务器模式。L1级负责工艺过程及
设备状态的实时数据采集处理,完成各工艺过程及设备状态的画面显示
及故障报警处理,并根据操作人员的操作指令、L2级下达的设定数据和
现场各检测器的信号,完成各个工艺设备或者工艺过程的顺序控制和
PID调节控制;同时L1级的过程状态数据传送到L2级供模型计算、学
习和其他功能使用,实现对冶炼过程的高级控制。系统具体体系结构如
图1所示。
图1自动化炼钢系统模型
其中基础自动化系统包括氧枪自动控制系统
、下料自动控制系统、
底吹控制系统、副枪自动控制系统、煤气回收自动控制系统、余热锅炉自
动控制系统、转炉自动化仪表系统。二级过程控制系统包括数据采集模
块、下料计算模块、补吹校正计算模块、过程监控和报表打印。
该自动化炼钢过程控制系统能够实现过程参数的集中显示和管
理,在现场的终端提供友好的人机界面,包括工艺流程模拟、趋势曲线、
参数报警等,实现了数据的集成,方便了人工的操作,使工作人员对现场
设备运行情况有了直观、准确的了解。
参考文献
[1]王永富,李小平.转炉炼钢动态过程预设定模型的混合建模与预报
[J].东北大学学报,2003,24(8):715-718.
[2]张弘,倪顺利.全新的自动化炼钢控制技术[J].冶金动力,2002.
自动化炼钢控制技术分析
王启均12李仕雄
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(1.中南大学,湖南长沙410000;2.江西萍钢实业股份有限公司,江西萍乡337000)
摘要:介绍了炼钢自动化控制的两项关键技术,即检测技术和自动化技术,并进行了自动化炼钢系统总体方案的设计。
关键词:转炉炼钢;自动控制技术;检测技术;总体方案