摘要：随着社会经济的快速发展，钢材多数应用于房屋建造、商品楼构建等原材料需求方面，但传统的炼钢技术已经无法满足目前建筑对钢材的需求量，钢材本身的质量和生产效率也提出了更高的要求，因此企业要加强现代钢材炼钢过程，改善炼钢方法，提升炼钢效率，为社会需求提供充足的钢材资源。就目前的炼钢技术发展前景看，转炉炼钢技术是企业的核心技术之一，是决定提升钢材质量的主要依据，但我国的转炉炼钢技术处于发展阶段，加强对炼钢技术的引进和完善，是提高企业经济效益和满足社会需求的关键。
关键词：转炉炼钢终点控制技术现状
1人工经验控制法
1．1拉碳补吹法
这是人工经验控制中较为常用的一类方法，是在吹炼后期由人工来完成各项操作的，并对参数进行分析判定，如果碳含量满足目标要求，就可以终止吹氧。在中碳钢和高碳钢的生产中，较多的采用拉碳补吹法完成操作，借助于目标碳的含量数值较高，氧化速度快的特点来开展工作。结合锤炼特点，发现供氧时间和供氧数值的结束点要比冶炼过程中钢的含碳量高，所以在取样时，应该适当地进行补吹以及温度调节等操作。这种方法操作简单，消耗原材料的计量较小。对于高碳钢、中碳钢的控制尤为适用。
1．2直吹增碳法
在进行直吹增碳法中，能够避免受到额外限制因素的影响，满足吹扫的目标，依据人工经验，将终点时的碳的质量分数和温度数值控制在合理的范围内，实现冶炼效率的提高。直吹法不仅减少了补吹的时间，而且操作时间短、效率高、终点命中率大，对于低碳钢的生产尤为适用。
2静态控制
终点的静态控制需要结合原材料的状况以及吹炼钢种的目标，将铁水、废钢、铁合金材料加人，实现供氧量的计算。静态控制中，基本无法进行吹炼过程的更改，导致命中率显著降低，在实际的应用中，必须采用人工控制静态点的范围。通常终点碳的命中率为80％以上。
另外，转炉炼钢的静态控制包括机理模型、经验模型以及人工神经网络模型。机理模型的建立是通过对冶炼中不同参数的合理分析实现的，通过提出一系列具有假设性的方法，加上物料平衡的计算和热平衡的计算，得到合理的装料模型。在炼钢中，这一技术应用较多，但是基于转炉炼钢的过程较为繁琐，所以受到的影响因素较多，对于一些物料的平衡和热平衡来说，必须进行合理的设置，保证假设条件的合理性。通常所说的机理模型大多数是半机理形式的，包括的参数多，不易进行操作。人工神经网络模型则是一类发展极快的模型，在炼钢终点也得到了合理的应用。人工神经网络模型与其他模型相比，神经网络可以实现自主性学习，也可以取任何精度接近非线性的函数，所建立的模型具有极高的准确程度，可以科学、合理的指导生产，具有极好的应用前景。
3动态控制
3．1剐枪动态终点控制技术
在即将到达锤炼终点时，可以在熔池中埋入副枪，测得熔池温度和碳含量。结合检测得到的数值校正静态模型的结果，在满足锤炼重点的供氧量要求以及副原料需要量的同时，保证转炉的稳定性以及终点的命中率。基于设备的影响，副枪和炉口的尺寸具有一定的联系，可以在100t的转炉中应用。基于钢种碳的质量分数较低，所以测定钢水中的碳质量可以采用结晶定碳技术，得到极高的测量精度。另外，在钢中，碳的质量分数较高，测得的精度会随之下降，无法满足准确度的要求，在中碳钢和低碳钢的生产中，大多采用副枪动态终点技术。
3．2炉气分析动态终点控制技术
在进行吹炼的后期，依据检测炉口炉气的成分来获取熔池的脱碳速度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，测得钢水的温度以及成分，满足转炉炼钢重点的目标。利用炉气动态终点控制技术指示出钢水的含碳量以及温度，并进行系统的合理校正，进而对钢水种类和磷的含量进行准确提示。如果终点钢水中碳含量较低，则命中率以及测量精度都相对较高，应该保持在90％以上。另外，采用转炉炼钢进行动态控制，终点的命中率保持在70％以上。第一，就光学方法来说，基于转炉口的火焰的光谱会产生一系列的变化，所以在终点会具有极好的效果。第二，模式识别法的目标是实现图像的分解，将其划分为不同的区域以及范围，由于频率与像素具有较大的关系，所以在指定的区域中将频率作为主要的特征，实现识别。第三，纹理分析法主要是时间将图像进行深入的分析，然后再进行判断。
4自动控制
自动控制技术也是在线监测技术。可以实现对炉渣的监督与查看。在冶炼的全部过程中，很好的控制钢水中的碳元素的质量分数以及温度参数。保证其处于一个相对合理的范围内。另外，不必进行吹扫和倒炉，命中率在终点基本可以达到85％。受到我国现阶段资金投入量以及技术人员水平的限制，并没有完全实现自动化的控制，转炉炼钢的技术水平仍然存在一定的欠缺。转炉炼钢中，对终点温度高低以及碳元素质量分数具有影响的因素较多，不同的因素之间保持非线性的关系。人工神经网络技术在进行非线性关系的处理中，具有显著的应用效果，是一类先进的技术方法。
5 转炉炼钢终点控制技术的实施价值及其未来发展趋势
（1）原始的冶炼工艺通过人工操作完成，技术人员根据自身经验操作，方法简单粗略，根据吹炼炉内材料的反应特征判断氧含量和碳含量，炼成后存在一定的差距，该方法多适用于含碳量较低的铁矿石冶炼，随着科技的进步越来越先进的机械设备逐渐代替人工操作。
（2）静态控制技术是转炉冶炼终点控制技术较为先进的一种，在冶炼初期利用电子计算机技术，实现对整个冶炼过程中所需要的物料合理化科学化的设计，该方法弥补了人工经验控制方法产生的不确定性，是目前企业中使用最为广泛的技术。将人工经验控制技术和静态控制技术相结合，最终获得的产物符合技术要求，为企业提供更加高效的技术。
（3）动态控制是以静态控制为基础，采用炉气分析仪、自动测温装置等检测随时间变化的动态信息，根据检测和搜集的信息修正相关吹炼参数，转炉动态控制主要是副枪动态终点控制和炉气动态终点控制两种；副枪动态终点控制根据转炉吹炼后期制作过程中为达到设定温度和冷却剂，利用终点测试碳及温度信息进行比对，这样可以减少因为系统误差造成的补吹次数，实现节省能源和改善工作环境的目的。转炉炉气分析的动态控制通过连续监测炉口的炉气成分，以此计算钢水的脱碳速率，方便确定钢水中的碳含量和炉渣成分，实现对转炉冶炼全过程的动态控制。
（4）自动化炼钢采用静态控制和副枪监测信息为基础的动态组合方法，该方法可以准确的预报转炉吹炼终点的温度和碳含量，调整在冶炼过程中的原材料、辅助材料和氧气的含量，通过动静结合的终点控制方法，可以实现转炉吹炼的全自动控制，转炉炼钢系统中影响终点温度和碳含量的因素有很多，各个因素之间相互牵制，采用先进技术开发转炉人工智能技术可以提高控制精度，提高终点命中率。
结束语：总而言之，转炉炼钢是目前世界上应用最广泛、最高效的炼钢方法，冶炼终点控制是转炉生产中的关键技术之一，终点的准确判断在提高钢水质量、缩短冶炼周期方面具有重要的意义，它的终点控制水平将直接影响钢铁的冶炼效率和质量安全性能。但由于入炉原料不稳定、复杂的化学反应和所炼钢种的严格性等原因，冶炼终点的准确控制仍是难点，这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。
参考文献:
[1]胡燕.基于粗糙集的转炉炼钢知识发现及终点控制模型研究[D].重庆大学，2013.
[2]刘超.转炉炼钢终点控制技术研究及应用[J].特钢技术，2013，03：5-7
论文作者:张文兴
论文发表刊物:《防护工程》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/21
标签：转炉论文; 终点论文; 技术论文; 钢水论文; 动态论文; 模型论文; 方法论文; 《防护工程》2018年第34期论文;