炼钢中智能化电弧炉应用及发展

　　摘  要：　随着现代社会科学技术水平不断提升, 钢铁冶炼行业也得以快速发展, 并且越来越多的现代化技术及装备在炼钢中有着广泛应用, 而电弧炉炼钢装备就是其中较重要的一种。在当前电弧炉炼钢装备实际应用过程中, 为能够使其功能及作用得以更好发挥, 应当促使电弧炉炼钢装备技术实现更好发展, 并且提供更好技术支持。本文主要就电弧炉炼钢装备技术的发展进行分析, 以便更好应用电弧炉炼钢装备。

　　关键词：　炼钢; 电弧炉装备技术; 发展;

　　在当前钢铁冶炼生产工艺中, 为能够使生产工艺水平及生产效率得以有效提升, 相关炼钢技术及炼钢装备的应用十分必要, 因而电弧炉炼钢装备得以广泛应用, 并且电弧炉炼钢装备技术得以较好发展。在实际生产实践中, 为能够使电弧炉炼钢装备实现更加有效的应用, 需要进一步了解及掌握电弧炉炼钢装备技术发展, 从而使电弧炉装备实现更加有效的应用。

　　1、 电弧炉主体装备技术发展

　　1.1、 大型电弧炉发展

　　通常情况下, 在我国钢铁冶炼生产过程中不低于100t的电炉称作大型电炉, 就技术经济指标方面来看, 相比于中小型电炉, 大型电炉的生产率以及利用能源效率均较高。对于我国电炉大型化发展而言, 其起始时间为上世纪90年代, 所应用的主要就是100—150t电弧炉, 其中电炉炼钢装备的供应商主要就是国外生产商家。就我国目前实际发展状况来看, 在利用大型电炉设备进行实际生产过程中, 其整体生产状况相对较理想, 在保证具备相同原料前提下, 所产生经济指标与国外水平相比基本上能够接近。同时, 相比于传统小容积电炉而言, 在高度及直径因素方面, 大型电弧炉均显着增加, 且电极及炉壁两者间距离有一定程度增加, 所造成结果就是电弧减少对炉壁所造成辐射, 在此基础上也就能够提升供电效率, 在炉体中烟气运行路径会有所增加, 在一氧化碳燃烧过程中, 其二次燃烧率会有所提高, 余热回收效率会有所增加。

　　1.2、 超高功率电弧炉供电系统发展

　　第一, 大功率电炉变压器。根据供电功率方面所存在的差异, 当前的电炉变压器主要包括三种不同类型, 即普通变压器以及高功率变压器与超高功率变压器。在电炉炼钢过程中, 为能够使高效化得以较好实现, 必须要将电能输入功率得以提升, 对于高效率电炉而言, 其电功率输入可超高1000k V·A。第二, 电极自动调节器。在电弧炉状态保证良好的基础上, 电极自动调节器的应用可确保实际生产得以顺利进行, 在实际生产中可有效提升其效率。当前, 对于电极调节自适应控制, 相关研究主要就是对于电弧炉中相关主线路, 将其作为线性系统, 从而对其进行辨识及控制, 在此基础上利用线性系统自适应控制方法开展相关研究。在实际进行研究过程中, 应用比较广泛的一种方法就是分段线性自适应控制, 这种方法主要就是使电弧炉调节系统实现转变, 促使其由非线性控制而转变成为分段线性控制, 从而保证较好解决存在的自适应控制问题。

　　1.3、 水冷炉壁技术发展

　　在当前电弧炉技术得以越来越广泛应用的前提下, 实际冶炼中其强度也逐渐实现增强, 而在这种形势下在电炉炉壁水冷方面的相关要求也逐渐提升。通常情况下, 在传统电炉中均应用水冷炉壁, 以便实现强化水冷及挂渣目的, 以便能够较好保护炉壁。而对于达涅利技术而言, 其中炉壁及炉顶在实际应用中均选择应用长寿节能炉壁, 该层炉壁中所包含水冷管路主要有两层, 其中一层在电弧符合作用下直接暴露, 不同管之间距离比较大, 从而保证较好容纳电炉炉渣, 以实现热镜作用, 且能够作为隔热层及点绝缘层实行应用。对于覆盖于炉壁表面的渣层, 在热流密度有峰值出现的情况下, 其渣层会出现部分熔化情况, 也就能够降低钢管中相关作用热应力。而在形成泡沫渣这一过程中, 往往会形成一层加厚的渣层, 且重新粘结于炉壁的表面。对于节能炉壁而言, 其使用双层设计形式, 在漏钢或者冷却水泄露事故发生时, 在几分钟时间内损坏层便能够由水冷回路卸下, 从而可有效避免出现重大安全问题, 有效防止长时间停机[1-2]。

　　2、 智能化电弧炉应用及发展

　　在电弧炉技术不断发展过程中, 仅仅通过操作人员经验对电弧炉生产进行判断, 这种情况会在一定程度上影响电弧炉生产力提升, 并且会影响冶炼过程优化。通过对相关数据信息进行交流, 并且对过程进行优化控制, 可使电弧炉装备技术能够实现更加良好发展。对于电弧炉生产力提升及优化冶炼过程均会造成一定限制。通过数据信息交流以及过程优化控制, 可促使电弧炉装备技术实现进一步更好发展。

　　2.1、 钢水温度重点预报模型

　　对于电炉炼钢系统而言, 其属于比较复杂的一种非线性系统, 对其进行精确建模困难度较高。由于神经网络的学习能力以及非线性逼近能力均比较强, 有些研究人员利用神经网络对冶炼终点的钢水温度进行预报, 然而由于神经网络具有过学习、局部较小点以及结构与类型设计对专业经验比较依赖的缺点, 对于其实际应用造成一定影响。近几年来, 通过不断研究开发出以支持向量机为基础的电炉温度预报模型、人工神经网络以及遗传算法等相结合的相关温度预报模型, 从而使钢水温度预报得以更好实现, 确保电弧炉生产得以更好进行。

　　2.2、 i EAF动态控制技术

　　以i EAF动态控制技术为基础而开发的一种动态控制系统, 这是新型的一种自动化系统, 通过该系统的应用可生产过程的连续实时测量, 并且对于生产过程可实现在线动态控制, 在i EAF智能控制系统应用中, 可实现电弧炉控制、有关辅助机械控制及自动化控制的有效结合得以较好实现。在实际进行生产作业过程中, 在电弧炉种存在的各种传感器可提供相关反馈信号及控制参数, 还可提供电极调节器实际工作状态, 依据这些参数信息可较好管理及控制冶炼过程, 可集成控制电能以及化学能输入。在控制过程方面来看, i EAF控制系统所包含内容主要有三个层次, 即系统硬件及辅助工具层次、数学模型层次以及最优化模型层次, 从而可使生产过程控制更加理想[2-3]。

　　3、 结语

　　在当前钢铁生产过程中, 电弧炉炼钢属于应用十分广泛的一种生产模型, 在实际应用过程中发挥着十分重要的作用, 并且表现出较明显优势。随着现代科学技术不断发展, 电弧炉炼钢技术也得以较好发展, 越来越多的相关技术得以应用, 并且逐渐实现智能化控制, 因而需充分了解及掌握相关技术, 以更好实现电弧炉炼钢生产。

　　参考文献：

　　[1]吴定高.我国电弧炉炼钢的发展[J].广州化工, 2013, 41 (12) :63-65.
　　[2]郝磊, 金永丽.对电弧炉炼钢技术现状的综述[J].科技信息, 2011 (06) :99.
　　[3]李士琦, 郁健, 李京社.电弧炉炼钢技术进展[J].中国冶金, 2010, 20 (04) :1-7+16.