自动化310S不锈钢管生产过程控制技术的研究与应用

因为310S不锈钢管生产的生产环境差，过程相当繁琐，并且工作期间无法精准地实施不间断的测量，所以使用一般的进程控制办法控制起来相当难，而单凭人工经验来控制310S不锈钢管生产终点又无法保障高品质钢材、操作稳定和低能耗，这与现今钢铁市场低成本高品质的标准相差太远，而如果想增强产品的市场争夺力，就一定要提升310S不锈钢管生产科技化水平，一定要精确地智能控制310S不锈钢管生产生产，只有如此才能提升310S不锈钢管生产的生产速率与成品质量。310S不锈钢管生产中的主材料有铁水、废钢、铁合金等，当加热的铁水与废钢和铁合金混合在一起时就会发生热化学反应，从而进行310S不锈钢管生产。在310S不锈钢管生产技术中融入了计算机信息技术、网络技术、工业控制技术等，通过这些技术对变量控制更精准，其被认为是310S不锈钢管生产中最核心的环节。随着工作生产中涌现出大量的智能控制技术，随之带动了各大不锈钢管厂的转炉310S不锈钢管生产自动化技术，同时需要的人力与物力大幅减少，但钢质量却大幅提升。

1310S不锈钢管生产自动化控制概述

在实际310S不锈钢管生产过程中，310S不锈钢管生产区域主要由铁水处理、转炉以及电路、炉外精炼、持续铸锭四个施工流程共同组合而成，其主要控制内容包括：第一，铁水预处理自动化控制主要有高炉炉前脱硅、利用喷吹法进行铁水预脱硫、通过搅拌法进行铁水脱硫的自动控制。第二，自动控制主要由供氧系统、吹底系统、炉体倾动、煤气回收系统等自定控制共同组合而成。第三，电弧护自动控制主要由配料、电弧炉、电弧炉防尘排烟系统等组合而成。第四，外精炼自动控制主要由AOD炉与RH真空处理设备控制、CAS以及CAS－OB密封氩吹成分设备控制等共同组合而成。

2310S不锈钢管生产自动化控制的优势

最多见的自动化转炉310S不锈钢管生产系统关键是二级计算机控制体系，就是一级基础性智能控制模块和二级过程的智能控制模块，其中一级基础性智能控制模块关键涵盖了氧机智能控制体系、底吹控制体系、转炉智能化仪表系统、副机智能控制体系、除尘智能控制体系等，二级过程性智能控制模块关键包含数据收集系统、补吹校正运算系统、报表打印系统等这种转炉310S不锈钢管生产智能化控制体系可将过程中的参数集中显示与管理，并创建强可视性的界面，显示的内容有模拟的工艺程序、趋势曲线等，在减轻繁重工作的同时，还让人直观地认识工艺与设备的运营状态。通过实际运用汇总得出，运用转炉310S不锈钢管生产智能化控制技术拥有绝对的技术优势，其体现出的优点关键表现为：一是超过一半的转炉不需要后吹，直接将终点温度和碳的命中率提升至90%；二是不再需要较长的冶炼周期，310S不锈钢管生产速度也加快了；三是降低了30%喷溅率和3kg/t的石灰消耗率，同时使得铁率上升了0.5%左右；四是对310S不锈钢管生产工经验的依赖性大幅缩减，有助于标准化、规范化管理水平的提升，显著减少能耗，增加经济利润。

3自动化310S不锈钢管生产控制系统设计研究

3.1自动化310S不锈钢管生产控制困难性

转炉310S不锈钢管生产过程控制具有复杂性、综合性的特点，其控制具有较大难度。第一，供氧操作。如果机位较高则易出现吹炼前期炉渣喷散，甚至酿成危险事故。如果机位较低，炉渣中期返干导致金属喷溅、粘机等。第二，造渣操作。若在十几分钟中辅原料填入与机位没有对炉状态进行正确调节，容易导致返干、脱磷效果差等。辅原料添加速度控制、机位高低控制尤为重要。第三，终点控制。因为脱碳热量提升较快终点分析时间只有10s偏差，容易造成较大终点偏差。此外，转炉原材料变化、检验仪表、锅炉状态等偏差都容易出现喷散、返干等问题，增加控制终点困难性。对此，转炉计算机控制需要注意：第一，远程预报。结合现有状况与生产钢种需求，选择正确的吹炼形式。做好吹炼时间与原料量把握，确保基本命中目标。第二，准确命中吹炼终点。经过监测炉内状况，实时校正计算偏差，精准预报吹炼终点。第三，容错性。校正原有条件变化出现的偏差与随机偏差，提升运算、分析速度。第四，反应快速。要在有限时间中进行检测，做好炉内状况分析，制订预报方案。第五，系统的稳定性与安全性，要满足大空间数据库与人机界面要求。

3.2自动化310S不锈钢管生产系统设计

结合上述310S不锈钢管生产难点与控制标准，选择2级计算机控制方法。换言之，1级基础自动化控制与2级过程自动化控制，同时，预留3级硬件通信与软件接口。系统选择以太网，把1级电气控制站、仪表、人机接口站与2级客户机、服务器等设备关联。1级与2级数据管理全部为客户机服务。1级主要进行工艺生产与设备运行数据搜集，对不同工艺生产和设备运行紧急处理。同时，结合操作人员操作命令、2级命令数据与现场检测信号，处理不同工艺设备调节。此外，将1级过程状态数据传输至2级模型计算等功能的应用，能达到对冶炼的系统控制。

3.3转炉310S不锈钢管生产控制程序

第一，在冶炼前，结合生产目标与钢铁成分、出钢温度与高炉铁水分，启动一次预算模型。模型计算得到冶炼要求的铁水量、废钢重量与类型。结合目标钢种、钢包容积状况等启动二次预计算模型，指导脱硫站操作达到铁水目标硫成分。第二，料装过程中，结合具体的铁水量、废钢类型、体积等启动喷吹计算模型。模型计算得出该次冶炼氧气流量、副原料重量、吹炼阶段使用副机测温时间、吹氧方法、副原料添加时间与批量。最后，得出的液面高度。第三，在吹氧量处于整体吹氧量90％的条件下，启动炉气持续研究，实时模型连续检验钢水碳含量。此外，通过副机进行钢水温度测试，结合测试，利用剩余吹炼时间进行结果调节。在出钢前期，若钢水温度与碳含量符合标准要求，表示可以出钢。若钢水温度与碳含量没有达到出钢标准，则补吹模型。

4自动化310S不锈钢管生产过程中控制技术的应用

4.1安全控制

在自动化310S不锈钢管生产过程中，为确保氧机能够更加稳定地进行工作，应当在其行程范围之内对有关保护方法进行设计，比如电气控制、机械控制以及程序控制等。利用绝对位置编码对机位实行检验，在搜集样品过程中的时间为20ms，其偏差控制在1cm之内，针对氧机位置实行逻辑分析，以确保氧机能够得以稳定运行。首先，在对氧机超速进度控制方面，可先依据公式对机速进行计算，若计算结果与标准参数相比较高，则实行输出报警，此时操作人员需要调节相关设备参数。其次，编码器断线丢码控制，在编码器有问题发生或者出现短路情况之后，很容易引起机位失真，从而有错误控制出现，因而需要对检测码实行变化逻辑分析，从而发出警报。再次，编码器掉电控制，通过对编码器动态控制进行检测，实现输出报警以及动机关联。此外，编码器中相关机械连接设备的问题控制。编码器及氧机对钢绳滚筒进行牵引，并且通过机械实现连接，在连接有脱落情况出现时，会造成检测机及实际机位有偏差发生，从而导致安全连接丧失作用，对于这一问题应当实行程序分析输出报警。同时，和动机及摇炉之间进行连锁，在此基础上可有效避免相关问题出现。另外，在实际操作中为能够有效避免坠机事故或者钢绳事故出现，可利用应力传感器实行张力测试，若张力参数与限定范围不符，则会发出警报。通过将动机及动炉封闭，从而有效避免事故发生。

4.2位置控制

对于位置控制而言，其直接作用就是保证氧机能够准确到达吹拣位置，从而使310S不锈钢管生产质量得到较好保障，促使生产效果能够得以有效提升。然而，在氧机位置控制方面，其精准性和迅速性存在的一定矛盾，这主要就是因为要使氧机升降速度得以提升，也就导致其位置准确性控制比较困难，而将氧机速度降低情况下，可使氧机位置精准性得以提升，然而会导致生产效果有所降低。为能够使这一问题得以较好解决，可与转炉310S不锈钢管生产生产中相关具体技术要求，通过氧机机械及电气特点使矛盾得以较好解决。其一，对氧机等候点位置进行合理设计。在氧机非吹炼过程中，等候点属于安全等待位置，对于该点位置，在保证不会对其他工艺产生影响的情况下，应当选择与吹炼位置距离最近点。其二，将氧机升降速度提升，以保证位置控制能够达到精准结果。对于氧机升降而言，其分为两个区域，即恒速区及减速区。其中减速区所指的就是机位具体位置与其设定位置中某参数内的相关区间，在该区间中，可与氧机位置及设计位置偏差缩减相结合，将重修减小氧机速度相关控制参数平滑得出。通过与实际工艺状态及调试状况相结合，减速区内参数的最高值设定为2m。而机位具体参数及相关设计参数在2m之上区域，即表示为恒速区，在恒速区可将氧机速度控制方面的参数获取，从而使氧机运行速度能够得以有效提升，从而使310S不锈钢管生产过程更好进行。

4.3提高钢水的洁净度，建立转炉下渣检测系统

在红外线成像原理嵌入式下渣检测方法的支撑下利用红外线热像仪器对连续钢流的图像进行采集，并与嵌入式技术进行有效的结合，在数字信号处理器的帮助下来采集钢流图数据并根据钢水与钢渣在远红外区域的辐射率对得到的信号进行提取与处理，然后在利用数字信号处理其与主机进行连接将图像数据传送给处理器，最后利用图形用户接口Mini GUI设计嵌入环境图形用户界面，在此基础上实现对出钢过程钢流的实施监控。利用此种方法可以有效的降低成本并可以对现有的设备进行改造提升挡渣效果，满足钢水放钢的要求。

5结语

在社会经济与科学技术逐渐发展的新形势下，310S不锈钢管生产技术不断完善，并逐渐促进了310S不锈钢管生产自动化控制技术的形成与快速崛起。废气检测技术、特殊检测技术、副机检测技术以及自动化控制技术的使用，使得310S不锈钢管生产自动化控制技术在310S不锈钢管生产行业中获得了较为广泛的应用。而310S不锈钢管生产自动化控制系统的使用，使工作人员的工作任务量得到了降低，并推动了钢产品质量的提高，促进了310S不锈钢管生产行业进一步发展。