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21世纪的钢铁企业向着紧凑化、高效化的方向发展,生产过程的自动化、数字化控制技术是提高企业效率、降低消耗、改进产品质量的重要保证之一。目前常用的转炉炼钢吹氧控制多为手动控制,操作人员通过观察炉口火焰的情况来对吹氧流量进行调节,人为因素很大,操作人员的技术水平、个人经验直接影响钢水的质量和冶炼周期。这种操作方式对操作人员的技术水平要求比较高、工作强度大,但炉内反应仍不能达到最优的控制。尤其一次除尘采用LT干法除尘工艺的转炉系统中,在开吹时如果氧气压力太小,会导致点不着火,压力如果过大就会造成静电除尘器泄爆,导致损坏烟道。本文以某钢厂实际项目为背景,该钢厂转炉采用副枪系统,如何控制氧气开吹压力和氧枪位置的精确控制是基于副枪的转炉自动控制的关键问题。针对上述问题,本文对某钢厂基于副枪的转炉控制中存在的问题进行了分析,最终设计并实现了一套转炉炼钢的自动控制系统。该系统实现了在冶炼的开吹阶段和副枪测量阶段对氧枪开吹压力和氧枪位置进行精确控制的转炉自动控制系统并有效解决了总管氧压波动大、氧气压力调节阀和氧气流量调节阀耦合大、单纯采用PID调节时存在超调及滞后等方面的问题,通过使用双编码器冗余技术保障了转炉氧枪系统的精确性,通过对系统网络的优化及同步技术的使用实现了与转炉二级系统的无缝连接,实现了冷却剂加入量、氧枪位置、开吹氧气流量的自动精确控制。本文具体研究工作包括以下几方面:(1)对某钢厂转炉精细控制的实际需求进行了分析,提出了开吹氧压控制和氧枪位置控制的架构方案。(2)氧压控制子系统的设计与实现。氧压控制子系统的建立有效的解决了开吹阶段的氧压过大导致泄爆,过小导致转炉内点不着火的事故发生。整个过程还实现了自动控制,大大减小了操作工的工作强度。(3)氧枪位置控制子系统的设计与实现。氧枪位置控制子系统主要解决了原系统只有一个编码器检测数据不精确以及氧枪位置控制中存在的停止位置误差大的问题。(4)系统已在某钢厂实际应用,运行情况表明该系统是有效及可行的。