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摘要 ：在钢铁生产中，转炉炼钢终点技术是转炉后期操作 流程中非常重要的一个环节，这一技术的有效应用可以促使钢 铁冶炼效率的提升，对于钢铁的生产非常重要。目前，转炉炼钢 终点技术在应用中也逐渐暴露出诸多不足之处，为了有效规避 问题， 需要不断进行技术优化， 进而保障转炉炼钢的实用性得以 提升。本文就转炉炼钢终点控制技术进行全面研究详细分析， 力 求能为使炼钢相关技术人员提供参考依据。
关键词 ：转炉炼钢,终点控制,冶炼,技术
伴随着社会经济的快速发展，基础设施全面推进过程中，对 于钢铁资源的需求量也在不断增加，在钢铁冶炼与生产全流程 中，转炉炼钢终点技术是一项非常关键的技术， 因其具有保障产 品品质， 提升钢铁冶炼效率的优势而在行业内部被广泛应用。经 历了多年的发展，尽管转炉炼钢终点控制技术已经发育了新型 发展技术和新型发展模式， 但在该技术转入后期操作流程中， 依 然会存在很多不足之处，这些问题在一定程度上影响了产品的 质量和性能。为了更好的满足社会发展对于钢铁资源的需要， 持 续为全国基础设施建设及城市改造提供更多的钢铁产品，技术 管理人员需要在技术层面不断创新，不断的促使钢铁冶炼的质 量得以提升， 同时确保冶炼的效率得以提升， 通过系统的优化以 及全流程的技术改良， 使转炉炼钢的安全性能得以提升， 并且保 障炼钢的稳定性和实用性。本文根据实际业务需要， 对于转炉炼 钢重点控制技术的应用现状进行了系统的总结和全面的分析， 并对常见的终点控制技术进行了系统的分析与介绍，为确定技 术应用要点，选择最匹配需求、最有效完成生产目标的技术，最 大限度确保钢材质量， 确保其在施工中发挥重要作用。
1 转炉炼钢终点控制技术发展研究与应用现状概述
早在20世纪 60 年代，人们在钢铁冶炼过程中就已经开始使 用转炉炼钢方法。转炉炼钢终点技术最早是从事冶炼钢铁相关 工作的技术人员，在工厂实践工作中总结出的零散的经验和技 巧，伴随着多年的发展与师带徒传递， 钢铁冶炼技术人员借助于 热力实验实现了对相关数据进行系统的分析，并明确其各项参 数，这些数据详细的记录了在钢铁冶炼的全流程中， 所有使用的 原材料在冶炼过程中所产生的化学反应，同时，也分析、核算以 及调查总结了所产生的热量， 同时， 也有效测试了在冶炼过程中 每一个生产环节的投入产出比。
伴随着科学技术的不断发展，计算机云技术等新兴技术开 始普及，并影响了各行各业。冶炼钢铁技术在历经多年的沉淀， 也取得了一定的成果。在早期， 钢铁冶炼技术人员借助于精密度 的热力学实验， 获取到了非常可靠的数据， 详细地计算了在钢铁冶炼的全流程中，各个原材料时间所存在的化学反应以及关联 性，而每一种化学反应必然会释放出一定的热量， 如果对热量以 及原材料化学反应不能科学、精准、有效的掌控，必然会影响整 个冶炼过程甚至结果， 因此， 计算机信息技术被引入到钢铁冶炼 行业并开始发挥作用。
借助于计算机信息技术，转炉炼钢终点技术的应用开始变 得更加灵活而精准。事实上， 转炉炼钢终点控制技术的水平直接 决定了钢材产品的生产效率以及生产质量，而产生影响因素最 主要的两个因子就是钢材中的水碳含量以及冶炼过程中的温度 控制。从大量的实验以及生产实践结果上发现， 转炉炼钢的方法 所获取到的钢铁的总量以及质量会受到多方面因素的影响，包 括冶炼的各个环节工序以及每一个环节工序中所投入的原材料 的总量。当然，通过专业的实验数据可以发现，在进行转炉炼钢 时，钢产品的质量会受到钢中的水碳含量的影响，同时，相对应 的冶炼温度同样也会影响质量， 因此， 必须要对钢的水碳含量以 及冶炼温度这两个因素进行有效的控制，因为一旦这两个因素 没有控制在合理范围内， 就会直接导致钢材的碳含量过高， 进而 影响到铁矿物质脱硫，这些情况在一定程度上都会导致钢材产 品中的氮和氧含量升高，进而带来不良后果。在钢铁冶炼过程 中，冶炼的温度控制同样也是非常重要的，温度失控会导致生 产环节中各类原材料发生化学反应或者物理反应，进而产生超 过标准的不可控的消耗， 进而导致钢材冶炼的周期延长， 效率变 低，严重者会影响到钢材的质量。因此，很多研究都是针对于转 炉炼钢终点控制技术的质量影响因素进行分析与研究的，并通 过实验进行验证结果。
2 转炉冶炼过程
社会的发展对于钢铁产品的需求量不断加大，这也就促使 冶炼钢铁相关行业需要借助于技术转型升级不断提升效率。目 前，转炉炼钢技术在具体的冶炼钢铁实践应用中最具有代表性， 这主要是因为转炉炼钢技术具有明显的优势——效率高且产品 质量有保障，因此，转炉炼钢技术也被称之为该行业的前沿技 术。在转炉炼钢技术中， 转炉炼钢终点控制技术是非常核心的一 个技术部分，这一技术对于冶炼时间以及钢水质量的控制都是 非常关键的。
通常，在应用转炉冶炼技术时，很多因素会影响到工艺技术 的产出质量。主要的影响因素有铁水成分、温度以及石灰和白 云石等，同时生铁以及废钢也会影响准路冶炼，这些原料以及 辅料是影响转炉冶炼技术有效发挥的重点因素。在总装入量为 128±2t不变的前提下，借助于废钢用量的提升以及铁水用量的减低可以实现转炉冶炼铁耗费的指标，在废钢用量上，单炉从 16t提升到28t，在铁水用量上，单炉吨降低到吨。经此调整，可 实现耗铁指标由原来的 900kg/t钢降低到 850kg/t。因为，废钢用 量的提升促使转炉的热平衡受到影响，在热平衡保持稳定性的 同时，借助于技术的优化与操作的调整实现了出钢温度得以稳 定的目标， 进而保障了钢材产品的质量。
3 各类转炉炼钢终点控制技术分析
3.1 经验控制技术
伴随着现代技术的发展，我国的工业设计中关于转炉炼钢 终点控制技术也有很多创新，而智能化控制管理就是一种比较 常见的将数字化技术与传统的转炉炼钢技术相结合的一种设 计。这种冶炼方法主要是通过人工操作和管理的方式对于炼炉 中所涉及到的所有信息以及数据进行细致的分析和有效的处 理，进而保障了数据和信息的准确度与精准度。借助于数字智能 化的控制手段， 转炉炼钢的质量由于参数的精准得到了保障， 同 时，由于信息的准确保障了效率。在实际应用中，高碳钢由于优 势明显，而被广泛应用，因此，也需要借助技术管理人员的经验 控制技术将智能化控制应用到转炉炼钢中来。
3.1.1 拉碳补吹法
这是一种比较常见的、应用于转炉炼钢技术中的一种人工 经验控制技术，其主要是在吹炼后期发挥作用，借助于人工经 验，有效的对钢中的含碳量进行判断与评估， 确认含量是否已经 达到标准值， 进而基于对含碳量的预判来有效控制吹氧。从拉碳 补吹法的应用来看，其主要的优势在于具有较高的尽数收益率， 与此同时， 在钢内的各类元素含量上也具有一定的优势， 如锰的 含量相对偏高，而钢水的含氧量测试偏低的，另外，终渣中，氧 化亚铁的含量低，从其主要特点以及优势上进行分析可以发现， 其在中、高碳钢生产中应用价值最高。但是，在实际应用中可以 发现，这一控制技术是在终点采取措施，其成功率在 60% 左右， 一次命中率相对不高，风险大，因此，在应用过程中要慎重结合 具体的冶炼需求， 慎重选用此种控制方法。
3.1.2 一吹到底增碳法
这种人工经验控制技术通常需要充分结合调温特点以及低 拉碳和增碳操作的特点实施， 要根据人工经验来判断碳含量。在 吹碳过程中做到不抬枪和不倒炉，进而确定终点钢碳含量要在 下限，同时要保证温度控制在上限，待完成温度的调整以后出 钢。当然，在出钢的全过程中，为了调整碳含量还需要使用增碳 法达到目标并且要控制增量， 保证在合理范围内的调整。这种技 术最大的优势在于能够有效的实现终渣氧化铁含量高，同时热 收入多， 并且具有较高的稳定性， 因此能够很好的达成脱硫和脱 磷的目标， 相比较于拉碳补吹法， 其最大的优势在于一次命中率 高达 85% 以上， 其效果更明显， 也因此被广泛应用。
3.2 静态控制技术
依托于炼钢原材料的差异和设备系统的差异，通常需要选 择不同的新型技术和方法工具来实现对于不同钢种的吹捧和挑拣，这就需要借助于有效的模型来实现静态控制技术。在进行量 钢操作时， 要将铁水以及铁合金加入， 然后要对炼钢系统的基本 供氧情况与相关的数据信息进行系统计算， 此外， 还需要有效评 估和分析原材料的基本特点以及质量情况进行吹炼，这些操作 之所以能够把控最佳时间点，都是因为有相关模型实现数据处 理和有效控制。随后，相关的技术人员可以及时的进行人工校 验，基于人工检验模式来实现对于终点钢中的碳质量分数以及 温度的有效控制， 确保结果的科学性。其作用在于能够有效的促 使炼钢的整体质量得以提升， 同时也保障炼钢效率， 进而满足实 际需要， 在终点控制技术中能够呈现出时间周期短、发展效率高 的新型模式。
3.2.1 机理模型
所谓机理模型就是理论模型，其主要技术基础就是钢铁冶 炼过程额传输机理以及反应机理，在物料平衡以及热平衡方程 的应用下， 根据具体的条件来确定相关假设条件， 基于假设条件 进行推导， 建立理论模型。事实上转炉炼钢技术的生产过程是比 较复杂的， 而且有诸多的影响因素， 最主要的难点在于存在一部 分物料平衡以及热平衡的数据是借助于假设条件来确定的，假 设条件毕竟与真实性有所偏差。所以， 从理论模型建模的角度出 发，半机理 +半经验模型的建立还需要大量的数据予以支持，否 则难以实现有效的控制。
3.2.2 统计模型
借助于黑箱原理可实现统计模型的建立，在钢铁冶炼过程 中，并不需要物理学以及化学规律进行详细的分析，仅仅借助于 系统， 通过输入量以及输出量二者之间的实际关系就可以进行系 统的分析。通过收集和整理大量的实验数据并进行数理统计法， 进而实现变量的变化以及数值的变化来构建模型。在转炉冶炼生 产过程中，由于影响要素非常多，因此，在实际的冶炼应用过程 中， 因此需要大量的数据予以支持， 这种模型的应用率并不高。
3.2.3 人工神经网络模型
近年来，伴随着技术的快速更新迭代，人工神经网络技术有 了较大的发展空间， 目前，该技术已经有效的应用到了转炉冶炼 终点控制技术之中。相比较于传统的控制模型， 人工神经网络技 术最大的优势就在于其具有较强的自组织以及自学习性，因此， 是可以以任意精度接近于非线性函数相关功能的， 因此， 在这一 基础上就可以构建有效人工神经网络控制模型，进而实现对于 冶炼全流程实现精准化管理， 精准的指导冶炼生产全流程， 由于 其优势， 该模型的应用非常广泛。
3.3 动态控制技术
3.3.1 副枪动态终点控制技术
动态控制技术同样是转炉炼钢终点控制技术的一个重要形 式，炼钢全流程即将结束并到达吹炼终点时， 必须要将副枪插入 到熔池内，进而能够对于熔池内部的温度以及碳的含量进行检 测，基于所测数据有效的调整。在调整过程中要注意根据已有的 检测参数对于静态模型计算结果进行修正，技术人员可以结合 相关的数据参数来确保静态模型计算的结果处于稳定阶段。为了确保全流程转炉冶炼技术的有效实施，在确保吹炼终点的供 氧量的同时， 需要充分结合副原材料的加入量以及数值， 其目的 就是实现转炉冶炼稳定，并确保合理的终点命中率，当然，这一 操作是可以借助于计算机信息系统来完成动态控制的。
当然，要同步分析机械设备系统对于转炉控制的影响，所以 必须要对原材料进行详细的分析， 包括碳质量分数， 可以通过结 晶定碳的相关手段等来实现碳质量分数的测定，并对其进行有 效管理，其目的就是确保数据的精准性。在炼钢全流程中，如果 碳质量分数没有达到预期要求， 会导致钢产品的质量下降， 测量 的精准度也不足。需要注意的是，如果碳治疗量分数过高，那么 测量的精准度会降低，测定结果的准确性就难达成。因此，有经 验的技术人员会在低碳钢生产时，将动态终点控制技术有效应 用其中。
3.3.2 炉气分析动态终点控制技术
通常情况下，在吹炼后期，需要对炉口表炉气的成分进行详 细的检测， 其目的就是为了保障钢铁熔池脱碳的速率， 这样就能 够很好的对钢水成分以及温度进行合理的判断，进而可以有效 的实现转炉炼钢终点动态的控制。这一技术最明显的优势在于 能够有效的促使钢水碳含量以及温度可以被及时测定并有效的 提示，而且，对于控制系统还能够及时的进行动态化的校正，控 制人员可以借助于这一技术知晓钢水的 S、P 的变化情况。当然， 如果在吹炼终点，钢水碳的质量分数相对比较低，那么，测量的 精度就会提升，与此同时，一次命中率也会提升至 90% 以上，其 效果非常明显。
4 转炉炼钢终点控制技术的优化措施
4.1 强化光学图像方法的合理应用
在实验中，技术人员为了确保数值更加精准，对于光强数据 进行了技术处理。因为， 炼钢炉内的复杂反应必然会对炼钢的质 量造成一定的影响， 炉内的干扰因素比较多， 因此会不同程度的 影响到炼钢成果。相关的技术人员在处理光强信息过程中，要 结合炉口的图像特征进行数据提取以及管理，同时要对数据库 的数据进行判断。需要注意的是，光学图像会根据外部的环境 发生变化，最明显的影响因素就是温度，因为温度变化，火焰就 会发生变化。这就要求，在对光学图像进行控制和有效处理时， 必须要有专业的技术人员，并且具有专业的技术水平。在应用 过程中，主要是通过人工判断的方式来对终点火焰的变化情况 进行片段，然后快速的提取连续图像。基于此，技术人员会采用 SV 的变化模式这种火焰图像控制技术中比较普遍应用的一种模 式，根据像素的数值来判断图像的基本变化情况， 进而保障火焰 图像的处理速度得以提升， 同时保障炼钢的质量以及效率。
4.2 注重静态管控技术的有效应用
静态管控技术的应用是机械化的，其有效应用必然会给炼 钢全流程带来一定的积极作用。大数字时代， 借助于智能信息系 统以及科学的建模实现静态管控的应用是非常重要的。人工操 作必然存在误差， 而在全流程推进中， 任何一个环节的监管不到位以及数据不准确都可能带来不可弥补的错误，不仅影响炼钢 周期和效率，还可能影响后期的应用以及施工质量，如今，市场 的原材料丰富，而且技术也非常繁多，从技术人员的角度出发， 运用计算机网络信息技术强化转炉炼钢管理控制是最实际也是 最有效的方式，因此，对于静态管控技术还需要不断投入，不断 创新， 这样才能促使炼钢企业具有更好的利润收益。
4.3 确保动态管控技术的科学应用
动态管控技术的应是需要根据实际情况选择的。未来动态 管理技术的应用同样也是需要与信息技术相结合，动态管控技 术的科学应用需要经验丰富的技术人员，借助于实际的经验和 现场的实际情况，及时判断关键节点，同时，实施动态控制技术 的科学应用， 并将相关参数和数据及时记录， 以备后期应用。
5 未来的发展趋势
当前，伴随着市场经济的快速发展，社会生活水平也在不断 提升，进而对基础设施的需求以及工程项目的要求也在不断增 加。现代社会对于钢铁需求量不断增加， 而这对炼钢的效率和质 量也提出了更高的要求。
首先，炼钢行业必须要适应多样化的需求，结合当前的市场 定位，不断强化技术能力，规避安全风险，这样才能在社会市场 中占有不败之地。对于炼钢行业而言，技术是看家本领，技术的 升级显然是最重要的。
其次，炼钢行业的配套管理机制需要不断完善。无论是承包 制还是企业运行制，都需要有清晰、合理的方案去实施，所以系 统化的管理制度非常重要，包括合同和档案管理以及信息化手 段等， 此外， 从管理的角度要重视风控管理与运营管理 ;从人员 角度要做好选育用 ;从机制的角度要注意健全生产、交付、监督 等全流程机制。
最后，技术的创新要做到与时俱进，要积极与数字化技术和 智能制造技术相链接。
6 结语
综上所述，社会经济的快速发展带动我国的基础设施建设 全面推进， 而基础设施建设离不开钢铁生产技术的有效应用。在 钢铁生产全流程中，转炉炼钢终点技术是转炉后期操作流程及 工序中非常重要的一个环节，这一技术的有效应用可以促使钢 铁冶炼效率大大提升， 对于钢铁的生产非常重要。转炉炼钢终点 控制技术直接关系到产品的质量， 因此， 该技术是钢铁冶炼行业 的重点。但是，就目前而言，转炉炼钢终点技术在适应新需求的 同时，也逐渐暴露出诸多不足之处，仍然需要不断进行技术优 化，进而保障转炉炼钢的实用性的得以提升，安全性得以保障。 本文对于各类转炉炼钢终点控制技术分析，期望能够为钢铁冶 炼提供参考依据。
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