如今，鋼鐵行業面臨著節能減排等諸多挑戰，同時也迎來了產業升級的新機遇。如何應對挑戰，提高效率，完成鋼鐵行業轉型？工業過程控制與自動化是一個高效的途徑。置身于當前競爭日益激烈的全球化環境中，市場對于生產線的要求越來越高。生產現場需要完全智能化的、將工藝過程先進原理與現代測控技術集于一身，并具有高可靠性、高速、高擴展性的流水線，以滿足用戶對不同產品的特殊需求。基于先進的現代冶金原理，將現代測控技術與計算機過程控制技術集成于煉鋼流程，為冶金工作者開辟了驗證先進冶金原理的新平臺，可以實現工藝流程的精確控制，提高產品的競爭力。

　　副槍實時數據采集分析監控爐內狀態

　　轉爐煉鋼采用副槍技術后，可以不倒爐出鋼，大大縮短了冶煉時間，提高了一次吹煉合格率，降低了冶煉成本。副槍的數據采集和分析系統實時采集數據，利用FPGA芯片強大的處理能力，將熱電偶的電勢實時、高速地轉化為鋼液溫度等轉爐煉鋼過程的關鍵冶金參數，為監控爐內狀態和過程控制提供依據，為冶煉終點判定的準確性奠定基礎。

　　氧槍振動檢測智能防噴濺　

　　在轉爐吹煉過程中爐渣高度的控制至關重要，如果控制不當有可能引發噴濺，尤其在吹煉中前期。噴濺的發生與熔池溫度、氧槍槍位和爐渣物性等息息相關。在吹煉末期，碳氧反應趨于平緩，爐渣泡沫化程度有所減輕，噴濺發生概率降低，除非人為操作不當而導致噴濺。相反，在吹煉末期，泡沫渣高度過低容易導致鋼水增氮，不利于冶煉低氮鋼，因此有必要在吹煉末期適當提高泡沫渣的高度，以防止鋼水增氮。

　　智能防噴濺系統利用氧氣射流、鋼渣沖刷擾動引起的氧槍機械振動在時域和頻域上的差異，來監測轉爐內鋼渣的融化狀態、氣體逸出情況，從而間接檢測跑渣。智能防噴濺系統運用氧槍振動分析技術，實時警示、檢測噴濺發生和噴濺的嚴重程度，并向操作員提前預警。該系統可對氧槍位置和氧氣流量進行反饋調節，迅速緩和甚至消除噴濺的發生。

　　煙氣分析系統用于RH精煉過程控制

　　隨著汽車、家電和機械等制造業的發展，對超低碳鋼的需求越來越大，RH真空精煉工藝以其良好的脫碳能力成為國內外生產超低碳鋼普遍采用的手段之一。但至今尚無精煉過程實時測量鋼水中碳含量的方法。在RH脫碳過程中，多是根據操作經驗來控制脫碳過程，其結果只能在取樣化驗后獲得。這延長了精煉時間，而產品的質量也受到工藝條件波動的影響。

　　RH精煉工藝過程控制系統，以廢氣分析為基礎，包含廢氣取樣、快速分析、數據采集和遠程控制4個子系統，通過連續分析RH精煉過程廢氣的流量和組成，使得鋼水中碳含量的變化得到實時準確監控，提高了終點碳含量的命中率。在模型計算過程中，根據實測的提升氣體流量和真空室壓力的變化可以計算出鋼水循環流量Q，由廢氣流量和其中CO的含量可以計算出Wco、Wco2，用這些參數可以得到關于鋼包內鋼水碳含量Cl、真空室內鋼水碳含量Cv 的二元微分方程組。采用龍格一庫塔法(Runge-Kutta)，將冶金數學模型程序化，借助計算機進行計算，預測Cl和Cv的連續變化數值。

　　鋼包下渣檢測提高鋼液純凈度

　　嚴格控制連鑄鋼包到中間包的下渣量是控制鋼中夾雜物數量、提高鋼液純凈度的有效方法，下渣檢測技術成為目前研究的重點。連鑄過程中要生產高質量的鑄坯，最根本的要素是嚴格控制鋼包進入中間包的鋼渣量，使之達到合理的最小值。依據鋼渣和鋼水的比重相差較大，在流經鋼包長水口時其流動性也不同，導致兩者對長水口的沖刷作用有很大差別的特性，通過檢測與鋼包長水口相連的操縱桿振動，利用鋼水沖刷與鋼渣沖刷引起的振動在時域和頻域上的差異，來監測長水口內鋼水的流動狀態，從而間接檢測下渣。

　　鋼包下渣系統可以實現靈活、穩定的閉環控制，具有比傳統PLC更短的響應時間，同時新系統還具有成本低、精度高、人機界面友好、易于操作、擴展性好等特點。整個系統由測量傳感器、信號隔離調理、數據采集、數據分析處理、控制輸出組成，通信采用標準的工業以太網模式，而且模塊化的設計理念大大縮短了開發周期，降低了控制系統的成本。

　　連鑄結晶器專家系統避免漏鋼

　　漏鋼是連鑄的惡性事故，連鑄機漏鋼會造成維修費用增加和生產的延誤。對于連鑄機而言，漏鋼必須盡力避免。連鑄結晶器專家系統可以對結晶器熱電偶電勢進行實時采集，利用虛擬儀器自身的函數嵌套M腳本編程建立相關算法，預測出漏鋼的發生，啟動報警并輸出中斷信號，使連鑄機自動進入“爬行”狀態，避免漏鋼的發生。