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（I） 经验控制：是在炼钢行业发展的初期阶段，由于当时生产条件的限制，完全依赖 于工人在生产过程中积累的经验。现代钢铁工人一般会利用热电偶测温定碳或是对炉内钢水 取样分析，辅以对炼钢炉火苗和火花的观察，对炼钢炉中钢水状态进行人工估计和控制。然 而人工控制方式准确性差、效率低，并且在取样过程中接触式的测量方式本身就可能会引起 钢水中碳含量的变化[5]，实际上无法精确测定碳含量。

（II）静态控制：按照己知的原料条件和所炼钢种的最终目标成分，依据化学反应中的 原子守恒原理并参考由以往炼钢过程确定的经验公式，计算不同时刻刚水中的碳含量。不过 这种方法只适用于单一钢种的成熟生产方式，对新的钢铁品种和新的生产工艺缺乏适应性， 也无法依据炼钢过程中出现的不同情况对钢水状态的预测值进行相应的修正。

（III）动态控制：在静态模型控制的基础上面，应用副枪、炉气分析仪等辅助自动测量 仪器，检测在炼钢过程中随时间变化的各项动态数据，并依据这些实时的动态信息参数来及 时修正预测模型，并将测量到的数据反馈给控制系统以提高最终产品中碳含量的控制精度[6]。

1。3 光谱目标识别方法的研究意义

由于在实际炼钢的过程中，钢水中除去铁元素以外可能同时还含有硅、硫、磷、碳、锰 以及其他碱金属，再考虑到吹炼过程中添加的氧和氮，因此同一时刻下炼钢炉内可能同时进 行多种复杂的化学反应。某些特定的钢材品种之间微小的碳含量差异可能会导致材料性能的巨大改变，加之在实际的工业生产环境中各种烟尘或是扰动几乎无法避免，在这些情况下传 统方法或者对终点判断不准确，或者成本高无法大范围推广使用，因此在实际生产实践的过 程中寻找新的检测方法成为了迫切的需求。

自从上世纪 80 年代以来，随着新的光电器件与光学探测方法不断成熟，人们发现在炼钢 过程中采集到的光谱信息与钢水中的碳含量之间存在着直接的联系，并以此为基础建立了一 套同时兼具准确高效、非接触式和低成本等优点的光信息控制方法。结合人们过去的经验来 看炼钢过程中采集到光谱的能量主要集中在可见光波段，同时也为了在控制碳含量的过程中 参考工人的直观经验和成熟的静态模型，因此把采集光谱的范围确定在可见光与近可见光的 波段是最为合适的选择。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

2 转炉炼钢火焰发射光谱物理机理分析

2。1 光谱采集设备的选择

在实际开始测量转炉炼钢炉口火焰的光谱数据之前，有必要先仔细分析待采 集数据的潜在规律、对测量精度的要求、测量环境等各种先决要素。然后在此基 础上选择合适的设备来进行数据采集，这样做能够避免不必要的干扰与误差，有 时甚至能取得事半功倍的效果。