智能炼钢电弧炉技术

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1、智能炼钢电弧炉技术李京社　武　骏　王雅娜　孙彦辉　王冬雷　李士琦摘　要　介绍3种智能电弧炉技术，分析了智能电弧炉的技术特点，讨论了我国发展智能电弧炉技术应注意的问题。关键词　炼钢　电弧炉　智能TechnologyofIntelligenceElectricArcFurnaceLiJingshe,WuJun,WangYana,SunYanhui,WangDongleiandLiShiqi(UniversityofScienceandTechnology,Beijing100083)Abstract　Thethreekindsofintelligenceelectricarcfu

2、rnaceareintroduced,ofwhichthetechnicalcharacteristicsareanalyzed.BasedontheconditionofelectricarcfurnaceinChina,theproblemtodevelopintelligenceelectricarcfurnacehasbeendiscussedinthispaper.MaterialIndex　Steelmaking,ElectricArcFurnace,Intelligence　　近年来人工智能(AI，ArtificialIntelligence)技术的发展，给现代

3、电弧炉供电技术带来了新的动力。如利用神经网络(NN，NeuralNetworks)技术模拟电极调节器运动规律、学习动态变化的不平衡三相电气参数、预报电极在给定电气参数条件下的运动趋势等；利用专家系统(ES，ExpertSystem)对神经网络控制进行监控、学习，保证控制的最佳化。国际上已有不少电炉采用了这项技术，取得了很好的效果。1　几种智能电弧炉　　近年来，国际上较为活跃的智能电弧炉技术有3种，即美国的IAFTM、SmartArcTM和德国的SimeltRNEC系统。表1是3种智能电弧炉的基本比较。表1　3种超高功率智能电弧炉Table1　Threekindsofintel

4、ligenceUHPelectricarcfurnace项　　目IAFTM［1～10］SmartArcTM［11～13］SimeltRNEC［14～17］厂家使用情况开发始时NAC(美国)工业生产(25台)1991SME(美国)工业生产1994SIMENS(德国)工业生产1994技术背景MillTech.HOH电炉监控系统DigitArc电极调节器ArcMeter电参数速测系统Simelt系列电极调节器Simens系列控制电气设备技术特点三相意识无需考虑废钢条件变化稳定电弧连续预报快速测量识别废钢组成识别渣况产生规则指导生产冶炼不同阶段改变控制策略三相模型考虑电弧电抗控制功率

5、分配控制目标最大功率最长稳定电弧最优供电曲线最大有功功率控制对象电极调节器电极调节器氧燃烧嘴电极调节器实验厂家NorthStarSteelCo.美国SMISteelInco.墨西哥KruppNiroston德国采用智能技术人工神经网络专家系统人工智能人工神经网络效果产量提高12%吨钢电耗降低8%电极消耗降低25%产量提高13.1%有功功率提高3%吨钢电耗下降1.5%通电时间减少5.1%电极消耗减少7.3%产量提高9.1%通电时间减少8%有功功率提高9.5%　　美国NAC的IAFTM系统开发较早，应用也比较广泛；我国的广州钢厂和天津无缝钢管公司先后引进了该系统。IAF智能电弧炉

6、可提供全新神经电弧炉，也可加装于现有电极调节器上，其控制框图见图1(a)。　　美国SMI的SmartArc［TM］系统主要在北美应用，它基于该公司的ArcMeter快速测量系统，主要在该公司开发的DigitArc电极升降调节器上应用，其控制框图见图1(b)。　　德国西门子公司的SimeltRNEC系统主要应用在欧洲，该系统既可装在该公司开发的Simelt系列电极升降调节器上，又可加装在其它电极调节器上，其控制框图见图1(c)。1997年3月，西门子曾专门在北京召开电炉技术研讨会，介绍并推广这套技术。图1　3种智能电弧炉控制框图Fig.1　Controlblockdiagram

7、softhreekindsofintelligenceelectricarcfurnace2　技术分析　　智能电弧炉技术是一项综合技术，可以融合各种现代超高功率电弧炉及其配套技术，是超高功率电弧炉的主要发展方向之一。2.1　三相意识　　IAF和Simelt-NEC的技术介绍中明确表示了其控制的“三相意识”：IAF用一个神经网络学习每一相与其它相的关系，进行10～20min的在线学习即可进行三相判断；Simelt-NEC建立的电气模型本身的每一相电阻、电抗都由三相决定，模型的合理性保证了控制的有效性。2.