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1、《冶金自动化》仪刀年增刊转炉自动化炼钢动静态模型研究邱成国,张红卫北京首钢自动化信息技术有限公司自动化研究所,北京以又【摘要介绍了迁钢转炉自动化炼钢动态模型和静态模型,描述了静态模型的基本结构,分析了动态模型和副枪信号计算原理。根据副枪测量数据,利用数学模型计算了冶炼后期补吹氧气和冷却剂的数量,实时对碳含量和温度进行预测,实现了转炉炼钢的自动化,取得了较好的实际效果。【关键词】转炉炼钢模型副枪前言际变化,不作任何实时修。正目前,副枪已经广泛应用于转炉炼钢计算机静态控制能有效地利用吹炼过程的初始条件,进行定量
2、计算,克服控制系统中成为判断炼钢吹炼终点的最成熟的了人工经验控制时的随机性。,,。方法应用副枪技术可以实现在不倒炉的情况和不一致性终点命中率明显提高静态控制的,、、,下快速检测转炉熔池钢水温度碳含量氧含量缺点是没有考虑吹炼过程中冶炼状况的变化因及液面高度,。,而也就不能对吹炼过程进行修,同时获得熔池钢样采用副枪技术正终点命中率的,,。,实现转炉吹炼自动控制可以提高生产率降低生提高受到限制但是静态控制是实施动态控制产成本,提高金属收得率,提高钢水质量等,具有的基础,良好的静态控制可以为动态终点控制创一。非常重
3、要的意义,〕,造非常有利的条件对于提高终点命中率具有重中,,国首钢集团作为大型钢铁企业采用先进要意义因而静态控制仍然是转炉炼钢控制的一,。的技术手段提高转炉炼钢自动化水平是企业发个重要部分。拓年月首钢迁安钢铁有限责展的趋势任公迁钢自动化炼钢系统静态计算模型包括以下司简称迁钢新建转炉,采用了自动化炼钢几部分,分别是目标温度计算模型、主原料计算模,、,、、。控制技术目前静态模型动态模型已经启用通型熔剂计算模型氧量和冷却剂计算模型等静过,,、一段时间的生产实践控制模型表现出了一定态模型以参考炉次为基础考虑影响热平
4、衡氧平。、,,的优越性衡铁平衡的各个因素采用增量式算法实现对。静态模型本炉次生产数据的修正计算静态模型结构关系迁钢自动化炼钢模。型采用了现在先进的建模见图,方法,该模型分为静态和动态两部分’一’。静态模型是整个模型的基础部分,所谓氧气转炉炼钢过程静态控制,就是在吹炼前根据原材料条件主要是铁水成分、温度,废钢的种类与所炼钢种规格,通过物料平衡与热平衡的理论计算、或通过对生产历史数据的统计分析、或利用相近参考炉次进行修正的方法建立数学模型,由计算机计算出合理的熔剂量、供氧量和冷却剂用量等,从而确定吹炼方式与停吹
5、时间,再由计算机控制吹炼过程。整个冶炼过程中不考虑熔池含量与温度的实圈自动化炼钢静态模型结构一【收稿日期扭义刀拱。江修改稿收到日期」侧刀场刀,,,,。作者简介邱成国灾刃男北京人硕士主要从事炼钢自动化工作《冶金自动化》么刀年增刊际补加冷却剂量,取代公式中的,,、,吹氧量和田在冶炼后期〕〔」浓度很低其活度系公式中冷却剂加入量。数约为,最后得到模型使用的计算公式【·。,钢水碳含量预测〔」加根据以上过程得到钢液的含碳,,·一量但在实际应用中要根据冶炼的具体情况对常一一小数眼进行适当修正,大量研究结果表明,该常一旱一
6、。数在田的之间‘﹁汤矛,」一一模型应用迁钢自动化炼钢系统运行将近半年时间,目钢水温度预测。前模型已经基本上实现生产过程的控制主原料,、二,。一、。从计算模型由于铁水和废钢的限制在生产中铁水奈,汗盯废钢的用量主要采用操作工确认的方式没有按,通过以上过程不但确定了动态吹氧和动态,照模型计算结果进行生产其余生产参数已经使,冷却剂的使用量同时对动态过程进行了有效的,。,用模型计算结果人工修改逐步减少概括来讲,、预测这对控制生产过程指导操作工的操作提供该模型已经投人的功能包括目标温度计算、副原。了有效的帮助、、、料计
7、算供氧量冷却剂计算副原料投料控制氧副枪系统枪枪位控制、流量、底吹气种类流量控制、副枪测,副枪测量探头是副枪的测量元件根据信号、、、量动态补吹氧补加冷却剂量终点前碳含量预,、、、不同分为测温探头测温定碳取样探头定氧、、。测温度预测吹炼终点判断等。探头液面测定探头通常第次副枪测量采用、。表表中列出了部分生产数据测温、定碳、取样探头巧,第次测量采用测温、定氧、取样探头仆测温元件采用型热电衰动态模型应用结果偶,钢液碳含量根据钢液结晶温度计算得出,下面实际含量目标含量实际温度目标温度℃℃的【’,“〕。经验公式是较常使
8、用的计算公式佣朋叹关】二一【以弘仍仍仿科以佣朋加倪叹炎,。式中为钢液结晶温度田呢根据结晶温度和其它合金元素浓度的估计,。衰枪测结果值可以计算出钢液中的碳含量,结晶温度结晶氧电势氧活度碳含副枪探头使用仇测氧电极电压范围。序号℃,一州一根据能斯特方程可以计算得到对应的伪俐叫脚氧浓度。如礴肠佣肠。一一」通过钢液中【,「」与气相中,的反叨。应及其平衡常数进行含量计算在炼钢反应,,,中以生成的脱碳反应为主根据在一定温度从部
