计算机控制炼钢技术

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1、转炉计算机控制炼钢技术背景知识转炉计算机控制炼钢的概念计算机控制炼钢的发展计算机控制炼钢配置计算机控制炼钢的模型计算机过程控制主要画面计算机控制炼钢的应用结语背景知识1．转炉炼钢过程简介:（1）原料:主原料(铁水、废钢、生铁)副原料(石灰、轻烧白云石、矿石等)气体：氧气、氮气、氩气（2）产品:钢水（温度、成分要求合格）炉渣、烟气背景知识2、转炉炼钢过程的控制形式开始吹炼SL1副枪检测提枪停吹SL2副枪检测出钢静态模型动态模型背景知识转炉吹炼示意图O2底吹（N2/Ar）熔池钢水氧气流股冲击区乳浊液（CO气泡、炉渣、铁粒）炉气（CO+CO2）氧气流股氧枪副枪N2石灰、轻

2、烧、烧结矿、萤石TSC、TSO偶头五孔拉瓦尔型喷头转炉计算机控制炼钢的概念计算机控制炼钢的整个过程是：BOF二级机从ERP计算机接收排程计划，插入指令形成生产计划，并根据生产计划、工艺技术标准和计算机模型控制整个冶炼过程。转炉冶炼的全程由转炉过程控制计算机运用静态模型和动态模型进行吹炼参数计算（包括出钢温度、主副原材料量和供氧量，副原料投料量和投料时刻，氧枪枪位和流量的变化，底吹气体种类和流量的变化，吹止前动态过程吹氧量和冷却剂加入量，动态过程熔池温度和碳含量的计算和预测，吹炼终点提枪时刻），并提供给转炉基础自动化按其计算设定的数值和步骤控制执行，做到吹止钢水温度和成

3、分（碳）的精确控制，同时转炉基础自动化将过程执行结果上抛给转炉过程控制计算机，供其进行模型自学习和优化。计算机控制炼钢以过程计算机控制为核心，实行对冶炼过程的参数计算和优化、数据和质量跟踪、生产顺序控制和管理。计算机控制炼钢的发展计算机控制炼钢的开发和应用源于60年代，美国和日本最先用数字计算机计算铁水、废钢和石灰用量，采用静态模型对在线终点碳含量和温度进行控制，70年代后，随着计算机应用飞速的发展和数学模型的研制与开发，加上采用副枪监测、炉气分析和声纳噪声分析，计算机控制炼钢取得了相当大的进展。近期成熟的计算机控制炼钢，其数学模型是以冶金反应机理和传输理论为基础，以

4、经验或半经验关系式和数据为补充，以数值计算方法为手段的半机理半经验模型，以运行速度不断提高的计算机和副枪监测、炉气分析和声纳噪音分析为工具，使过程预测、优化和工艺过程控制日臻完善。而基于神经网络、模糊控制的（预报-控制型）专家系统模型近几年发展得也相当迅速。计算机控制炼钢的发展我国从六、七十年代首钢引进第一台用于控制转炉炼钢的生产工艺计算机HOC510开始，太钢、鞍钢、宝钢和武钢等各大型转炉炼钢厂均先后引进了用于控制转炉炼钢生产的计算机系统，目前应用该项技术较好的是武钢和宝钢。计算机控制炼钢配置武钢三炼宝钢二炼宁波建龙（1）过程控制计算机系统硬件软件模型主机服务器为A

5、LPHAserverFortran等英文版本静态模型+动态模型主机服务器为ALPHAserverDECFortran等静态模型+动态模型主机服务器为PCServerIntelPentiumXeon2.0GHzWindows2000等中文版本静态模型+动态模型（2）检测设备进口副枪进口副枪进口副枪（3）转炉基础自动化氧枪、副枪、转炉、加料等操作控制系统PLC同左氧枪、副枪、转炉、加料等操作控制系统PLC网络拓扑示意图应用服务器数据库服务器至三级机或四级机来自连铸二级机1#炉主控室调度室冶金办公室转炉基础自动化L1交换机分析仪器铁水行车称量接口废钢操作室2#氩站操作室倒罐

6、站操作室1#脱硫操作室2#炉主控室LF操作室化验室钢水行车称量接口1#氩站操作室(预留2#脱硫)交换机工程师台计算机控制炼钢的模型静态模型静态模型是依据初始条件（如铁水质量、成分、温度；废钢质量、分类），要求的终点目标（如终点温度、终点成分），以及参考炉次的参考数据，计算出本炉次的氧耗量，确定各种副原料的加入量和吹炼过程中氧枪的高度。静态模型计算是假定整个炉役的冶炼参数与目标值的关系是一个连续函数。即在同一原料条件下，采用同样的吹炼工艺，则应获得相同的冶炼效果。基本公式如下：y=yo+（x-xo）式中y——本炉次计算的终点目标值；yo——参考炉次的实际目标值；x——本

7、护次确定目标值的因素；xo——参考护次确定目标值的因素。在x=xo时y=yo，即在原料、工艺条件相同时，冶炼结果重现。如x≠xo，可根据本炉次与参考炉次的原原料、工艺等条件的差异，推算出本炉次的目标值。动态模型------动态模型的功能当转炉供氧量达到氧耗量的85％左右时，降低吹氧流量，副枪开始测温、定碳，并把测到的温度值及碳含量送入过程计算机。过程计算机根据副枪测到的实际值，计算出达到目标温度和目标碳含量所需补吹的氧量及冷却剂加入量，并以副枪测到的实际值作为初值，以后每吹3秒的氧气量，启动一次动态计算，预测熔池内温度和目标碳含量，当温度和碳含量都进