外文翻译-转炉炼钢过程中喷溅预警的基本模型.doc

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1、转炉炼钢过程中喷溅预警的基本模型信息技术部门，乌普萨拉大学，337信箱，75105乌普萨拉，瑞典摘要：碱性氧气炼钢工艺（BOS）是最流行的炼钢工艺。当熔融金属表面产生的那层泡沫渣的高度超过炉膛并且溢出时，就出引起一系列问题，如造成金属损失，工艺过程中断和环境污染。这种现象通常称为喷溅。本文中描述了一种自动检测喷溅的方法，即在转炉中用位于烟罩里的一个传声器发出的声音信号去估计炉渣的水平面高度，以用于描述气体流速，压力和炉渣水平面估值之间关系的模型，从而可以及时不断更新数据。在这个系统中，输出错误传递给一个带有三级警报的预警系统的可变检测器，持续显示喷溅情况。用来测试该系统的数据

2、的来自在SSABOxelösund钢铁厂转炉正常生产状态下100炉次的试验，本系统能够正确检测出吹炼过程中80％的喷溅。关键词：模型；自适应过滤器；软传感器；金属工业；钢1.前言碱性氧气炼钢工艺（BOS）是最常见的炼钢方法，其产量占钢铁生产总量的60％以上[1]。一个碱性的氧气炉，也被称为林茨-多纳维茨（LD）的转炉，通常是由操作者在控制室里监控其吹炼过程。操作者通常将大多数现有的控制变量（氧流量，氧枪高度，底部气体流量等）列表，根据预先确定的程序，以便处理突发性过程的偏差和干扰。由于基本物理化学反应的复杂性，自动控制转炉过程是困难的。此外，质量的关键参数，如碳含量和钢水温度

3、不能在线测量，完全使反馈控制设计非常困难。文献[2,3]给出了在线熔融金属初步分析评估问题。在文献[4]中提出一项研究，目的是模拟转炉过程闭环控制的。制定自动控制系统是为了保证成本效益的高质量产品，又尽量减少对环境的影响。熔融金属表面产生的泡沫渣在整个吹炼过程中是非常有必要的，而且还构成的风险失控溢出，所谓喷溅。预防，预测和减少喷溅是一个炼钢技术中长期存在的问题，经过长期处理都尚未在实践中解决[5]。一方面，普遍认同喷溅是一个复杂的、甚至不可预测的过程。另一方面，在转炉过程中存在一个普遍存在的问题就是缺乏可靠的、相关的在线测量手段。相应的有很多研究专门用于喷溅预测，这项工作表

4、明喷溅预警方法依赖于利用常规廉价的仪器处理几个级别不同的高级信号。首先，声学发射信号在炉子里用一个以前在转炉水模型中验证的基本模型工具进行处理[6,7]。其次，这一做法涉及不同类型信息进程的融合，以实现安全可靠，功能强大的喷溅检测，十年前在文献[4]中最初提出这个建议。第三，关于是否能预警喷溅的发生警告是由一个自适应过滤系统发出的[8]。本文内容如下：首先，转炉过程的描述和喷溅检测问题的提出，喷溅预警系统的利用，然后总结并详细分析了来自100炉生产试验中预警系统性能的数据。1.工艺介绍转炉的基本组成是金属熔池和一个水冷氧枪见图1。向转炉中充填材料被称为装料，在转炉中加入五分之

5、一的废钢后再添加高炉铁水直到满足正确的热平衡。造渣剂，如生石灰或白云石，加入转炉中形成可以吸收钢水中杂质的渣。纯氧是通过氧枪以超音速的速度从上面冲击金属熔池，使钢水的温度上升到1700℃。废钢和合金元素比如：铁（Fe），硅（Si），锰（Mn）和碳（C）在吹炼过程中被氧化，从而降低碳含量和消除化学元素污染。炉中的金属形成一种乳浊液乳剂与生成的渣在上升过程中形成泡沫。由于在泡沫渣中化学元素之间的接触面积大，这就更有利于精炼过程，并且提高转炉中的热力学条件。操作者控制成渣过程是通过化学添加剂，改变枪的位置，以及操纵通过喷嘴氧气流量和底部气体流量。遗憾的是，操作者对转炉中渣的形成条件

6、不能直观察觉，就难以使其充分反应迅速形成泡沫。吹炼10~20分钟后，钢水中碳的含量预计达到目标值。测温、取样分析钢水化学成份，如果分析获得批准，出钢并在后续钢铁生产工艺链中进一步精炼。2.1测量吹炼过程中关键变量都被实时存储、记录。另外，当过程出现问题时记录的数据可用来查出可能发生的故障。图1中提到部分基本数据信息。不同的传感器是用来测量提供的不同信号，因此，由于通信延迟资料库的项目并不是完全同步的。在表1列出一些现有的测量结果。基本数据所体现的是关于过程中丰富多样的信息，但没有一个测量结果是直接相关的工艺参数。2.2喷溅问题在转炉过程中需要造大量的渣才能使转炉过程高效。然而

7、，渣量被炉容有限的尺寸所限制。如果渣面太高，就会发生喷溅，造成粉尘排放量加大和金属的产量减少。有时，必须停止生产去清除炉子下面的区域和炉口。该喷溅现象是活泼的、复杂的，并取决在很多过程变量。影响因素清单已在文献[5]中列出，其中包括：l炉渣粘度；l钢渣的表面张力；l渣密度；l脱碳过程中产生的气泡大小；l炉衬砌高度，体积和形状；l熔池上氧枪高度；l通过氧枪的氧气流量；l喷孔磨损；l和废钢化学成分铁水；l脱碳速度；仅从上述清单的长度就可以达成一个共识，即该喷溅现象是混乱的、不可预测的。喷溅问题经常出现，在许