转炉炼钢过程加料、氧枪枪位和氧气流量的自动控制方法技术

本发明专利技术涉及转炉炼钢过程加料、氧枪枪位和氧气流量的自动控制方法，属于转炉炼钢工艺技术领域。其技术方案是：包括静态计算模型、加料控制模块、氧枪控制模块三部分；所述加料控制模块是将冶炼过程的料步信息指令传递给加料系统的PLC，由加料系统的基础自动化系统实现冶炼过程中加料操作自动控制；所述氧枪控制模块是将冶炼过程的氧步信息指令传递给氧枪系统的PLC，由氧枪系统的基础自动化系统执行，实现冶炼过程氧枪枪位和氧气流量的自动控制。本发明专利技术有益效果：实现转炉炼钢加料、氧枪枪位和氧气流量的全程自动控制，有助于提高冶炼的标准化操作水平和钢水质量稳定性，提高转炉生产效率，降低转炉原辅材料消，降低转炉炼钢成本。

Automatic control method of feeding, oxygen lance and oxygen flow in converter steelmaking process

The invention relates to the automatic control method of feeding, the position of oxygen lance and the flow of oxygen in the process of converter steelmaking, which belongs to the technical field of converter steelmaking. The technical scheme is: including static model, charging control module, oxygen lance control module three parts; the charging control module is to transfer material information and instructions to the smelting process step feeding system of PLC, the basic automation system feeding system feeding operation to achieve automatic control of smelting process; the oxygen lance control module is to transfer oxygen to the smelting process step information and instructions of the lance system PLC, executed by the basic automation system of oxygen lance system, realize the automatic control of the smelting process of the oxygen lance and oxygen flow. The invention has the advantages that the full realization of BOF feeding, oxygen lance and oxygen flow automatic control, help to improve the standard operation level and the quality of molten steel smelting stability, improve the production efficiency of the converter, lowering converter of raw materials, reduce the cost of steelmaking.

【技术实现步骤摘要】
转炉炼钢过程加料、氧枪枪位和氧气流量的自动控制方法
本专利技术涉及转炉炼钢过程加料、氧枪枪位和氧气流量的自动控制方法，属于转炉炼钢工艺

技术介绍
转炉炼钢过程是利用氧枪向炉内吹入高速氧气射流，利用转炉顶部的高位料仓加入造渣料、冷却剂，使氧气、造渣料、冷却剂与铁水在炉内发生复杂的物理化学反应，实现去除钢水内杂质和提升钢水温度的目的。随计算机自动控制技术的发展，转炉炼钢过程中加料、氧枪枪位和氧气流量的控制由人工经验逐步转向计算机自动控制，从而实现了转炉自动炼钢。在冶炼过程中如何实现转炉加料、氧枪枪位和氧气流量的自动控制，实现标准化操作，对提升生产效率，提高钢水质量具有明显的促进作用。中国专利“一种转炉氧枪自动控制方法”(CN105200180A)公布了一种转炉炼钢过程中氧枪的控制方法；中国专利“用于自动炼钢转炉的自动投料系统及其控制方法”(CN10224889A)和中国专利“转炉副原料加入控制方法”(CN104975133A)分别公布了转炉炼钢过程中加料过程的自动控制系统和方法。上述三个专利内容只是针对炼钢过程中的某一方面或某一过程进行描述，对于指导转炉炼钢过程控制具有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术目的是提供转炉炼钢过程加料、氧枪枪位和氧气流量的自动控制方法，实现转炉炼钢加料、氧枪枪位和氧气流量的全程自动控制，有助于提高冶炼的标准化操作水平和钢水质量稳定性，提高转炉生产效率，降低转炉原辅材料消，降低转炉炼钢成本，解决
技术介绍
存在的上述问题。本专利技术解决上述技术问题采取的技术方案是：转炉炼钢过程加料、氧枪枪位和氧气流量的自动控制方法，包括静态计算模型、加料控制模块、氧枪控制模块三部分；所述静态计算模型，是根据入炉铁水、废钢和原辅料的条件，按照设定的钢水目标值计算出冶炼所需的耗氧量、各种物料的加入量，并生成相应的加料、氧枪枪位和氧气流量的实际控制曲线；所述实际控制曲线是冶炼过程的料步信息和氧步信息；所述氧步信息包括氧枪枪位信息和氧气流量信息；所述加料控制模块是将冶炼过程的料步信息指令传递给加料系统的PLC，由加料系统的基础自动化系统实现冶炼过程中加料操作自动控制；所述氧枪控制模块是将冶炼过程的氧步信息指令传递给氧枪系统的PLC，由氧枪系统的基础自动化系统执行，实现冶炼过程氧枪枪位和氧气流量的自动控制。更具体的实施步骤如下：1)启动静态计算模型，并对静态模型中各种物料参数进行设定；2)静态计算模型自动获取冶炼炉次的铁水和废钢信息，包括铁水成分、温度、加入量和废钢成分、加入量；3)在静态计算模型中设定冶炼炉次钢水的目标值，包括主要是目标温度和目标成分；4)在静态计算模型中根据冶炼炉次装入量设定氧枪的基准枪位；5)利用静态模型中的预计算功能，生成冶炼炉次的料步信息和氧步信息；6)将加料控制模块切换为自动控制状态；7)将氧枪控制模块切换为自动控制状态，包括氧枪枪位控制和氧气流量控制；8)启动开始吹炼，冶炼过程按设定的料步信息和氧步信息自动进行；9)当累积吹氧量达到静态模型计算的吹氧量时，氧枪自动提升至设定位置，吹炼结束。如果在冶炼过程中出现异常情况，需要人工干预时，在现有的操作画面上或操作台上直接进行操作，将加料控制模块和氧枪控制模块立即切换为手动控制状态，便于人工干预的实施。本专利技术通过给基础自动化系统的PLC发出相关指令实现控制相应设备的目的，不直接对相关设备进行控制，可以最大程度利用现有转炉基础自动化系统，并保持其完整性。本专利技术有益效果：实现转炉炼钢加料、氧枪枪位和氧气流量的全程自动控制，有助于提高冶炼的标准化操作水平和钢水质量稳定性，提高转炉生产效率，降低转炉原辅材料消，降低转炉炼钢成本。附图说明图1表明了本专利技术的工艺流程；图2是本专利技术的料步信息和氧步信息控制步骤；图3是本专利技术实施例一的料步信息和氧步信息控制步骤；图4是本专利技术实施例二的料步信息和氧步信息控制步骤。具体实施方式以下结合附图，通过实施例对本专利技术做进一步说明。转炉炼钢过程加料、氧枪枪位和氧气流量的自动控制方法，包括静态计算模型、加料控制模块、氧枪控制模块三部分；所述静态计算模型，是根据入炉铁水、废钢和原辅料的条件，按照设定的钢水目标值计算出冶炼所需的耗氧量、各种物料的加入量，并生成相应的加料、氧枪枪位和氧气流量的实际控制曲线；所述实际控制曲线是冶炼过程的料步信息和氧步信息；所述氧步信息包括氧枪枪位信息和氧气流量信息；所述加料控制模块是将冶炼过程的料步信息指令传递给加料系统的PLC，由加料系统的基础自动化系统实现冶炼过程中加料操作自动控制；所述氧枪控制模块是将冶炼过程的氧步信息指令传递给氧枪系统的PLC，由氧枪系统的基础自动化系统执行，实现冶炼过程氧枪枪位和氧气流量的自动控制。更具体的实施步骤如下：参照附图体1、2。1)启动静态计算模型，并对静态模型中各种物料参数进行设定；2)静态计算模型自动获取冶炼炉次的铁水和废钢信息，包括铁水成分、温度、加入量和废钢成分、加入量；3)在静态计算模型中设定冶炼炉次钢水的目标值，包括主要是目标温度和目标成分；4)在静态计算模型中根据冶炼炉次装入量设定氧枪的基准枪位；5)利用静态模型中的预计算功能，生成冶炼炉次的料步信息和氧步信息；6)将加料控制模块切换为自动控制状态；7)将氧枪控制模块切换为自动控制状态，包括氧枪枪位控制和氧气流量控制；8)启动开始吹炼，冶炼过程按设定的料步信息和氧步信息自动进行；9)当累积吹氧量达到静态模型计算的吹氧量时，氧枪自动提升至设定位置，吹炼结束。如果在冶炼过程中出现异常情况，需要人工干预时，在现有的操作画面上或操作台上直接进行操作，将加料控制模块和氧枪控制模块立即切换为手动控制状态，便于人工干预的实施。本专利技术的实施例一，参照附图3：1)启动静态计算模型，并对静态模型中各种物料参数进行设定；2)静态计算模型自动获取冶炼炉次的铁水和废钢信息，铁水装入量为72.4t，铁水温度为1320℃，废钢加入量为6.23t；3)在静态计算模型中设定冶炼炉次钢水的目标值，钢水目标温度为1665℃，目标碳含量为0.06%；4)在静态计算模型中根据冶炼炉次装入量设定氧枪的基准枪位，基准枪位1.85m；5)利用静态模型中的预计算功能，生成冶炼炉次的料步信息和氧步信息，如图3所示；6)将加料控制模块切换为自动控制状态；7)将氧枪控制模块切换为自动控制状态，包括氧枪枪位控制和氧气流量控制；8)启动开始吹炼，冶炼过程按设定的料步信息和氧步信息自动进行；9)当累积吹氧量达到静态模型计算的吹氧量时，氧枪自动提升至设定位置，吹炼结束，本实施例吹氧量为3561Nm3。本专利技术的实施例二，参照附图4：1)启动静态计算模型，并对静态模型中各种物料参数进行设定；2)静态计算模型自动获取冶炼炉次的铁水和废钢信息，铁水装入量为72.1t，铁水温度为1336℃，废钢加入量为5.1t；3)在静态计算模型中设定冶炼炉次钢水的目标值，钢水目标温度为1665℃，目标碳含量为0.06%；4)在静态计算模型中根据冶炼炉次装入量设定氧枪的基准枪位，基准枪位1.85m；5)利用静态模型中的预计算功能，生成冶炼炉次的料步信息和氧步信息，如图3所示；6)将加料控制模块切换为自动控制状态；7)将氧枪控制模块切换为自动控制状态，包括氧枪枪位控制和氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
转炉炼钢过程加料、氧枪枪位和氧气流量的自动控制方法，其特征在于包括静态计算模型、加料控制模块、氧枪控制模块三部分；所述静态计算模型，是根据入炉铁水、废钢和原辅料的条件，按照设定的钢水目标值计算出冶炼所需的耗氧量、各种物料的加入量，并生成相应的加料、氧枪枪位和氧气流量的实际控制曲线；所述实际控制曲线是冶炼过程的料步信息和氧步信息；所述氧步信息包括氧枪枪位信息和氧气流量信息；所述加料控制模块是将冶炼过程的料步信息指令传递给加料系统的PLC，由加料系统的基础自动化系统实现冶炼过程中加料操作自动控制；所述氧枪控制模块是将冶炼过程的氧步信息指令传递给氧枪系统的PLC，由氧枪系统的基础自动化系统执行，实现冶炼过程氧枪枪位和氧气流量的自动控制。

【技术特征摘要】
1.转炉炼钢过程加料、氧枪枪位和氧气流量的自动控制方法，其特征在于包括静态计算模型、加料控制模块、氧枪控制模块三部分；所述静态计算模型，是根据入炉铁水、废钢和原辅料的条件，按照设定的钢水目标值计算出冶炼所需的耗氧量、各种物料的加入量，并生成相应的加料、氧枪枪位和氧气流量的实际控制曲线；所述实际控制曲线是冶炼过程的料步信息和氧步信息；所述氧步信息包括氧枪枪位信息和氧气流量信息；所述加料控制模块是将冶炼过程的料步信息指令传递给加料系统的PLC，由加料系统的基础自动化系统实现冶炼过程中加料操作自动控制；所述氧枪控制模块是将冶炼过程的氧步信息指令传递给氧枪系统的PLC，由氧枪系统的基础自动化系统执行，实现冶炼过程氧枪枪位和氧气流量的自动控制。2.根据权利要求1所述的转炉炼钢过程加料、氧枪枪位和氧气流量的自动控制方法，其特征在于更具体的实施步骤如下：1)启动静态计算模型，并对静态模型中各种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张朝发，郝华强，马旭朝，张宝景，武世卿，赵树鑫，王振刚，
申请(专利权)人：唐山钢铁集团有限责任公司，河钢股份有限公司唐山分公司，
类型：发明
国别省市：河北,13