一种基于历史数据下的转炉冶炼工艺指导及事故预警方法技术

本发明专利技术属于钢铁冶炼技术领域，具体为一种基于历史数据下的转炉冶炼工艺指导及事故预警方法，该方法有效利用和开发大数据潜在的经济价值，利用数据库技术和编程技术统计分析相结合，从转炉冶炼历史生产工艺数据中提取经验和方法，来指导实际转炉冶炼相关的操作，该方法有利于生产质量指标的控制及控制喷溅溢渣的产生保护环境。同时利用数据库技术和编程技术，从历史生产数据中提取事故数据，为以后的生产提供防错警示，便于操作工提高警惕，防止出现类似事故。

【技术实现步骤摘要】
一种基于历史数据下的转炉冶炼工艺指导及事故预警方法
本专利技术属于钢铁冶炼
，具体为一种基于历史数据下的转炉冶炼工艺指导及事故预警方法。
技术介绍
由于本钢炼钢厂的转炉炉型、炉容比及原材料质量波动较大，现有前人开发的各种静态和动态模型不能满足质量和环保的需要，尤其是加料、枪位和流量的协调控制，如何保证转炉吹炼过程中温度的平稳升高及氧化亚铁的生成速度和消耗速度处于动态平衡是冶金技术人员要解决的难点。在大数据经济时代，数据已成为最重要的经营资源，能否有效利用和开发大数据潜在的经济价值，是钢铁企业走出同质化竞争、提升产品竞争力，实现高质量发展的重要途径之一。对历史专利进行查询,尚未发现有利用大数据及相关知识来指导转炉生产的专利。如何采集实时数据，利用历史数据开发出加料、枪位、流量等过程参数的指导方法并对实时生产进行管控，是保证产品质量和环保的关键。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供了一种基于历史数据下的转炉冶炼工艺指导及事故预警方法，包括如下步骤，步骤一：收集多组转炉冶炼工艺过程参数信息，每组信息包括炉号、钢种流水号、铁水初始成分、废钢量、过程枪位、物料添加时机、添加种类、添加数量、钢水终点温度、钢水终点氧，钢水终点磷，终点碳参数；步骤二：对步骤一所采集的生产数据除炉号、钢种流水号、物料添加时机、物料种类，根据符合实际生产情况确定出有效范围，基于该有效范围对采集数据进行筛选，剔除范围外数据，将筛选出的有效数据对应炉号下的数据组存入数据库；步骤三：根据给定的铁水初始条件及废钢量两个条件，统计出数据库中同时满足具有相似铁水及废钢初始条件的炉号，同时将终点温度，终点氧，终点磷，终点碳符合规程的炉号及不符合规程的炉号分开，不符合规程的炉号记为事故炉号；步骤四：把符合规程的所有炉号的过程枪位及各种物料的添加数量按照类型划分形成多个集合A，并通过方法MethodTwo计算每个类型参数的下四分位数、中位数、上四分位数，具体的，对输入的集合A进行降序排序，得到新的集合B；对集合B进行循环遍历，求出非零数的总个数N；求出每个参数类型的下四分位数、中位数、上四分位数。上下四分位数作为各类型参数的上下限边界，将中位数作为实时指导工艺参数，将统计分析结果以可视化界面展现给操作人员，进行指导实时加料。进一步地，所采用的铁水初始成分信息包括铁碳、铁硅、铁锰、铁磷、铁温。进一步地，步骤三中，对符合规程炉号与事故炉号通过以下方法划分，3.1：给定铁水初始条件包含铁碳、铁硅、铁锰、铁磷、铁温，废钢量的值；3.2：按照铁碳±0.3、铁硅±0.05、铁锰±0.05、铁磷±0.005、铁温±10及废钢量的值筛选出数据库中所有符合该条件的炉号，并按照规程将所有炉号区分成两部分，符合规程炉号和不符合规程炉号，并将与炉号对应的所有参数数据存入对应的数据表中，进行可视化显示。进一步地，所添加的物料种类包括菱镁石、活性石灰、石灰、石灰石、烧结矿。本专利技术的优势在于：有效利用和开发大数据潜在的经济价值，利用数据库技术和编程技术统计分析相结合，从转炉冶炼历史生产工艺数据中提取经验和方法，来指导实际转炉冶炼相关的操作，该方法有利于生产质量指标的控制及控制喷溅溢渣的产生(利用枪位和加料同时控制的)保护环境。同时利用数据库技术和编程技术，从历史生产数据中提取事故数据，为以后的生产提供防错警示，便于操作工提高警惕，防止出现类似事故。附图说明图1为本技术方案的流程示意图；具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参考图1，本专利技术提供了一种基于历史数据下的转炉冶炼工艺指导及事故预警方法，包括如下步骤，步骤一：收集多组转炉冶炼工艺过程参数信息，每组信息包括炉号、钢种流水号、铁水初始成分、废钢量、过程枪位、物料添加时机、物料添加种类、物料添加数量、钢水终点温度、钢水终点氧，钢水终点磷，终点碳参数，其中所采用的铁水初始成分信息包括铁碳、铁硅、铁锰、铁磷及铁温，其中铁碳、铁硅、铁锰、铁磷的单位为质量百分数，铁温的单位为摄氏度。步骤二：对步骤一所采集的生产数据除炉号、钢种流水号、物料添加时机、物料种类，根据符合实际生产情况确定出有效范围，基于该有效范围对采集数据进行筛选，剔除范围外数据，将筛选出的有效数据对应炉号下的数据组存入数据库；步骤三：根据给定的铁水初始条件及废钢量两个条件，统计出数据库中同时满足具有相似铁水及废钢初始条件的炉号，同时将终点温度，终点氧，终点磷，终点碳符合规程的炉号及不符合规程的炉号分开，不符合规程的炉号记为事故炉号；步骤四：把符合规程的所有炉号的过程枪位(包括前期枪位、中期枪位及后期枪位)及各物料添加数量，本技术方案中所添加的物料种类包括菱镁石、活性石灰、石灰、石灰石、烧结矿。按照类型划分形成多个集合A，并通过方法MethodTwo计算每个类型参数的下四分位数、中位数、上四分位数，具体的，对输入的集合A进行降序排序，得到新的集合B；对集合B进行循环遍历，求出非零数的总个数N；求出每个参数类型的下四分位数、中位数、上四分位数。上下四分位数作为各类型参数的上下限边界，将中位数作为实时指导工艺参数，将统计分析结果以可视化界面展现给操作人员，进行指导实时加料。步骤三中，对符合规程炉号与事故炉号通过以下方法划分，3.1：给定铁水初始条件包含铁碳、铁硅、铁锰、铁磷、铁温，废钢量的值；3.2：按照铁碳±0.3、铁硅±0.05、铁锰±0.05、铁磷±0.005、铁温±10及废钢量的值筛选出数据库中所有符合该条件的炉号，并按照规程将所有炉号区分成两部分，符合规程炉号和不符合规程炉号，并将与炉号对应的所有参数数据存入对应的数据表中，进行可视化显示。作为方案的改进，本申请中求各类型参数的上下四分位数以及中位数，通过如下方法得到，4.1对输入的集合A进行降序排序，得到新的集合B；4.2对集合B进行循环遍历，求出非零数的总个数N；4.3其中下四分位数为位置在集合B中第(N+1)×0.25(对其取整处理)位的数字，中位数为位置在集合B中第(N+1)×0.5(对其取整处理)位的数字，上四分位数为位置在集合B中第(N+1)×0.75(对其取整处理)位的数字4.4将求得的下四分位数、中位数、上四分位数返回即可。实施例将本方法应用到以下低磷钢种炉号，首先对原料条件的数据采集如表1，通过模型对操作人员提出该炉号的相应的加料数量及枪位进行可视化指导如表2、表3，最终本炉的终点成份及规程要求如表4：表1：原料条件数据钢种流水号炉号废钢铁水量铁碳铁硅铁锰铁磷铁温E701801本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于历史数据下的转炉冶炼工艺指导及事故预警方法，其特征在于：包括如下步骤，/n步骤一：收集多组转炉冶炼工艺过程参数信息，每组信息包括炉号、钢种流水号、铁水初始成分、废钢量、过程枪位、物料添加时机、添加种类、添加数量、钢水终点温度、钢水终点氧，钢水终点磷，终点碳参数；/n步骤二：对步骤一所采集的生产数据除炉号、钢种流水号、物料添加时机、物料种类外，根据符合实际生产情况确定出有效范围，基于该有效范围对采集数据进行筛选，将筛选出的有效数据对应炉号下的数据组存入数据库；/n步骤三：根据给定的铁水初始条件及废钢量两个条件，统计出数据库中同时满足具有相似铁水及废钢初始条件的炉号，同时将终点温度，终点氧，终点磷，终点碳符合规程的炉号及不符合规程的炉号分开，不符合规程的炉号记为事故炉号；/n步骤四：把符合规程的所有炉号的过程枪位及各种物料的添加数量按照类型划分形成多个集合A，并通过方法MethodTwo计算每个类型参数的下四分位数、中位数、上四分位数，上下四分位数作为各类型参数的上下限边界，将中位数作为实时指导工艺参数，将统计分析结果以可视化界面展现指导加料。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于历史数据下的转炉冶炼工艺指导及事故预警方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：收集多组转炉冶炼工艺过程参数信息，每组信息包括炉号、钢种流水号、铁水初始成分、废钢量、过程枪位、物料添加时机、添加种类、添加数量、钢水终点温度、钢水终点氧，钢水终点磷，终点碳参数；
步骤二：对步骤一所采集的生产数据除炉号、钢种流水号、物料添加时机、物料种类外，根据符合实际生产情况确定出有效范围，基于该有效范围对采集数据进行筛选，将筛选出的有效数据对应炉号下的数据组存入数据库；
步骤三：根据给定的铁水初始条件及废钢量两个条件，统计出数据库中同时满足具有相似铁水及废钢初始条件的炉号，同时将终点温度，终点氧，终点磷，终点碳符合规程的炉号及不符合规程的炉号分开，不符合规程的炉号记为事故炉号；
步骤四：把符合规程的所有炉号的过程枪位及各种物料的添加数量按照类型划分形成多个集合A，并通过方法MethodTwo计算每个类型参数的下四分位数、中位数、上四分位数，上下四分位数作为各类型参数的上下限边界，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：石凤丽，刘哲，刘书超，魏建华，薛长江，
申请(专利权)人：本钢板材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21