一种基于转炉液面深度的出钢重量预测方法技术

本发明专利技术涉及转炉炼钢技术领域，公开了一种基于转炉液面深度的出钢重量预测方法，包括：计算炉衬耐火砖损耗速率、定义炉次相似度的距离公式、确定转炉相关半径、高度的初始值及相关体积公式；根据炉次相似度的距离公式计算历史炉次与当前炉次的相似度k的距离值，并由小及大进行排名；取相似度最大（即距离值最小）的炉次第J炉次，通过耐火砖损耗速率及相关体积公式分别计算第J炉次的体积、当前炉次的体积，并根据第J炉次、当前炉次的温度计算两个炉次的密度，根据比例原理，计算得到当前炉次M

【技术实现步骤摘要】
一种基于转炉液面深度的出钢重量预测方法


[0001]本专利技术涉及转炉炼钢
，具体涉及一种基于转炉液面深度的出钢重量预测方法。

技术介绍

[0002]转炉出钢前，会经常需要添加各种钢包合金，为了提高各种合金料的添加精度，需要对转炉出钢重量进行准确预估，由于此时还未出钢，所以称重系统无法使用。
[0003]现场工人经常根据铁水和废钢收得率的经验值，对出钢重量进行粗略估算，但是由于炼钢影响因素众多，比如铁水成分、吹炼时间、废钢的品质等，因此经常会导致估算偏差较大。对该类人工控制的思路进行扩展，采用计算机控制系统，对实际出钢称重与炼钢过程参数如吹氧量、铁水重量、废钢重量、石灰加入量等的关系进行大数据回归，并利用回归的参数，代替人工，对即将出炉的钢水重量进行预测，可以取得改进的效果。
[0004]但是上述方法仍然可能存在两个问题，一是控制系统无法识别废钢的品质，当废钢品质波动大时，影响预测精度，二是由于铁水重量及废钢重量均是吊装运输，偶尔可能会存在重量数据丢失或者数据传递不及时的问题，导致控制系统偶尔无法实时准确接收到相关数据，因此无法预测。根据现场统计，上述方法仍然可能存在5％左右的炉次无法正常预测或者预测精度超限的问题。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于液面深度的转炉出钢重量预测方法，以吹炼结束后的液面深度为基础进行预测，直接面向体积与重量，可以规避炼钢过程因素的影响。
[0006]技术方案：本专利技术提供了一种基于转炉液面深度的出钢重量预测方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：通过统计计算炉衬耐火砖损耗速率、定义炉次相似度的距离公式、确定转炉相关半径及高度的初始值及相关体积公式，进行预测计算准备；
[0008]1.1)所述炉衬耐火砖损耗速率为平均每冶炼一炉次，所导致的耐火砖侵蚀量，具体为：其中，Q为侵蚀速率，N为总冶炼炉次数，H为炉衬耐火砖的平均侵蚀厚度；
[0009]在转炉中的钢液侵蚀区，设换耐火砖后的空间初始尺寸为L0，则经过num炉次后，其尺寸L相应变为：L＝L0+num
×
Q，其中，L代指转炉中的球冠区半径R
冠
、球冠区深度h
冠
、球台区上下半径R
台1
、R
台2
以及圆柱区的半径R
柱
；L0和L分别表示其初始值、被侵蚀num炉次后的值；
[0010]1.2)所述炉次相似度的距离公式为：
[0011][0012]其中，a与b表示任意两个炉次，分别为第a炉次和第b炉次；i表示自变量序号，自变
量可以为吹氧量、吹炼时间、反应铁水品质的Si、Mn、P、S的含量、Cao加入量、渣铁使用量、钢水温度、定氧量、定碳量等n个自变量，X
ia
表示第a炉次相应白变量的值，X
ib
表示第b炉次相应自变量的值；
[0013]步骤2：根据步骤1所述的炉次相似度的距离公式计算历史炉次与当前炉次的炉次相似度k的距离值，并将所述距离值由小及大进行排名；
[0014]步骤3：取相似度最大，即距离值最小的炉次第J炉次，通过耐火砖损耗速率及相关体积公式分别计算第J炉次的体积V
J
、当前炉次的体积V
a
，并根据第J炉次、当前炉次的温度计算两个炉次的密度ρ
J
、ρ
a
，根据比例原理，计算得到当前炉次M
a
的重量；
[0015]步骤4：当前炉次Ma的重量即为出钢重量预测值。
[0016]进一步地，所述步骤3中取相似度排序由大到小的前n炉次，即距离值排序由小到大的前n炉次，分别通过步骤3方法计算n个炉次的M
a
值，并取平均值，得到M
a
‑
ave
，最终将M
a
‑
ave
作为当前炉次的重量预测值。
[0017]进一步地，所述步骤1中的相关提及公式如下：
[0018]转炉内部空间结构的下部是一个球冠状，球冠上方为一个圆台形，冶炼液面在圆柱段，球冠、球台、圆柱体积公式为：
[0019][0020][0021]V
圆柱
＝πR
柱2
(h
‑
h
台
‑
h
冠
)
[0022]其中，R为相应形状的半径，h为相应形状的高度。
[0023]进一步地，所述步骤3中第J炉次的体积V
J
、当前炉次的体积V
a
分别为：
[0024][0025][0026]其中，R
冠J
、h
冠J
、R
台1J
、R
台2J
、R
柱J
分别表示被侵蚀num
J
炉次后，球冠区的半径、球冠区的深度、球台区的上、下半径以及圆柱区的半径的值，R
冠a
、h
冠a
、R
台1a
、R
台2a
、R
柱a
分别表示当前炉次球冠区的半径、球冠区的深度、球台区的上、下半径以及圆柱区的半径的值。
[0027]进一步地，所述步骤3中的第J炉次、当前炉次的密度ρ
J
、ρ
a
计算公式如下：
[0028]ρ
J
＝8523
‑
0.8358(T
J
+273)
[0029]ρ
a
＝8523
‑
0.8358(T
a
+273)
[0030]此处可以忽略各种合金组分对钢液的密度影响。
[0031]进一步地，所述步骤3中根据比例原理，计算得到当前炉次M
a
的重量具体为：
[0032][0033]其中，M
J
为第J炉次的真实重量。
[0034]有益效果：
[0035]本专利技术方法以吹炼结束后的液面深度为基础进行预测，是直接面向体积与重量的关系，因此可以规避炼钢过程因素比如废钢品质等的影响。可以将无法正常预测或者预测
精度超限的炉次比例降低到1
‰
以下的水平。
附图说明
[0036]图1为本专利技术基于转炉液面深度的出钢重量预测方法的流程图；
[0037]图2为本专利技术转炉内部结构结构图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0039]本专利技术公开了一种基于液面深度的转炉出钢重量预测方法。相对于传统的基于铁水和废钢收得率的预测方法，该方法是在吹炼结束后，直接根据液面深度预测出钢重量，可以有效避免冶炼过程因素对出钢重量预测的影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于转炉液面深度的出钢重量预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：通过统计计算炉衬耐火砖损耗速率、定义炉次相似度的距离公式、确定转炉相关半径及高度的初始值及相关体积公式，进行预测计算准备；1.1)所述炉衬耐火砖损耗速率为平均每冶炼一炉次，所导致的耐火砖侵蚀量，具体为：其中，Q为侵蚀速率，N为总冶炼炉次数，H为炉衬耐火砖的平均侵蚀厚度；在转炉中的钢液侵蚀区，设换耐火砖后的空间初始尺寸为L0，则经过num炉次后，其尺寸L相应变为：L＝L0+num
×
Q，其中，L代指转炉中的球冠区半径R
冠
、球冠区深度h
冠
、球台区上下半径R
台1
、R
台2
以及圆柱区的半径R
柱
；L0和L分别表示其初始值、被侵蚀num炉次后的值；1.2)所述炉次相似度的距离公式为：其中，a与b表示任意两个炉次，分别为第a炉次和第b炉次；i表示自变量序号，自变量可以为吹氧量、吹炼时间、反应铁水品质的Si、Mn、P、S的含量、Cao加入量、渣铁使用量、钢水温度、定氧量、定碳量等n个自变量，X
ia
表示第a炉次相应自变量的值，X
ib
表示第b炉次相应自变量的值；步骤2：根据步骤1所述的炉次相似度的距离公式计算历史炉次与当前炉次的炉次相似度k的距离值，并将所述距离值由小及大进行排名；步骤3：取相似度最大，即距离值最小的炉次第J炉次，通过耐火砖损耗速率及相关体积公式分别计算第J炉次的体积V
J
、当前炉次的体积V
a
，并根据第J炉次、当前炉次的温度计算两个炉次的密度ρ
J
、ρ
a
，根据比例原理，计算得到当前炉次M
a
的重量；步骤4：当前炉次Ma的重量即为出钢重量预测值。2.根据权利要求1所述的基于转炉液面深度的出钢重量预测方法，其特征在于，所述步骤3中取相似度排序由大到小的前n炉次，即距离值排序由小到大的前n炉次，分别通过步骤3方法计算n个炉次的M
a
值，并取平均值，得到M
a
‑
ave
，最终将M
a
...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝夫文，刘从德，蒋栋初，陈伟，上官福康，潘海伟，
申请(专利权)人：江苏利淮钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：