专利名称：一种转炉主原料装入控制方法及其控制系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及冶金领域，具体地，本发明涉及一种转炉冶炼控制方法及其控制系统，更具体地，本发明涉及一种转炉主原料装入控制方法。所述转炉主原料装入控制方法根据生产计划和设备的调整情况自动校正装入量预定值，指导编制铁水、废钢的称量动作指令，保证钢水成分的控制。
背景技术：
转炉炼钢的主原料主要指装入转炉的铁水和废钢。铁水和废钢量根据所冶炼的钢种不同，以及设备情况的差异，需要事先进行计算。对铁水和废钢装入量的控制很大程度上影响转炉冶炼质量。因为，若转炉炼钢的主原料装入量计算不准，会造成钢包内钢水量波动增加，不利于钢水成分的稳定控制。而且，当主原料的波动造成钢包内钢水量偏多不能进精炼工序处理，需要把多余的钢水倒掉，既影响了生产物流，又对安全和环保带来压力。同时，由于钢包内钢水残渣凝结会造成重量增加，装入钢水后一旦超出行车的吊装能力，就会造成生产安全事故，给企业和个人带来严重的 伤害和损失。在现有的转炉生产过程中，主原料装入量的计算操作通常由各个转炉的当班操作人员负责。在生产计划下达到转炉过程计算机后，当班操作人员根据技术规程或技术通知单的规定，在操作画面上设定每个炉次的目标钢水量、钢水收得率、铁水比等数据，计算机根据上述设定的数据计算出铁水量、废钢量、冷铁量和主原料装入总量。这些数据再传送到废钢称量系统和铁水称量系统，作为操作指导数据实施对铁水称量和废钢称量作业的控制。参见
图1。然而，所述这类操作方式存在以下问题:1.计算准确性差。(I)由于是人工设定计算参数，存在个体的操作差异。(2)技术规程上制定的规则通常是工艺技术人员根据对某个生产周期内的生产数据进行分析后得到的，只能反映这个时期内的整体情况，不会频繁进行调整。而实际上在转炉冶炼钢水的过程中设备和生产要求会经常发生变化，造成计算的装入量与实际要求产生偏差。(3)为提高工作效率，操作人员设定的参数不能过多，因此一些诸如空包重量、精炼方式等因素就无法一一考虑在内，也影响了装入量计算的准确性。2.不能自动校正转炉作业区域分散，当生产计划或者设备发生调整后，主原料装入量无法及时进行校正，若此时已开始称量，则只能按原有的数据进行称量作业，从而引起钢水量的波动。通常，原有转炉主原料计算只包含参数设定和装入量计算，逻辑图见图
发明内容
为克服上述不足之处，本发明提供一种转炉主原料装入控制方法及其控制系统。所述转炉主原料装入控制方法及其控制系统根据生产计划和设备的调整情况自动校正装入量预定值，指导编制铁水、废钢的称量动作指令，保证了钢水成分的控制。根据本发明，不但能够在生产计划下达后自动计算出每一炉的主原料装入量，采集钢包重量信息和各钢种生产工艺标准信息作为计算依据，计算过程与生产计划和设备紧密关联；而且在钢种、炉座、钢包重量等状况发生变化后能自动对主原料的装入预定量进行自动校正和作出反馈，对铁水和废钢称量系统的称量预定信息进行校正，确保了主原料装入量的准确性。本发明的技术方案如下:一种转炉主原料装入控制方法，所述方法设置转炉主原料装入控制系统，所述控制系统包括:主原料装入控制服务器，分别与所述主原料装入控制服务器电讯连接的转炉中央控制室、铁水、废钢称量操作室及钢包管理室，铁水、废钢、钢包称量控制系统，生产管理系统，根据所冶炼的钢种及设备情况，事先进行计算并控制铁水和废钢量的装入量，其特征在于，在所述控制系统中，设置与所述主原料装入控制服务器电讯连接的主原料计算参数推定模块和事件判定模块；所述方法包括:(I)实时收集生产数据，具体主要数据包括:①生产计划信息制造标准信息；③制造命令信息钢种变更信息钢 包计划信息钢包重量信息生产状态信息；在转炉中央控制室设置显示终端，显示生产计划和原料装入量计算操作；(2)在铁水称量操作室设置显示终端，显示铁水称量信息，所述铁水称量信息包括铁水称量计划和铁水称量作业信息两个部分。因为，通过主原料计算得到铁水预定装入量后，需要往铁水包中倒入相应量的铁水。由于一个铁水包内的铁水可由2至3辆混铁车倒出，所以在铁水称量前要由操作工预先制定称量计划，规定每辆混铁车所需倒出的铁水量。铁水称量作业信息是当混铁车往铁水包倒出铁水时，铁水包台车称量机反馈的包内铁水重量数据，反映了铁水包内铁水的实际重量和每辆混铁车倒出的实际铁水重量。所述铁水称量信息包括①铁水称量计划和②铁水称量作业信息；所述铁水称量计划包括铁水称量预定值以及变更警示；(3)在废钢称量操作室设置显示终端，显示废钢称量信息。通过主原料计算得到废钢预定装入量后，需要行车往废钢槽中吊装废钢进行称重。由于废钢的品种和来源不同，因此根据其含铁量进行编号，一个废钢堆场存放多种牌号的废钢，因此需要在称量前由操作工制定废钢称量计划，确定所需装入的牌号和重量。废钢称量作业信息是行车吊运废钢放入废钢槽内后，称量机反馈的重量数据，反映了当前废钢槽内废钢的实际重量和各牌号废钢的装入量。所述废钢称量信息包括:①废钢称量计划，②废钢称量作业信息；所述废钢称量计划包括废钢预定称量值和变更警示。(4)在钢包管理室内设置显示终端，设定和显示钢包信息，所述钢包信息包括:钢包计划信息和钢包状态信息。钢包计划即在转炉出钢水前事先规定对应每一炉钢水所要倒入的钢包。钢包状态信息是反映每一个钢包当前的使用状态，例如框架使用次数、滑板使用次数等，对于使用中的钢包还显示其当前所处的作业位置。(5)同时开通服务器和钢包称量系统及生产管理计算机系统之间的网络通信连接，实时接收钢包重量数据和生产计划信息。(6)主原料装入控制服务器采集到生产数据后对主原料装入量进行计算，通过TCP/IP通信协议与铁水称量控制设备和废钢称量控制设备的基础自动化系统进行通信，实现双方相互读写。(7)根据得到的上述数据，①下发称量动作指令，控制混铁车倾动，在铁水包中倒入预定量的铁水；②向废钢行车下发废钢称量指令，指导行车司机吊装预定量的废钢。生产状态信息是表示每一个炉次现在所处的作业状态也叫炉次状态，每个作业步骤都会对应一个状态，比如:生产计划下发时状态是计划受信；废钢装入转炉时状态是废钢装入；废钢铁水都装入转炉后的状态主原料装入终了。在事件判定和主原料计算时要判断当前的作业状态，所以是一个用于计算的辅助信息。生产状态信息包括:计划接收、·主原料计算、废钢称量、铁水称量、废钢装入、铁水装入、主原料装入终了、吹炼开始直至炉次确定。主原料计算时只需要考虑从计划接收至主原料装入终了为止。制造标准是规定每个钢种的冶炼标准数据，包括铁水比、精炼方式和目标成分；这些是计算是所需要的数据，由生产管理系统下发的。制造命令规定了每个炉次对应哪个钢种，由制造命令号是每一炉钢的唯一标示号，贯穿转炉，精炼和连铸工序，也算生产计划信息的一部分，可以不用单独列出。铁水预定称量值和变更警示是铁水称量计划里的内容，铁水预定称量值是通过主原料计算得到的铁水预定装入量，铁水称量计划是根据该预定装入量编制的每个混铁车所需倒出入铁水包的量。变更警示是指当铁水预定称量值发生变化时将该数据变换显示颜色和发出声音提示，以提醒铁水称量操作人员及时变更称量计划。废钢预定称量值和变更警示是废钢称量计划里的内容，废钢预定称量值是通过主原料计算得到的废钢预定装入量，废钢称量计划是根据该预定装入量编制的每个废钢牌号所需装入的量。变更警示是指当废钢预定称量值发生变化时将该数据变换显示颜色和发出声音提示，以提醒废钢称量操作人员及时变更称量计划。根据本发明所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述主原料计算参数推定模块，包括综合钢包信息和生产标准信息推算出目标钢水量和钢水收得率，所述目标钢水量是指浇铸前的钢水总量，所述目标钢水量包括:目标钢水量基准和动态修正量二部分之和。目标钢水量=目标钢水量基准-动态修正量。根据本发明所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述目标钢水量基准系根据工艺标准、生产设备情况和生产经验将所有生产的钢种进行分类，再为每个钢种类别设定一个钢水量基准值，存放在主原料装入控制服务器内的参数表中。根据本发明所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述动态修正量的计算分精炼方式判断法和钢包空包重量判断法两个步骤，第一步，精炼方式判断法:所述动态修正量AW是根据当前炉次计划的精炼路径判断方式和钢包空包重量LD判断方式对目标钢水量进行实时调整的量，所述精炼路径判断方式如下:判断该炉次是否进行LF精炼或需进行LF、RH双重精炼，如需要LF精炼，取ΔW= Δw+8,即，需要在目标钢水量基准上减去的修正量为8吨，如需要LF、RH双重精炼，取ΔW= ΔW+8+3，即，RH双重精炼则在原有8吨的基础上再减去3吨。所述精炼路径判断方式如下:判断该炉次是否进行LF精炼或需进行LF、RH双重精炼，如需要LF精炼，取Δ W = ΔW-8 (吨)，如需要LF、RH双重精炼，取ΔW = Δ W+3 (吨)。按照生产安全和工艺处理的需要，进行上述精炼处理的炉次必须控制包内钢水的净空高度，因此需降低目标钢水量，LF精炼理由如下。采用LF精炼，钢包上会罩上一个炉盖，若炉盖与钢水液面间的净空高度大，则吹入的氩气在接近钢水液面处的回旋区域扩大，且易于弥散，这种状态下的空气不易接触钢水液面，可有效保证钢水质量，所以需要减少包内钢水量。目标钢水量基准是该类钢种所需达到的最大出钢量，当需要进行LF精炼或LF/RH双重精炼时需要减少钢水量，即目标钢水量基准-动态修正量Δ W。Aff= AW+8表示经过LF精炼的炉次,需要在目标钢水量基准上减去的修正量为8吨。AW= AW+3表示若经过LF, RH双重精炼则在原有8吨的基础上再减去3吨。以上修正的量根据精炼设备状态和产能要求进行制定，存放在参数表中。若设备状况发生变化或炉产量指标进行调整，可对该参数进行修改。根据本发明所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述第二步，所述钢包空包重量判断方式如下:根据计划中钢水倒入的钢包的空包重量，推算动态修正量，并推算规则根据钢包吊装行车负载、钢包容量制定可如下各式表述:当LD < 136Τ,则 Δ LD = O ；当136Τ ≤ LD < 146Τ,则 ΔLD = LD-136，当146Τ ≤ LD < 149Τ，则 Δ LD = 10+(LD-146) *1.75，当LD ≥149Τ，则 Δ LD = 15.25+(LD-149) *2，其中，LD为钢包空包重量，单位Τ，吨，Λ LD为钢包重量修正量，单位Τ，吨。根据本发明所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述钢水收得率计算方法钢水收得率是指考虑主原料、合金加入量(包括转炉和精炼工序加入的合金量)以及铁水比与基准铁水比变化的钢水综合收得率，包括:将钢水收得率分为基准收得率和补正收得率二部分之和。钢水收得率=基准收得率+补正收得率。铁水比是根据钢种规格要求和成本考虑，由生产工艺负责制定，比如普碳钢等普通钢中铁水比通常在80 % 90 %，硅钢一般在90 %至100 %，基准铁水比按普通钢种取中间值85%。根据本发明所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述基准收得率确定方法是:基准收得率是转炉加入的铁水量和废钢等主原料冶炼成钢水的收得率，由于各个转炉的炉况有差异，因此需要对每一个转炉设置一个的基准收得率。可以以某个生产周期内该转炉出钢实际收得率的平均值作为其基准收得率，并作为常量参数存放在主原料装入控制服务器的参数表中。根据本发明所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述补正收得率计算方法是:y_r = el* a +e2* β +hm* y ,
其中:el为合金元素含量一，其计算公式如下:el =% [ (C-0.04) + (Μη-0.I) +Si+ff+Cr+Al+Nb+V+Ti+B],e2为合金元素含量二，其计算公式如下:e2 = % [Cu+Ni+Mo],hm为铁水比变动值，即以该钢种工艺规定的铁水比与85%的基准铁水比之间的
差值，β、y为静态参数，β在0.90-0.98范围，优选的是0.93，y:在 0.13-0.18 范围，优选的是 0.15，α根据el的范围取值1.3-1.45。
权利要求
1.一种转炉主原料装入控制方法，所述方法设置转炉主原料装入控制系统，所述控制系统包括:主原料装入控制服务器，分别与所述主原料装入控制服务器电讯连接的转炉中央控制室，铁水、废钢称量操作室及钢包管理室，铁水、废钢、钢包称量控制系统，生产管理系统，根据所冶炼的钢种及设备情况，事先进行计算并控制铁水和废钢量的装入量，其特征在于，在所述控制系统中，设置与所述主原料装入控制服务器电讯连接的主原料计算参数推定模块和生产事件判定模块； 所述方法包括: (1)实时收集生产数据，具体生产数据包括:①生产计划信息钢种变更信息；③钢包计划信息钢包重量信息画面设定参数；⑥参数表变更；⑦制造标准；⑧生产状态信息； 在转炉中央控制室设置显示终端，显示生产计划和原料装入量计算操作； (2)在铁水称量操作室设置显示终端，显示铁水称量信息， 铁水称量信息包括:铁水称量计划和铁水称量作业信息； 铁水称量计划包括铁水预定称量值和变更警示； (3)在废钢称量操作室设置显示终端，显示废钢称量信息， 废钢称量信息包括:废钢称量计划和废钢称量作业信息； 所述废钢称量计划包括废钢预定称量值和变更警示； (4)在钢包管理室内设置显示终端，设定和显示钢包信息，包括钢包计划信息和钢包状态息; (5)同时开通主原料装入控制服务器和钢包称量系统及生产管理计算机系统之间的网络通信连接，实时接收钢包重量数据和生产计划信息； (6)主原料装入控制服务器采集到生产数据后对主原料装入量进行计算，通过TCP/IP通信协议与铁水称量控制设备和废钢称量控制设备的基础自动化系统进行通信，实现双方相互读写； (7)主原料装入控制服务器根据得到的上述数据，①下发称量动作指令，控制混铁车倾动，在铁水包中倒入预定量的铁水； ②向废钢行车下发废钢称量指令，吊装预定量的废钢。
2.如权利要求1所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述主原料计算参数推定模块包括:综合钢包信息和生产标准信息，推算出目标钢水量和钢水收得率，所述目标钢水量是指浇铸前的钢水总量，所述目标钢水量=目标钢水量基准-动态修正量。
3.如权利要求2所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述目标钢水量基准系根据工艺标准、生产设备情况和生产经验将所有生产的钢种进行分类，再为每个钢种类别设定一个钢水量基准值，存放在主原料装入控制服务器内的参数表中。
4.如权利要求2所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述动态修正量的计算分两个步骤: 第一步，精炼方式判断法: 所述动态修正量AW是根据当前炉次计划的精炼路径判断方式和钢包空包重量LD判断方式对目标钢水量进行实时调整的量， 所述精炼路径判断方式如下:判断该炉次是否进行LF精炼或需进行LF、RH双重精炼，如需要LF精炼，取AW =Aff+8, SP，需要在目标钢水量基准上减去的修正量为8吨， 如需要LF、RH双重精炼，取AW= AW+8+3， 即，RH双重精炼则在原有8吨的基础上再减去3吨。
5.如权利要求4所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于， 第二步，所述钢包空包重量判断方式如下: 根据计划中钢水倒入的钢包空包重量，推算动态修正量，并根据钢包吊装行车负载、钢包容量制定如下各式:当 LD < 136T，则 Δ LD = O ；当 136T 彡 LD < 146T，则 Λ LD = LD-136，当 146Τ 彡 LD < 149Τ，贝丨J Δ LD = 10+(LD-146) *1.75，当 LD 彡 149Τ，贝丨J ALD = 15.25+(LD-149) *2， 其中，LD为钢包空包重量，单位Τ，吨，Λ LD为钢包重量修正量，单位Τ，吨。
6.如权利要求1所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于， 所述钢水收得率是指考虑主原料、包括转炉和精炼工序加入的合金加入量、以及铁水比与基准铁水比变化的钢水综合收得率，包括:将钢水收得率分为基准收得率和补正收得率二部分之和，即， 钢水收得率=基准收得率+补正收得率。
7.如权利要求6所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述基准收得率的确定方法如下: 基准收得率是转炉加入的铁水量和废钢等主原料冶炼成钢水的收得率，对每一个转炉设置一个基准收得率，所述基准收得率以某生产周期内该转炉出钢实际收得率的平均值作为其基准收得率，并作为常量参数存放在主原料装入控制服务器的参数表中。
8.如权利要求1所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述补正收得率的计算方法如下:y_r = el* a +e2* β +hm* γ 其中: el为合金元素含量一，其计算公式如下: el =% [ (C-0.04) + (Mn-0.1) +Si+ff+Cr+Al+Nb+V+Ti+B], e2为合金元素含量二，其计算公式如下: e2 = % [Cu+Ni+Mo], hm为铁水比变动值，铁水比变动值是本炉次钢种规定的铁水比-铁水比基准85)，通常范围在-5% 15%，即以该钢种工艺规定 的铁水比与85%的铁水比基准之间的差值，β、Y为静态参数，β在0.90-0.98范围，优选的是0.93， Y:在0.13-0.18范围，优选的是0.15， α根据el的范围取值1.3-1.45。
9.如权利要求1所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述生产事件包括:生产计划下达、钢包计划下达、钢包称量、冶炼钢种变更、人工设定参数和参数表更新，所述生产事件判定的方法如下: 对于空包重量数据偏差在I吨以上的情况，按新空包重量推算出目标钢水量； 钢种变更事件发生后，如炉座号、钢种记号发生变更，则按新的炉座和钢种推算目标钢水量和钢水收得率； 如系统中的静态参数表内参数发生变更后，产生参数表更新事件，则对当前所有未称量炉次的主原料计算量按新的静态参数进行目标钢水量和钢水收得率计算。
10.如权利要求9所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，在上述事件发生后通过计算获取目标钢水量和钢水收得率，再根据主原料计算基本公式算出主原料总装入量、铁水量和废钢量: 主原料总装入量=目标钢水量/钢水收得率， 铁水量=主原料总装入量*铁水比， 废钢量=主原料总装入量-铁水量， 计算出的铁水量和废钢量通过网络通信传送到铁水称量操作室终端和废钢称量操作室终端，对称量计划中的铁水称量预定值和废钢称量预定值进行校正。
11.如权利要求1所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述生产计划信息主要包括:转炉炉座号、预定出钢顺序号、制造命令号、钢种记号； 所述制造标准信息主要包括:钢种记号、精炼方式、目标成品成分、目标铁水比； 所述制造命令信息主要包括:制造命令号、钢种记号、目标粗坯量； 所述钢种变更信息包括:变更前转炉炉座号、出钢顺序号、钢种记号，变更后转炉炉座号、出钢顺序号、钢种记号； 所述钢包计划信息包括:转炉炉座号、出钢顺序号、钢种记号、钢包号、钢包状态； 所述钢包重量信息包括:行车号、钢包号、称量类型、钢包重量； 所述称量类型分为空包重量、受钢后、精炼后重量、注入后重量、包返回重量； 所述生产状态信息指每一炉次当前的作业阶段，包括:计划接收、主原料计算、废钢称量、铁水称量、废钢装入、铁水装入、主原料装入终了、吹炼开始直至炉次确定。
12.如权利要求11所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述铁水称量计划包括:转炉炉座号，出钢顺序号，铁水预定量，混铁车号及倒出预定值，主原料计算变更警示； 所述铁水称量作业信息包括:转炉炉座号，出钢顺序号，受铁坑号，铁路线号，混铁车号、铁水包号，铁水倒出量。
13.如权利要求11所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述废钢称量计划包括:转炉炉座号，出钢顺序号，钢种记号，废钢预定量，主原料计算变更警示，废钢牌号和称量预定值； 所述废钢称量作业信息包括:转炉炉座号，出钢顺序号，废钢槽号，废钢牌号，预定量、实绩量。
14.如权利要求11所述的转炉主原料装入控制方法，其特征在于，所述钢包状态信息包括:钢包号，钢包状态，钢包位置，作业状态，前次出钢顺序号，本次出钢顺序号，空包重量; 所述钢包计划信包括:转炉炉座号，出钢顺序号，钢种记号，钢包号。
15.一种转炉主原料装入控制系统，所述转炉主原料装入控制系统包括:主原料装入控制服务器，分别与所述主原料装入控制服务器电讯连接的转炉中央控制室、铁水、废钢称量操作室及钢包管理室，铁水、废钢、钢包称量控制系统，生产管理系统；所述控制系统系根据所冶炼的钢种及设备情况，事先进行计算并控制铁水和废钢量的装入量，其特征在于，在所述控制系统中，设置与 所述主原料装入控制服务器电讯连接的主原料计算参数推定模块和事件判定模块， 所述系统包括: (1)实时收集生产数据，具体生产数据包括:①生产计划信息钢种变更信息；③钢包计划信息钢包重量信息画面设定参数；⑥参数表变更；⑦制造标准；⑧生产状态信息； 在转炉中央控制室设置显示终端，显示生产计划和原料装入量计算操作； (2)在铁水称量操作室设置显示终端，显示铁水称量信息， 铁水称量信息包括:铁水称量计划和铁水称量作业信息； 铁水称量计划包括铁水预定称量值和变更警示； (3)在废钢称量操作室设置显示终端，显示废钢称量信息， 废钢称量信息包括:废钢称量计划和废钢称量作业信息； 所述废钢称量计划包括废钢预定称量值和变更警示； (4)在钢包管理室内设置显示终端，设定和显示钢包信息，包括钢包计划信息和钢包状态息; (5)同时开通主原料装入控制服务器和钢包称量系统及生产管理计算机系统之间的网络通信连接，实时接收钢包重量数据和生产计划信息； (6)主原料装入控制服务器采集到生产数据后对主原料装入量进行计算，通过TCP/IP通信协议与铁水称量控制设备和废钢称量控制设备的基础自动化系统进行通信，实现双方相互读写； (7)主原料装入控制服务器根据得到的上述数据，①下发称量动作指令，控制混铁车倾动，在铁水包中倒入预定量的铁水； ②向废钢行车下发废钢称量指令，吊装预定量的废钢。
全文摘要
一种转炉主原料装入控制方法及其控制系统，所述方法系根据所冶炼的钢种不同，以及设备情况的差异，事先进行计算并控制铁水和废钢量的装入量，指导编制铁水、废钢的称量动作指令，保证了钢水成分的控制。根据本发明，不但能够在生产计划下达后自动计算出每一炉的主原料装入量，采集钢包重量信息和各钢种生产工艺标准信息作为计算依据，计算过程与生产计划和设备紧密关联；而且在钢种、炉座、钢包重量等状况发生变化后能自动对主原料的装入预定量进行自动校正和作出反馈，对铁水和废钢称量系统的称量预定信息进行校正，确保了主原料装入量的准确性。
文档编号C21C5/30GK103184302SQ201110448169
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者杨伟弘, 蒋晓放, 李成林 申请人:宝山钢铁股份有限公司