专利名称：一种在转炉冶炼过程中静动态自动投料方法
技术领域：
本方法属于自动控制技术领域，提供了一种在转炉冶炼过程中静动态自动投料方法。使转炉在冶炼过程中不用人工参与就可以实现静动态精准投料。
背景技术：
炼钢转炉在冶炼过程中为了达到改善钢水质量和符合钢种要求的目的，需要在冶炼过程中加入外部原料，但由于炼钢过程复杂多变，检测手段和检测数据少，主、辅原料等外供原料多，不可控因素多，因此长期以来以转炉为核心的炼钢工序一直是以人工经验控制为主，计算机主要提供操作指导，不直接控制生产。具有不稳定，不精准，不统一，不规范等致命弱点，不能持续稳定的高水平炼钢。
发明内容
本方法的目的在于提供一种在转炉冶炼过程中静动态自动投料方法，有效克制了人工投料不及时，不稳定，不精确等问题，提高了工作效率和冶炼命中率，并有效的降低了劳动力，保证持续稳定的高水平自动化生产。本发明的辅原料投料系统有13个料仓，储存着由上料系统转运来的各种物料，每个料仓各有一个电振机，每4个料仓对应一个称量斗，13号料仓为单独铁矿石料仓,称量斗下有排料闸门和密封闸门，再往下就是中间斗，物料由中间斗经过排料闸门直接投放到转炉。操作者根据二级钢种模型计算出的物料种类和物料重量，设定排料设定值，启动电振机进行备料，备料完成后由称量斗转移到中间斗，再根据冶炼过程中实时吹氧量进行投料。本发明的工艺步骤如下I、静动态物料编写一级PLC控制程序，接受来自二级钢种模型计算的投料信息， 此信息分为静态投料信息和动态投料信息，静态投料信息为在转炉冶炼之前，根据所装载的铁水成分、所加的废钢量以及留渣量因素，通过原有二级钢种模型的计算，生成静态投料信息表并下发到一级PLC控制程序；动态投料为冶炼中期副枪测量钢水成分，根据测量成分与目标成分的比较差值，再次经过二级钢种模型计算生成动态投料信息表，下发到一级 PLC控制程序；一级PLC控制程序建立投料信息表的存储位置和存储方式。2、自动备料一级PLC控制程序根据投料信息按批次(即投料氧气量)进行备料， 将同一批次的物料根据物料代码平均分配到各个料仓的排料设定值(0_2000Kg)，兑铁开始信号来后，选择自动投料模式，电振机排料设定值读取共享数据块DB2000 (DB2000为一级 PLC控制程序中建立的存储用户数据的自定义数据块，该数据块将存储平均分配到各个料仓的排料设定值)中的物料重量，开始备料，电振机根据排料设定值自动启动，根据称量斗数据的变化判定是否完成备料；等称量斗所对应的四个料仓电振机斗完成了排料，此称量斗就完成了备料，物料转移到中间斗等待投料；弟一批料完成物料转移之后，一级PLC控制程序自动启动第二批料的备料工作，待第二批料完成备料后，第二批料会根据中间斗第一批料的投料情况来进行转移；以此类推，直到最后一批料完成投料。
3、自动投料在吹炼过程中当吹氧量达到投料设定氧量值时(500-7500m3)，排料闸门就会自动启动，进行中间斗的投料，待排料闸门关闭后，称量斗的物料就会转移到中间斗，等待下一个氧量的到来，直到所有物料都投料完成。建立一级PLC控制程序与二级钢种模型数据接口 DB2001，规定数据类型和数据项，接受来自二级钢种模型计算的投料信息。一级PLC控制程序处理投料数据开始自动备料，建立FC2000 (FC2000为一级控制程序用来解析二级发送的钢种模型数据，并根据二级数据模式表设定的累积吹氧量的不同将数据从小到大按顺序排列)，以触发形式根据物料代码将同一氧量批次的物料重量平均的分配到相同的料仓，将同一氧量的投料数据存在共享数据块DB2000 (DB2000为一级PLC 控制程序中建立的存储用户数据的自定义数据块，该数据块将存储平均分配到各个料仓的排料设定值)中。转炉冶炼兑铁开始，选择自动投料模式，电振机排料设定值读取共享数据块 DB2000中的物料重量，开始备料，电振机具有自学习功能，自动进行高低速切换。建立逻辑时序控制功能块FB702-FB705 (四个称量流程的控制程序块)，分别对应 WH2-WH5 (四个称量斗设备代码)4个称量斗，进行各自的备料时序互不影响。冶炼过程中吹氧量达到投料设定氧量值时，自动开启投料闸门，进行自动投料。本发明在不更改现场设备的情况下全部采用软件编程实现，并区分了手动投料和自动投料，对整个投料系统不会产生任何不良影响。本发明的效益是，可以在冶炼过程中快速精准的投料，节约了投料成本，缩短了冶炼周期，提高了冶炼的命中率，减少了操作工操作难度，能够持续稳定的高水平炼钢。
图I为辅原料投料系统控制程序流程图。图2为辅原料投料系统控制程序原理图。图3为辅原料投料系统设备示意图。
具体实施例方式以冶金石灰自动投料方法为例冶金石灰是转炉炼钢辅原料投料过程中常用的物料，在辅原料系统中常备放在6#、7#、11#料仓中，冶金石灰的备料投料过程为一级程序调用程序块FC2000，并根据 DB2001数据，得知二级要求冶金石灰投料1500Kg，并在吹氧量到达1500m3时投入该批冶金石灰。程序FC2000将选中辅原料6#、7#、11#料仓，每个料仓需要备料500Kg。同时启动程序 FB703.FB704开始备料。程序FB703启动6#、7#料仓及WH4称量斗开始备料，程序FB704启动11#料仓及WH3称量斗开始备料，WH3和WH4备料完成后，打开WH3和WH4称量斗下排料闸门PZM02和PZM03，将冶金石灰存放到中间料斗ZLD03和ZLD04中。此时，程序判断当前吹氧量，若当前吹氧量到达1500m3时，程序FB703、FB704同时打开中间料斗ZLD03和ZLD04 下排料闸门PZM06和PZM07，冶金石灰将被投入到转炉中去。
权利要求
1.一种在转炉冶炼过程中静动态自动投料方法，辅原料投料系统有13个料仓，储存着由上料系统转运来的各种物料，每个料仓各有一个电振机，每4个料仓对应一个称量斗，13 号料仓为单独铁矿石料仓，称量斗下有排料闸门和密封闸门，再往下就是中间斗，物料由中间斗经过排料闸门直接投放到转炉；操作者根据二级钢种模型计算出的物料种类和物料重量，设定排料设定值，启动电振机进行备料，备料完成后由称量斗转移到中间斗，再根据冶炼过程中吹氧量进行投料；其特征在于工艺步骤如下(1)静动态物料编写一级PLC控制程序，接受来自二级钢种模型计算的投料信息，此信息分为静态投料信息和动态投料信息，静态投料信息为在转炉冶炼之前，根据所装载的铁水成分、所加的废钢量以及留渣量因素，通过原有二级钢种模型的计算，生成静态投料信息表并下发到一级PLC控制程序；动态投料为冶炼中期副枪测量钢水成分，根据测量成分与目标成分的比较差值，再次经过二级钢种模型计算生成动态投料信息表，下发到一级PLC 控制程序；一级PLC控制程序建立投料信息表的存储位置和存储方式；(2)自动备料一级PLC控制程序根据投料信息按批次进行备料，将同一批次的物料根据物料代码平均分配到各个料仓的排料设定值0-2000Kg，兑铁开始信号来后，选择自动投料模式，电振机排料设定值读取共享数据块DB2000中的物料重量，开始备料，电振机根据排料设定值自动启动，根据称量斗数据的变化判定是否完成备料；等称量斗所对应的四个料仓电振机完成了备料，此称量斗就完成了备料，物料转移到中间斗等待投料；弟一批料完成物料转移之后，一级PLC控制程序自动启动第二批料的备料工作，待第二批料完成备料后，第二批料会根据中间斗第一批料的投料情况来进行转移；以此类推，直到最后一批料完成投料；共享数据块DB2000是一级PLC控制程序中建立的存储用户数据的自定义数据块， 该数据块将存储平均分配到各个料仓的排料设定值；(3)自动投料在吹炼过程中当吹氧量达到投料设定氧量值时500-7500m3，排料闸门就会自动启动，进行中间斗的投料，待排料闸门关闭后，称量斗的物料就会转移到中间斗，等待下一个氧量的到来，直到所有物料都投料完成；一级PLC控制程序与二级钢种模型数据接口 DB2001，规定数据类型和数据项，接受来自二级钢种模型计算的投料信息；一级PLC控制程序处理投料数据开始自动备料，建立功能块FC2000，以触发形式根据物料代码将同一氧量批次的物料重量平均的分配到相同的料仓，将同一氧量的投料数据存在共享数据块DB2000中；功能块FC2000为一级控制程序用来解析二级发送的钢种模型数据，并根据二级数据模式表设定的累积吹氧量的不同将数据从小到大按顺序排列。
2.根据权利要求I所述的的自动投料方法，其特征在于所述的电振机具有自学习功能，自动进行高低速切换。
全文摘要
一种在转炉冶炼过程中静动态自动投料方法，属于自动控制技术领域。在转炉冶炼过程中，根据所装载的铁水成分、所加的废钢量以及留渣量等多种因素，通过二级钢种模型的计算，生成静态投料信息表并下发到一级PLC控制程序；一级PLC控制程序接受投料信息表的物料信息，根据工艺要求对二级的物料信息按同一物料同种料仓平均分配的原则进行备料，实时进行物料转移，并根据冶炼吹氧量自动转炉投料。在完成副枪吹炼中期测量后，测得钢水成分，根据测量成分与目标成分的比较差值，二级钢种模型再次经过计算生成动态投料信息表，下发到一级PLC控制程序，自动进行备料投料。优点在于，有效克制了人工投料不及时，不稳定，不精确等问题，提高了工作效率和冶炼命中率，节约了投料成本，缩短了冶炼周期，并有效的降低了劳动力，保证持续稳定的高水平自动化生产。
文档编号C21C5/28GK102586535SQ20121007379
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者刘涛, 周德谋, 张新, 张珍宝, 柳万鹏 申请人:北京首钢自动化信息技术有限公司