一种转炉加料自动控制方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种转炉加料自动控制方法，包括：预先设置各钢种对应的各个冶炼阶段下的各物料加入比例数据；通过转炉静态冶炼模型计算炉次物料的总体加入量；根据当前冶炼的钢种类型，计算出各种物料在各个阶段的加料重量；采集当前转炉冶炼的阶段，将下一阶段需要加入的物料重量和本阶段需要加入的物料信息下装到PLC；根据PLC中下装的数据，进行称量和加料。本发明还提供了能够实现该控制方法的转炉加料自动控制系统。本发明能够针对不同钢种，在转炉冶炼过程中的各个阶段进行多种物料的自动加料，速度快、精度高、实现了加料模式的标准化。
【专利说明】一种转炉加料自动控制方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明属于钢铁冶炼【技术领域】，尤其是涉及转炉在冶炼过程中实现自动加料的控制方法及实现该控制方法的系统。
【背景技术】
[0002]一般常用的转炉加料控制，在基础自动化控制系统上进行，需要每次在在HMI画面上人工设定每批料的重量，并对物料进行人工称量，在需要加料时刻进行加料。采用现有模式，存在两个问题:一是需要人工设定加料量，进行称量和加料，速度慢；二是人工加料时每个加料人员的加料模式不固定，控制得不好，影响冶炼的稳定，不能够进行加料模式的标准化控制。很显然，现有的加料控制方式加料精度和效率较低，冶炼周期也随之延长。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本发明公开了一种转炉加料自动控制方法及能够实现该控制方法的转炉加料自动控制系统。
[0004]为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种转炉加料自动控制方法，包括如下步骤:
预先设置各钢种对应的各个冶炼阶段，以及各个冶炼阶段下的各物料加入比例数据； 通过转炉静态冶炼模型计算炉次物料的总体加入量；
根据当前冶炼的钢种类型，结合各钢种对应的各个冶炼阶段的物料加入比例数据以及通过转炉静态冶炼模型计算得到的各物料的总体加入量，计算出各种物料在各个阶段的加料重量;
采集当前转炉冶炼的阶段，将下一阶段需要加入的物料重量和本阶段需要加入的物料信息下装到PLC ；
根据PLC中下装的 数据，进行称量和加料，首先打开汇总料斗的阀门，将本阶段需要的加入的物料对应的加入到转炉中；然后，控制高位料仓对下一阶段需要加入的物料进行称量，汇聚到汇总料斗中。
[0005]进一步的，所述静态冶炼模型包括如下步骤:
①初始化洛量吨位；
②每次计算时渣量增加一个步长；
③依据平衡原理，计算渣量中SiO2,P2O5, MnO, MgO, TFe的重量；
④根据下式计算CaO
CaO= (Wslag - Wsi02 - Wp205 - Wsfa0-WMg0 — Wjt它)/Wslag*100
其中，Wslag为矿渣重量，Wsi02为SiO2的重量，W p205为P2O5的重量，Wsfa0为MnO的重量-WMg0为MgO的重量-Wj^为渣量中其他成分的重量；
⑤根据下式计算理论上的P的分配比LPl(Lp= (P)/[P]):
IgLp = 22350 / (273.15 + T) - 21.876 + 5.6* Lg (%CaO) + 2.5 * Lg (%TFe)其中T:该炉钢水的目标温度；CaO:渣中的(%CaO)含量；%TFe:渣中全铁(%TFe)；
⑥计算出Lp目标=(P2O5) *62/142/[P]目标；
其中，[P] _:指的是钢水的终点磷元素成分的目标值，Lp:指的是目标的磷的分配
比；
⑦如果Lpaife〈k*Lp目#，则重新开始执行步骤②，增加初始渣量Wslag的设定值，其中
⑧静态加入的石灰=洛量中CaO的重量/石灰中CaO的含量百分比；
静态加入的镁球=渣量中MgO的重量/镁球中MgO的含量百分比。
[0006]进一步的，所述k取值范围为[1.1，1.5]。
[0007]进一步的，在每种物料添加的最后一个阶段将剩余重量的物料全部添加进炉体。
[0008]进一步的，所述各钢种对应的各个冶炼阶段数据以及各个冶炼阶段下的各物料加入比例数据可以进行维护。
[0009]进一步的，所述各钢种对应的各个冶炼阶段数据以及各个冶炼阶段下的各物料加入比例数据存储在数据库中。
[0010]本发明还提供了一种转炉加料自动控制系统，包括高位料仓、汇总料斗、转炉炉体，还包括数据库、转炉静态冶炼模型运算模块、加料模式运算模块、冶炼阶段监控模块、下装PLC模块、PLC控制模块，
其中，
数据库中存储有各钢种对应的各个冶炼阶段，以及各个冶炼阶段下的各物料加入比例数据；
转炉静态冶炼模型运算模块用于根据预先设定的转炉静态冶炼模型计算炉次物料的总体加入量；
加料模式运算模块获取当前冶炼的钢种类型，结合数据库中存储的各钢种对应的各个冶炼阶段的物料加入比例数据，以及前述通过转炉静态冶炼模型计算得到的各物料的总体加入量，计算出各种物料在各个阶段的加料重量；
冶炼阶段监控模块采集当前转炉冶炼的阶段，将下一阶段需要加入的物料重量和本阶段需要加入的物料信息通过下装PLC模块下装至PLC ；
下装PLC模块用于过程控制计算机与PLC之间的通信，将冶炼阶段监控模块的数据下装到控制加料设备动作的PLC ；
PLC控制模块根据PLC中下装的数据，控制加料设备进行称量和加料:首先打开汇总料斗的阀门，将本阶段需要的加入的物料对应的加入到转炉中；然后，控制高位料仓对下一阶段需要加入的物料进行称量，汇聚到汇总料斗中。
[0011]进一步的，还包括加料模式维护模块，所述加料模式维护模块用于提供可视化的用户界面，用于修改、删除和增加数据库中数据。
[0012]与现有技术相比，本发明提供的转炉加料控制方法及系统，能够针对不同钢种，在转炉冶炼过程中的各个阶段进行多种物料的自动加料，速度快、精度高、实现了加料模式的标准化。本发明提供的静态此外，能够根据实际需要针对运算模型和分阶段添加比例分别调整和修正，适应范围广，通用性强。
【专利附图】
【附图说明】[0013]图1为转炉加料自动控制方法的步骤流程示意图；
图2为加料设备的结构示意图；
图3为转炉加料自动控制系统的模块连接示意图。
[0014]附图标记列表:
1-高位料仓，2-汇总料斗，3-转炉炉体。
【具体实施方式】
[0015]以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0016]本发明提供了一种转炉加料自动控制方法，能够实现转炉过程中的精细化自动加料控制，如图1所示，包括如下步骤:
(I)由于在不同的钢种冶炼过程中需要在各个阶段加入不同种类、不同重量的物料，本发明预先设置各钢种对应的各个冶炼阶段下的各物料加入比例数据，并根据当前的钢种进行计算，控制加料装置在各个阶段加入适当比例的物料。此外各个钢种对应的各个冶炼阶段，以及各冶炼阶段对应的各物料加入比例应可以根据需要进行调整。具体地说，本发明中我们预先创建钢种-加料模式对应表:
【权利要求】
1.一种转炉加料自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 预先设置各钢种对应的各个冶炼阶段，以及各个冶炼阶段下的各物料加入比例数据； 通过转炉静态冶炼模型计算炉次物料的总体加入量； 根据当前冶炼的钢种类型，结合各钢种对应的各个冶炼阶段的物料加入比例数据以及通过转炉静态冶炼模型计算得到的各物料的总体加入量，计算出各种物料在各个阶段的加料重量; 采集当前转炉冶炼的阶段，将下一阶段需要加入的物料重量和本阶段需要加入的物料信息下装到PLC ； 根据PLC中下装的数据，进行称量和加料，首先打开汇总料斗的阀门，将本阶段需要的加入的物料对应的加入到转炉中；然后，控制高位料仓对下一阶段需要加入的物料进行称量，汇聚到汇总料斗中。
2.根据权利要求1所述的转炉加料自动控制方法，其特征在于，所述静态冶炼模型包括如下步骤: 初始化洛量吨位； 每次计算时渣量增加一个步长； 依据平衡原理，计算渣量中SiO2, P2O5, MnO, MgO, TFe的重量； 根据下式计算CaO
CaO= (Wslag - Wsi02 - Wp205 - Wsfa0-WMg0 — Wjt它)/Wslag*100 其中，Wslag为矿渣重量，Wsi02为SiO2的重量，W p205为P2O5的重量，Wsfa0为MnO的重量-WMg0为MgO的重量-Wj^为渣量中其他成分的重量； 根据下式计算理论上的P的分配比LPl (Lp= (P)/[P]):
IgLp = 22350 / (273.15 + T) - 21.876 + 5.6* Lg (%CaO) + 2.5 * Lg (%TFe) 其中T:该炉钢水的目标温度；CaO:渣中的(%CaO)含量；%TFe:渣中全铁(%TFe)； 计算出Lp目标= (P2O5) *62/142/[P]目标； 其中，[P] _:指的是钢水的终点磷元素成分的目标值，Lp:指的是目标的磷的分配比； 如果Lpaife〈k*Lp目#，则重新开始执行步骤②，增加初始渣量Wslag的设定值，其中 静态加入的石灰=洛量中CaO的重量/石灰中CaO的含量百分比； 静态加入的镁球=渣量中MgO的重量/镁球中MgO的含量百分比。
3.根据权利要求2所述的转炉加料自动控制方法，其特征在于:所述k取值范围为[1.1,1.5]。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的转炉加料自动控制方法，其特征在于:在每种物料添加的最后一个阶段将剩余重量的物料全部添加进炉体。
5.根据权利要求1~3中任意一项所述的转炉加料自动控制方法，其特征在于:所述各钢种对应的各个冶炼阶段数据以及各个冶炼阶段下的各物料加入比例数据可以进行维护。
6.根据权利要求1~3中任意一项所述的转炉加料自动控制方法，其特征在于:所述各钢种对应的各个冶炼阶段数据以及各个冶炼阶段下的各物料加入比例数据存储在数据库中。
7.一种转炉加料自动控制系统，包括高位料仓、汇总料斗、转炉炉体，其特征在于:还包括数据库、转炉静态冶炼模型运算模块、加料模式运算模块、冶炼阶段监控模块、下装PLC模块、PLC控制模块， 其中， 数据库中存储有各钢种对应的各个冶炼阶段，以及各个冶炼阶段下的各物料加入比例数据； 转炉静态冶炼模型运算模块用于根据预先设定的转炉静态冶炼模型计算炉次物料的总体加入量； 加料模式运算模块获取当前冶炼的钢种类型，结合数据库中存储的各钢种对应的各个冶炼阶段的物料加入比例数据，以及前述通过转炉静态冶炼模型计算得到的各物料的总体加入量，计算出各种物料在各个阶段的加料重量； 冶炼阶段监控模块采集当前转炉冶炼的阶段，将下一阶段需要加入的物料重量和本阶段需要加入的物料信息通过下装PLC模块下装至PLC ； 下装PLC模块用于过程控制计算机与PLC之间的通信，将冶炼阶段监控模块的数据下装到控制加料设备动作的PLC ； PLC控制模块根据PLC中下装的数据，控制加料设备进行称量和加料:首先打开汇总料斗的阀门，将本阶段需要的加入的物料对应的加入到转炉中；然后，控制高位料仓对下一阶段需要加入的物料进行称量，汇聚到汇总料斗中。
8.根据权利要求7所述的转炉加料自动控制系统，其特征在于:还包括加料模式维护模块，所述加料模式维护模块用于提供可视化的用户界面，用于修改、删除和增加数据库中数据。
【文档编号】C21C5/28GK104004876SQ201410179509
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】梁明芹, 王绪国 申请人:南京梅山冶金发展有限公司, 上海梅山科技发展有限公司, 上海梅山钢铁股份有限公司