1.一种电炉炼钢的过程控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)依据废钢配料模型,以获得电炉冶炼最低成本的废钢配料方案;
(2)依据废钢配料方案,采用物料平衡和热平衡模型,以获得在最佳泡沫渣形成条件下所需的辅料加入量;
(3)依据供碳和供氧模型、并根据泡沫渣埋弧的要求,以获得最佳的碳粉喷吹流量和供氧流量;
(4)依据热平衡模型求得电炉冶炼各阶段的电力消耗,以获得各阶段的供电制度。
2.根据权利要求1所述的过程控制方法,其特征在于:所述废钢配料模型基于目标成分、废钢堆密度、各类型废钢加入量为约束条件,以废钢、合金及电力成本为优化配料的目标函数,并依据线性规划模型求得最低成本的废钢配料方案。
3.根据权利要求2所述的过程控制方法,其特征在于:所述线性规划模型的具体计算方法如下:
目标函数:minf(x)=cx+dy+rs/w·ux;
约束条件:q(g-e)≤ahjx+bky≤q(g+e);
w/(ρ+f)≤xp≤w/(ρ-f);
ix=w>q;
x≥0;
y≥0;
x=[x1x2…xm]t,y=[y1y2…ym]t,g=[g1g2…gt];
c=[c1c2…cm],d=[d1d2…dm],e=[e1e2…et]t;
j=[j1j2…jm],u=[u1u2…um];
其中,x为废钢装入量矩阵;
y为合金加入量矩阵;
a为废钢化学成分矩阵;
b为合金化学成分矩阵;
c为废钢价格矩阵;
d为合金价格矩阵;
g为目标钢种的化学成分矩阵;
e为松弛矩阵;
h为废钢中目标化学元素收得率矩阵;
k为合金中目标化学元素收得率矩阵;
j为金属料中金属率矩阵;
p为废钢堆密度矩阵;
i为元素均为1的行距阵;
w为废钢加入量,单位为吨;
q为钢液的质量,单位为吨;
ρ为总废钢的堆密度要求范围内的中间值;
f为目标废钢堆密度要求范围内的最大值与中间值的差值;
r为全废钢冶炼时的电耗,单位为kwh;
s为电力的价格,单位为元/kwh;
u为不同废钢对电耗的影响系数矩阵。
4.根据权利要求1所述的过程控制方法,其特征在于,上述步骤(3)中依据泡沫渣埋弧的要求来确定最佳的碳粉喷吹流量,其具体流程为:
(31)确定泡沫渣埋弧操作时最佳的气体流量;
(32)依据要求的气体流量,确定合适的脱碳速率;
(33)依据脱碳速率,确定各阶段需要的碳粉喷吹流量。
5.根据权利要求1所述的过程控制方法,其特征在于:上述步骤(3)中依据泡沫渣埋弧的要求来确定对应的供氧流量,其供氧流量的计算方法为:钢液中元素氧化顺序为si、mn、p、c、fe,并根据各元素的氧化率和能源介质燃烧所需的氧气,计算得到使最终熔融渣中feo含量控制在15~25%之间时所需的供氧量。
6.根据权利要求1所述的过程控制方法,其特征在于:上述步骤(2)中根据泡沫渣成分的要求,并依据物料平衡模型求得所需的辅料加入量。
7.根据权利要求1所述的过程控制方法,其特征在于:所述的废钢配料包括富含高物理热或杂质氧化物的金属料。