配料方法、装置、存储介质及计算机设备

本发明涉及钢水冶炼，尤其是涉及一种配料方法、装置、存储介质及计算机设备。

背景技术：

1、lf炉(ladle furnace，钢包精炼炉)是钢铁生产中主要的炉外精炼设备，lf炉的主要冶炼功能是对钢液进行升温和保温、调节钢液成分、改善钢水纯度，经过lf炉精炼处理，可以获得更高品质的钢水。成分调节是lf炉精炼的重要目的之一，主要是通过合金料的选配添加，使得最终的c、mn、si、cr等钢水合金元素的成分达到钢种的期望控制区间内。

2、目前，通常利用同一固定的元素收得率和钢水质量来预测各个钢水冶炼过程中的合金配料方案。然而，不同钢水精炼过程，元素收得率和钢水质量等参数并不是固定不变的，会随着冶炼工况的改变而发生变化，从而这种方式预测出的配料方案容易导致终点钢水中各元素含量超限等问题，进而增加合金的配料成本，同时导致合金的配料准确度较低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种配料方法、装置、存储介质及计算机设备，主要在于能够提高钢水精炼过程中合金的配料准确度，并且减少了钢水精炼过程中合金的配料成本。

2、根据本发明的第一个方面，提供一种配料方法，包括：

3、获取待精炼钢水对应的当前合金元素含量，待精炼钢水所属的钢水品种对应的合金元素配料区间，所述待精炼钢水对应的精炼炉的炉况数据，所述待精炼钢水对应的待添加合金的合金属性数据，所述待精炼钢水对应的初始钢水质量，以及获取所述精炼炉在历史冶炼钢水过程中的历史合金元素收得率；

4、基于所述历史合金元素收得率，确定所述待精炼钢水对应的预测合金元素收得率期望值和预测合金元素收得率方差，以及基于所述初始钢水质量，确定待精炼钢水对应的预测钢水质量期望值和预测钢水质量方差；

5、将所述预测合金元素收得率期望值、预测合金元素收得率方差、所述预测钢水质量期望值、预测钢水质量方差、所述当前合金元素含量、所述合金元素配料区间、所述炉况数据和所述合金属性数据输入至预设合金配料量预测模型中进行配料预测，得到所述待精炼钢水中合金的预测配料量；

6、根据所述合金的预测配料量，对所述待精炼钢水进行配料。

7、优选地，所述合金属性数据包括待添加合金的合金单价，以及所述待添加合金中的元素含量。

8、优选地，所述基于所述历史合金元素收得率，确定所述待精炼钢水对应的预测合金元素收得率期望值和预测合金元素收得率方差，包括：

9、利用高斯过程回归函数对当前合金元素含量和历史合金元素收得率进行回归分析，得到所述待精炼钢水对应的预测合金元素收得率期望值和预测合金元素收得率方差。

10、优选地，所述基于所述初始钢水质量，确定待精炼钢水对应的预测钢水质量期望值和预测钢水质量方差，包括：

11、利用高斯概率密度函数对初始钢水质量的概率分布进行密度分析，得到所述待精炼钢水对应的预测钢水质量期望值和预测钢水质量方差。

12、优选地，所述预设合金配料量预测模型包括配料量约束层和配料价值优化层，所述将所述预测合金元素收得率期望值、预测合金元素收得率方差、预测钢水质量期望值、预测钢水质量方差、当前合金元素含量、合金元素配料区间、炉况数据和合金属性数据输入至预设合金配料量预测模型中进行配料预测，得到所述待精炼钢水中合金的预测配料量，包括：

13、获取待精炼钢水对应的待添加合金的合金收得率；

14、将所述预测合金元素收得率期望值、预测合金元素收得率方差、预测钢水质量期望值、预测钢水质量方差、当前合金元素含量、合金元素配料区间、待添加合金中的元素含量、合金收得率和炉况数据输入至配料量约束层进行配料区间预测，得到所述待添加合金对应的预测配料量容许区间；

15、根据优化算法，在所述预测配料量容许区间内选择初始合金配料量，并确定所述初始合金配料量对应的搜索步长；

16、将所述初始合金配料量、所述合金单价输入至所述配料价值优化层进行价值预测，得到所述初始合金配料量对应的配料价值；

17、根据所述初始合金配料量对应的配料价值和所述搜索步长，确定所述待精炼钢水中合金的预测配料量。

18、优选地，所述根据所述初始合金配料量对应的配料价值和所述搜索步长，确定所述待精炼钢水中合金的预测配料量，包括：

19、根据所述初始合金配料量对应的配料价值和所述搜索步长，在所述预测配料量容许区间内对各组合金配料量进行迭代搜索，并在迭代搜索过程中判断下一次搜索到的合金配料量对应的配料价值是否小于上一次搜索到的合金配料量对应的配料价值；

20、若小于上一次搜索到的合金配料量对应的配料价值，则继续进行迭代搜索，并判断所述搜索步长是否小于预设收敛阈值；

21、若小于所述预设收敛阈值，则停止迭代搜索，并确定最后一次搜索到的合金配料量对应的配料价值；

22、在所述最后一次搜索到的合金配料量对应的配料价值与上一次搜索到的合金配料量对应的配料价值中确定最小配料价值，并将所述最小配料价值对应的合金配料量确定为所述待精炼钢水中合金的预测配料量。

23、优选地，其特征在于，在所述获取待精炼钢水对应的当前合金元素含量之前，所述方法还包括：

24、对所述待精炼钢水进行造渣和升温处理，得到处理后的待精炼钢水；

25、所述获取待精炼钢水对应的当前合金元素含量，包括：

26、获取处理后的待精炼钢水对应的当前合金元素含量。

27、优选地，其特征在于，所述根据所述合金的预测配料量，对所述待精炼钢水进行配料，包括：

28、根据所述合金的预测配料量，将所述待添加合金加入至所述待精炼钢水中。

29、根据本发明的第二个方面，提供一种配料装置，包括：

30、获取单元，用于获取待精炼钢水对应的当前合金元素含量，待精炼钢水所属的钢水品种对应的合金元素配料区间，所述待精炼钢水对应的精炼炉的炉况数据，所述待精炼钢水对应的待添加合金的合金属性数据，所述待精炼钢水对应的初始钢水质量，以及获取所述精炼炉在历史冶炼钢水过程中的历史合金元素收得率；

31、确定单元，用于基于所述历史合金元素收得率，确定所述待精炼钢水对应的预测合金元素收得率期望值和预测合金元素收得率方差，以及基于所述初始钢水质量，确定待精炼钢水对应的预测钢水质量期望值和预测钢水质量方差；

32、预测单元，用于将所述预测合金元素收得率期望值、预测合金元素收得率方差、所述预测钢水质量期望值、预测钢水质量方差、所述当前合金元素含量、所述合金元素配料区间、所述炉况数据和所述合金属性数据输入至预设合金配料量预测模型中进行配料预测，得到所述待精炼钢水中合金的预测配料量；

33、配料单元，用于根据所述合金的预测配料量，对所述待精炼钢水进行配料。

34、根据本发明的第三个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上配料方法。

35、根据本发明的第四个方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以上配料方法。

36、根据本发明提供的一种配料方法、装置、存储介质及计算机设备，与目前利用同一固定的元素收得率和钢水质量来预测各个钢水冶炼过程中的元素配料方案的方式相比，本发明通过获取待精炼钢水对应的当前合金元素含量，待精炼钢水所属的钢水品种对应的合金元素配料区间，待精炼钢水对应的精炼炉的炉况数据，待精炼钢水对应的待添加合金的合金属性数据，待精炼钢水对应的初始钢水质量，以及获取精炼炉在历史冶炼钢水过程中的历史合金元素收得率；并基于历史合金元素收得率，确定待精炼钢水对应的预测合金元素收得率期望值和预测合金元素收得率方差，以及基于初始钢水质量，确定待精炼钢水对应的预测钢水质量期望值和预测钢水质量方差；之后将预测合金元素收得率期望值、预测合金元素收得率方差、预测钢水质量期望值、预测钢水质量方差、当前合金元素含量、合金元素配料区间、炉况数据和合金属性数据输入至预设合金配料量预测模型中进行配料预测，得到待精炼钢水中合金的预测配料量；最终根据合金的预测配料量，对待精炼钢水进行配料。由此通过首先根据历史合金元素收得率来对本次钢水精炼过程中的元素收得率期望值和方差进行预测，与此同时根据初始钢水质量对钢水质量期望值和方差进行预测，之后根据预测出的元素收得率期望值和方差和钢水质量期望值和方差等参数来确定待精炼钢水的配料方案，能够克服复杂多变工况所带来的参数不确定性问题，同时也能够避免终点钢水中各元素含量超限等问题，从而减少了钢水在冶炼过程中的配料成本，同时提高了钢水在冶炼过程中的配料准确度。