一種轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法，包括：預(yù)先設(shè)置各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段下的各物料加入比例數(shù)據(jù)；通過(guò)轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型計(jì)算爐次物料的總體加入量；根據(jù)當(dāng)前冶煉的鋼種類型，計(jì)算出各種物料在各個(gè)階段的加料重量；采集當(dāng)前轉(zhuǎn)爐冶煉的階段，將下一階段需要加入的物料重量和本階段需要加入的物料信息下裝到PLC；根據(jù)PLC中下裝的數(shù)據(jù)，進(jìn)行稱量和加料。本發(fā)明還提供了能夠?qū)崿F(xiàn)該控制方法的轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制系統(tǒng)。本發(fā)明能夠針對(duì)不同鋼種，在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中的各個(gè)階段進(jìn)行多種物料的自動(dòng)加料，速度快、精度高、實(shí)現(xiàn)了加料模式的標(biāo)準(zhǔn)化。
【專利說(shuō)明】一種轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及轉(zhuǎn)爐在冶煉過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加料的控制方法及實(shí)現(xiàn)該控制方法的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般常用的轉(zhuǎn)爐加料控制，在基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)上進(jìn)行，需要每次在在HMI畫面上人工設(shè)定每批料的重量，并對(duì)物料進(jìn)行人工稱量，在需要加料時(shí)刻進(jìn)行加料。采用現(xiàn)有模式，存在兩個(gè)問(wèn)題:一是需要人工設(shè)定加料量，進(jìn)行稱量和加料，速度慢；二是人工加料時(shí)每個(gè)加料人員的加料模式不固定，控制得不好，影響冶煉的穩(wěn)定，不能夠進(jìn)行加料模式的標(biāo)準(zhǔn)化控制。很顯然，現(xiàn)有的加料控制方式加料精度和效率較低，冶煉周期也隨之延長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法及能夠?qū)崿F(xiàn)該控制方法的轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法，包括如下步驟:
預(yù)先設(shè)置各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段，以及各個(gè)冶煉階段下的各物料加入比例數(shù)據(jù)； 通過(guò)轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型計(jì)算爐次物料的總體加入量；
根據(jù)當(dāng)前冶煉的鋼種類型，結(jié)合各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段的物料加入比例數(shù)據(jù)以及通過(guò)轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型計(jì)算得到的各物料的總體加入量，計(jì)算出各種物料在各個(gè)階段的加料重量;
采集當(dāng)前轉(zhuǎn)爐冶煉的階段，將下一階段需要加入的物料重量和本階段需要加入的物料信息下裝到PLC ；
根據(jù)PLC中下裝的 數(shù)據(jù)，進(jìn)行稱量和加料，首先打開(kāi)匯總料斗的閥門，將本階段需要的加入的物料對(duì)應(yīng)的加入到轉(zhuǎn)爐中；然后，控制高位料倉(cāng)對(duì)下一階段需要加入的物料進(jìn)行稱量，匯聚到匯總料斗中。
[0005]進(jìn)一步的，所述靜態(tài)冶煉模型包括如下步驟:
①初始化洛量噸位；
②每次計(jì)算時(shí)渣量增加一個(gè)步長(zhǎng)；
③依據(jù)平衡原理，計(jì)算渣量中SiO2,P2O5, MnO, MgO, TFe的重量；
④根據(jù)下式計(jì)算CaO
CaO= (Wslag - Wsi02 - Wp205 - Wsfa0-WMg0 — Wjt它)/Wslag*100
其中，Wslag為礦渣重量，Wsi02為SiO2的重量，W p205為P2O5的重量，Wsfa0為MnO的重量-WMg0為MgO的重量-Wj^為渣量中其他成分的重量；
⑤根據(jù)下式計(jì)算理論上的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:該爐鋼水的目標(biāo)溫度；CaO:渣中的(%CaO)含量；%TFe:渣中全鐵(%TFe)；
⑥計(jì)算出Lp目標(biāo)=(P2O5) *62/142/[P]目標(biāo)；
其中，[P] _:指的是鋼水的終點(diǎn)磷元素成分的目標(biāo)值，Lp:指的是目標(biāo)的磷的分配
比；
⑦如果Lpaife〈k*Lp目#，則重新開(kāi)始執(zhí)行步驟②，增加初始渣量Wslag的設(shè)定值，其中
⑧靜態(tài)加入的石灰=洛量中CaO的重量/石灰中CaO的含量百分比；
靜態(tài)加入的鎂球=渣量中MgO的重量/鎂球中MgO的含量百分比。
[0006]進(jìn)一步的，所述k取值范圍為[1.1，1.5]。
[0007]進(jìn)一步的，在每種物料添加的最后一個(gè)階段將剩余重量的物料全部添加進(jìn)爐體。
[0008]進(jìn)一步的，所述各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段數(shù)據(jù)以及各個(gè)冶煉階段下的各物料加入比例數(shù)據(jù)可以進(jìn)行維護(hù)。
[0009]進(jìn)一步的，所述各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段數(shù)據(jù)以及各個(gè)冶煉階段下的各物料加入比例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0010]本發(fā)明還提供了一種轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括高位料倉(cāng)、匯總料斗、轉(zhuǎn)爐爐體，還包括數(shù)據(jù)庫(kù)、轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型運(yùn)算模塊、加料模式運(yùn)算模塊、冶煉階段監(jiān)控模塊、下裝PLC模塊、PLC控制模塊，
其中，
數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段，以及各個(gè)冶煉階段下的各物料加入比例數(shù)據(jù)；
轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型運(yùn)算模塊用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型計(jì)算爐次物料的總體加入量；
加料模式運(yùn)算模塊獲取當(dāng)前冶煉的鋼種類型，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段的物料加入比例數(shù)據(jù)，以及前述通過(guò)轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型計(jì)算得到的各物料的總體加入量，計(jì)算出各種物料在各個(gè)階段的加料重量；
冶煉階段監(jiān)控模塊采集當(dāng)前轉(zhuǎn)爐冶煉的階段，將下一階段需要加入的物料重量和本階段需要加入的物料信息通過(guò)下裝PLC模塊下裝至PLC ；
下裝PLC模塊用于過(guò)程控制計(jì)算機(jī)與PLC之間的通信，將冶煉階段監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)下裝到控制加料設(shè)備動(dòng)作的PLC ；
PLC控制模塊根據(jù)PLC中下裝的數(shù)據(jù)，控制加料設(shè)備進(jìn)行稱量和加料:首先打開(kāi)匯總料斗的閥門，將本階段需要的加入的物料對(duì)應(yīng)的加入到轉(zhuǎn)爐中；然后，控制高位料倉(cāng)對(duì)下一階段需要加入的物料進(jìn)行稱量，匯聚到匯總料斗中。
[0011]進(jìn)一步的，還包括加料模式維護(hù)模塊，所述加料模式維護(hù)模塊用于提供可視化的用戶界面，用于修改、刪除和增加數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)爐加料控制方法及系統(tǒng)，能夠針對(duì)不同鋼種，在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中的各個(gè)階段進(jìn)行多種物料的自動(dòng)加料，速度快、精度高、實(shí)現(xiàn)了加料模式的標(biāo)準(zhǔn)化。本發(fā)明提供的靜態(tài)此外，能夠根據(jù)實(shí)際需要針對(duì)運(yùn)算模型和分階段添加比例分別調(diào)整和修正，適應(yīng)范圍廣，通用性強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0013]圖1為轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法的步驟流程示意圖；
圖2為加料設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制系統(tǒng)的模塊連接示意圖。
[0014]附圖標(biāo)記列表:
1-高位料倉(cāng)，2-匯總料斗，3-轉(zhuǎn)爐爐體。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0016]本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)爐過(guò)程中的精細(xì)化自動(dòng)加料控制，如圖1所示，包括如下步驟:
(I)由于在不同的鋼種冶煉過(guò)程中需要在各個(gè)階段加入不同種類、不同重量的物料，本發(fā)明預(yù)先設(shè)置各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段下的各物料加入比例數(shù)據(jù)，并根據(jù)當(dāng)前的鋼種進(jìn)行計(jì)算，控制加料裝置在各個(gè)階段加入適當(dāng)比例的物料。此外各個(gè)鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段，以及各冶煉階段對(duì)應(yīng)的各物料加入比例應(yīng)可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。具體地說(shuō)，本發(fā)明中我們預(yù)先創(chuàng)建鋼種-加料模式對(duì)應(yīng)表:
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 預(yù)先設(shè)置各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段，以及各個(gè)冶煉階段下的各物料加入比例數(shù)據(jù)； 通過(guò)轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型計(jì)算爐次物料的總體加入量； 根據(jù)當(dāng)前冶煉的鋼種類型，結(jié)合各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段的物料加入比例數(shù)據(jù)以及通過(guò)轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型計(jì)算得到的各物料的總體加入量，計(jì)算出各種物料在各個(gè)階段的加料重量; 采集當(dāng)前轉(zhuǎn)爐冶煉的階段，將下一階段需要加入的物料重量和本階段需要加入的物料信息下裝到PLC ； 根據(jù)PLC中下裝的數(shù)據(jù)，進(jìn)行稱量和加料，首先打開(kāi)匯總料斗的閥門，將本階段需要的加入的物料對(duì)應(yīng)的加入到轉(zhuǎn)爐中；然后，控制高位料倉(cāng)對(duì)下一階段需要加入的物料進(jìn)行稱量，匯聚到匯總料斗中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法，其特征在于，所述靜態(tài)冶煉模型包括如下步驟: 初始化洛量噸位； 每次計(jì)算時(shí)渣量增加一個(gè)步長(zhǎng)； 依據(jù)平衡原理，計(jì)算渣量中SiO2, P2O5, MnO, MgO, TFe的重量； 根據(jù)下式計(jì)算CaO
CaO= (Wslag - Wsi02 - Wp205 - Wsfa0-WMg0 — Wjt它)/Wslag*100 其中，Wslag為礦渣重量，Wsi02為SiO2的重量，W p205為P2O5的重量，Wsfa0為MnO的重量-WMg0為MgO的重量-Wj^為渣量中其他成分的重量； 根據(jù)下式計(jì)算理論上的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:該爐鋼水的目標(biāo)溫度；CaO:渣中的(%CaO)含量；%TFe:渣中全鐵(%TFe)； 計(jì)算出Lp目標(biāo)= (P2O5) *62/142/[P]目標(biāo)； 其中，[P] _:指的是鋼水的終點(diǎn)磷元素成分的目標(biāo)值，Lp:指的是目標(biāo)的磷的分配比； 如果Lpaife〈k*Lp目#，則重新開(kāi)始執(zhí)行步驟②，增加初始渣量Wslag的設(shè)定值，其中 靜態(tài)加入的石灰=洛量中CaO的重量/石灰中CaO的含量百分比； 靜態(tài)加入的鎂球=渣量中MgO的重量/鎂球中MgO的含量百分比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法，其特征在于:所述k取值范圍為[1.1,1.5]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法，其特征在于:在每種物料添加的最后一個(gè)階段將剩余重量的物料全部添加進(jìn)爐體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法，其特征在于:所述各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段數(shù)據(jù)以及各個(gè)冶煉階段下的各物料加入比例數(shù)據(jù)可以進(jìn)行維護(hù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制方法，其特征在于:所述各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段數(shù)據(jù)以及各個(gè)冶煉階段下的各物料加入比例數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。
7.一種轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括高位料倉(cāng)、匯總料斗、轉(zhuǎn)爐爐體，其特征在于:還包括數(shù)據(jù)庫(kù)、轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型運(yùn)算模塊、加料模式運(yùn)算模塊、冶煉階段監(jiān)控模塊、下裝PLC模塊、PLC控制模塊， 其中， 數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段，以及各個(gè)冶煉階段下的各物料加入比例數(shù)據(jù)； 轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型運(yùn)算模塊用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型計(jì)算爐次物料的總體加入量； 加料模式運(yùn)算模塊獲取當(dāng)前冶煉的鋼種類型，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的各鋼種對(duì)應(yīng)的各個(gè)冶煉階段的物料加入比例數(shù)據(jù)，以及前述通過(guò)轉(zhuǎn)爐靜態(tài)冶煉模型計(jì)算得到的各物料的總體加入量，計(jì)算出各種物料在各個(gè)階段的加料重量； 冶煉階段監(jiān)控模塊采集當(dāng)前轉(zhuǎn)爐冶煉的階段，將下一階段需要加入的物料重量和本階段需要加入的物料信息通過(guò)下裝PLC模塊下裝至PLC ； 下裝PLC模塊用于過(guò)程控制計(jì)算機(jī)與PLC之間的通信，將冶煉階段監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)下裝到控制加料設(shè)備動(dòng)作的PLC ； PLC控制模塊根據(jù)PLC中下裝的數(shù)據(jù)，控制加料設(shè)備進(jìn)行稱量和加料:首先打開(kāi)匯總料斗的閥門，將本階段需要的加入的物料對(duì)應(yīng)的加入到轉(zhuǎn)爐中；然后，控制高位料倉(cāng)對(duì)下一階段需要加入的物料進(jìn)行稱量，匯聚到匯總料斗中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)爐加料自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括加料模式維護(hù)模塊，所述加料模式維護(hù)模塊用于提供可視化的用戶界面，用于修改、刪除和增加數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】C21C5/28GK104004876SQ201410179509
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】梁明芹, 王緒國(guó) 申請(qǐng)人:南京梅山冶金發(fā)展有限公司, 上海梅山科技發(fā)展有限公司, 上海梅山鋼鐵股份有限公司