[發明專利]轉爐氧槍自動定位控制方法

無效

• 申請號: 201110207210.4
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102220450A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 李曉勤;趙會斌
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C21C5/30
• 分類號: C21C5/30
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 周發軍

技術領域

本發明涉及冶金煉鋼工藝中轉爐氧槍升降過程中的準確自動定位的控制方法。

背景技術

在轉爐煉鋼生產中，氧槍定位的精確性直接關系到煉鋼過程中的脫碳、造渣、升溫以及噴濺的發生，最終會影響吹煉終點的鋼水溫度和碳含量，同時，對生產安全和爐齡、槍齡也有很大的影響。因此，必須很好地控制氧槍的槍位，使煉鋼過程得以平穩進行。在整個吹煉過程中，氧槍槍頭與轉爐熔池液面之間的距離（稱為相對高度）是不斷變化的，按照吹煉的初期、中期和末期設定若干不同相對高度。工藝要求在吹煉過程中氧槍能夠自由升降，并按照規定的氧槍升降速度曲線進行控制，能準確地停止在規定的位置上，要求具有較高的定位精度和可靠的安全性能。

傳統的氧槍自動定位控制采用PID回路調節方式，在控制過程中難于兼顧系統的快速性和控制精度方面的要求，容易產生超調和震蕩。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種氧槍自動定位控制方法，能夠快速、準確地將氧槍定位在規定的相對高度，完全避免了超調和震蕩。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是這樣實現的，它包括以下步驟：

步驟1、設定氧槍的相對高度設定值，

步驟2、通過絕對值編碼器檢測計算法獲得氧槍的相對高度實際值；

步驟3、計算偏差值，偏差值等于所述相對高度設定值減去所述相對高度實際值；

步驟4、判斷，當偏差值大于0時，高速提槍；偏差值小于0時，高速下槍。

進一步的，所述步驟4還包括，當偏差值小于第一閾值、且大于第二閾值時，將氧槍的升降速度限制為低速。

作為優化，所述步驟4還包括，當偏差值小于第二閾值時，將氧槍的升降速度限制為超低速。

進一步的，所述步驟4還包括，提槍時，當偏差值小于第三閾值時停止；下槍時，當偏差值大于負的第四閾值時停止。

作為優選方案，所述高速為40±10%m/min,低速為10±10%?m/min,超低速為5±10%?m/min。

作為優選方案，所述第一閾值設置為100±10cm，第二閾值等于30±5cm，第三閾值設置為2±10%cm，所述第四閾值等于3±10%cm。

最佳的，還包括以下步驟：增加或減少氧槍的相對高度設定值，或者重新設定氧槍的相對高度設定值。

基于上述控制方法，本發明方法具有控制準確、實現容易、系統簡單、可靠的優點，它能夠快速、準確地將氧槍自動定位到指定位置。控制精度≤±1cm。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明的技術方案作進一步具體說明。

圖1為氧槍定位方法程序流程圖。

具體實施方式

本具體實施方式所涉及的硬件設備包括：PLC模塊S7-400，變頻器選用西門子公司的6SE70變頻器，并通過Profibus-DP網與PLC通訊。氧槍電機傳動軸上裝有絕對值編碼器檢測氧槍高度，電機傳動軸上還配有抱閘（由變頻器控制抱閘）。本具體實施方式所涉及的氧槍升降速度為：高速40m/min，低速10m/min，超低速5m/min。氧槍升降時，由V＝0m/min升速到V＝40m/min的加速時間5s；V＝40m/min減速到V＝0m/min的減速時間3s。

下面描述通過絕對值編碼器檢測及相應的算法獲得氧槍的相對高度實際值Hx。

絕對值編碼器裝在氧槍電機傳動軸上，電機傳動軸通過減速機帶動卷筒轉動，繞在卷筒上的鋼絲繩帶動氧槍小車沿著導軌升降，而氧槍則固定在小車上。通過以下算法計算氧槍的相對高度實際值Hx：

Hx=（Nh－Nx）×B×3.1416×（D+d）/?Np－Hr???????（1）

式（1）中：

Hx－相對高度；

Nh－換槍點折算脈沖數；

Nx－編碼器當前位置脈沖數；

B－卷筒軸到電機軸的減速比；

D－卷筒直徑；

d－鋼絲繩直徑；

Np－編碼器每圈脈沖數；

Hr－熔池液面高度；

為保證絕對值編碼器檢測信號的準確性，防止累積誤差，在提升到換槍點后將自動進行編碼器校準。

在整個氧槍升降全程范圍內，氧槍高度一般設有如下工藝點（從高到低排列）：換槍點，氮封口，刮渣點，待吹點，開氧點，關氧點，吹煉點，最低點等。

在整個氧槍升降過程中，氧槍根據不同的高度位置用高速或低速升降。具體說明如下：

下槍過程：換槍點?→?氮封口（低速），氮封口?→?吹煉點（高速），吹煉點以下（低速）。