[發明專利]一種煉鋼廠RH精煉設備自動控制系統

有效

• 申請號: 201810348808.7
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108342540B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 廖雪超;陳振寰;周游
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C21C7/10
• 分類號: C21C7/10;C21C7/068;C21C7/00
• 代理公司: 33231 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張宇娟<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種煉鋼廠RH精煉設備自動控制系統，其特征在于，包括：

參數采集輸入模塊、脫碳控制模塊、合金加入模塊、溫度控制模塊和終端控制模塊；其中，

所述參數采集輸入模塊用于通過傳感器獲取鋼水初始數據，以及接收或基于查表獲取的鋼水目標數據；所述鋼水初始數據包括鋼種信息、鋼水初始成分Sj、初始溫度T₀、鋼水初始碳濃度[C]₀、鋼水初始氧濃度[O]₀及初始重量，所述鋼水目標數據包括鋼水目標成分、目標溫度T_目標、鋼水目標碳濃度[C]_aim、脫碳結束后鋼液游離氧濃度[O]_end及目標重量W_steel；

所述脫碳控制模塊連接參數采集輸入模塊，用于根據鋼水初始數據和鋼水目標數據中的碳含量配置脫碳處理時間和脫碳吹氧量參數；具體包括：

模式選擇單元，用于基于鋼種信息選擇泵模式；

強制吹氧判斷單元，用于根據接收的鋼水初始數據和預設算法判斷是否強制吹氧脫碳；所述預設算法為：如果[O]₀≥([C]₀-[C]_aim)×1.33+[O]_end則不吹氧；否則，吹氧；

脫碳吹氧量計算單元，用于根據預設算法計算脫碳吹氧量；所述預設算法為：其中，為強制脫碳需要吹氧量，β為吹氧效率參數；

以及脫碳處理時間計算單元，用于根據預設算法計算脫碳處理時間；所述預設算法為：[C]_t＝[C]₀exp(-k_c·t_脫碳時間)，其中，[C]_t為t時刻鋼液的碳濃度，k_c為脫碳速度常數，t_脫碳時間＝k_c^-1ln([C]₀/[C]_aim)；

所述合金加入模塊連接參數采集輸入模塊，用于根據接收的鋼水初始數據和鋼水目標數據配置合金加入量以及鋼水酸溶鋁量參數；合金加入量計算公式為：

W_j＝(M_i-S_i)×W_steel×1000/(η_i-j×￡_j)

其中，M_i為鋼水元素目標值，S_i為鋼水元素初始值，η_i-j為合金成分含量，通過合金成分表查詢得到，￡_j為合金收得率，通過合金元素收得率表查詢得到；

所述溫度控制模塊連接參數采集輸入模塊和合金加入模塊，用于根據接收的鋼水初始數據、鋼水目標數據和合金加入量參數配置升溫吹氧量、升溫加鋁量或廢鋼加入量參數；具體包括：

預報溫度計算單元，用于根據接收的鋼水初始數據、鋼水目標數據和合金加入量參數計算預報溫度并與目標溫度比較；其中預報溫度通過下式計算：

T_預報＝T₀+T_DEO+T_DEC+T_ALLOY+T_VAC+T_LADLE

其中，T_DEO為氧脫碳溫度變化，T_DEC＝([C]₀-[C]_aim)×K_co，K_co為每100ppm的C造成的溫度變化；T_DEC為鋁脫氧溫度變化，T_DEO＝[O]_end×q_Al-o/100，q_Al-o為每脫100ppm的O造成的溫度變化；T_ALLOY為不包括鋁丸時合金加入造成的溫降，T_ALLOY＝∑(W_j×K_j)/1000，W_j為加入合金量，K_j為合金的溫降系數；T_VAC為真空室狀態造成溫降，通過統計分析煉鋼廠不同真空情況給出人工設定值，T_LADLE為鋼水罐自然溫降，T_LADLE＝K_LADLE×t_處理時間，K_LADLE為鋼包溫降系數，t_處理時間為RH處理時間；

升溫吹氧量計算單元，用于當預報溫度小于等于目標溫度時根據預設算法計算升溫吹氧量；所述預設算法為：其中，q_o2為吹1m³O₂鋼液溫度變化參數；

升溫加鋁量計算單元，用于當預報溫度小于等于目標溫度時根據預設算法計算升溫加鋁量；所述預設算法為：

以及廢鋼加入量計算單元，用于當預報溫度大于目標溫度時根據預設算法計算廢鋼加入量；所述預設算法為：W_廢鋼＝[(T_目標-T_預報)×1000]/K_SCARP，其中K_SCARP為潔凈廢鋼溫降系數；

所述終端控制模塊分別連接脫碳控制模塊、合金加入模塊和溫度控制模塊，用于接收上述各模塊配置的參數，根據接收的參數配置控制指令，并分別發送至RH精煉設備的氧槍系統、真空泵系統和合金系統；具體包括：

總吹氧量計算單元，用于根據接收的脫碳吹氧量和升溫吹氧量參數計算總吹氧量：

總鋁丸加入量計算單元，用于根據接收的升溫吹氧量、升溫加鋁量及鋼水酸溶鋁量參數通過下式計算總鋁丸加入量：

W_AL＝W_S-AL+W_DE-AL+W_Als-0.15W_TiFe

其中，W_DE-AL為脫氧劑加鋁量，

W_DE-AL＝1.127×10^-3[O]_end×W_steel

W_Als為鋼水酸溶鋁量，

W_ALs＝(M_Als-S_Als)×W_steel×1000

M_Als為鋼水目標Al含量，S_Als為鋼水初始Al含量，W_TiFe為鈦鐵合金計算量；

指令配置單元，用于根據接收的總吹氧量、脫碳處理時間、廢鋼加入量參數及泵模式配置脫碳處理指令，并于脫碳結束后配置保持時間和加鋁指令，以及于加鋁結束后根據接收的合金加入量參數配置合金加入指令；

以及指令發送單元，用于向RH精煉設備的氧槍系統、真空泵系統和合金系統發送所述指令配置單元配置的指令。

2.如權利要求1所述的煉鋼廠RH精煉設備自動控制系統，其特征在于，所述參數采集輸入模塊包括取樣單元、鋼種信息輸入單元、脫碳參數輸入單元、溫控參數輸入單元和鋼水成分輸入單元。