[發明專利]一種冶煉合金成分控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 202010547331.2
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN113805537B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 管萍;朱坤;陳紹林;詹起梅;高建軍
• 申請（專利權）人: 上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;C21C7/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發明涉及一種冶煉合金成分控制系統，所述控制系統包括合金加入量計算系統、各工序通訊模塊、合金成分預測模塊、合金物料下發模塊，以及合金成本在線評價模塊；其中合金加入量計算系統主要包括數據處理模塊和合金計算模塊，數據處理模塊的功能是對相關參數和冶煉路徑、吹止成分要求，脫氧機制等輸入數據進行相應的邏輯處理和判斷；合金計算模塊是實現包括煉鋼各工序的合金加入量自動計算；該技術方案整個系統設計簡單合理，基于全工序，打通轉爐、氬站、精煉和RH合金模型，共同使用線性規劃算法對錳合金加入量進行運籌規劃，對其他各類合金使用均進行了充分考慮，結合冶煉路徑、將成本、成分作為約束條件實現合金加入量最優。

技術領域

本發明涉及一種控制裝置，具體涉及一種冶煉合金成分控制系統，屬于煉鋼冶煉技術領域。

背景技術

在煉鋼過程中通常需要加入合金來去除夾雜、調節鋼水合金成分，以此改善鋼的性能。不同的合金有著不同作用，碳、錳等可以增加鋼材抗拉強度及硬度；鋁可以增加鋼材抗氧化性及抗腐蝕性能鈮提高強度；鈮則能改善焊接性能，提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。

煉鋼合金成分控制涉及到多工序、多種品位的合金添加量。合金成分控制在各工序間的分配量、不同品位合金的價格和收得率差異決定著煉鋼合金成分控制的成本。

目前現有轉爐合金模型、精煉合金模型，模型之間不交叉，獨立運行，轉爐模型計算的基礎是被動根據預測吹止成分，而氬站鋁線模型、LF爐合金模型、RH合金模型則是根據來料鋼水成分，計算各工序的合金加入量，沒有基于全工序的最優成本的合金成分控制思想，亦沒有打通各模型之間的關系，很難統一的在線評價一爐鋼的總合金成本。

由于隨著合金價格不斷攀升，煉鋼合金降本是大勢所趨。單純依靠人工簡易計算，處于防止合金成分不足而致各工位保留的考慮，時常出現合金成分出格，合金過度使用，因此已不能適應合金降本的需要。

檢索到公開專利CN201911291782一種降低冶煉合金成本的方法及裝置，公開技術與本技術都涉及到合金加入量的計算，但公開技術主要通過鋼水中各成分含量的百分比來理論計算合金加入量，沒有考慮到實際生產過程中由于鋼水冶煉過程中的回磷、回硫以及底吹增碳等工藝特性。而本技術是通過打通各工序模型，實時預測下一工序的成分，及時根據加入重量，實際檢化驗成分等信息，對合金加入量進行滾動式的反饋計算，確保合金加入量更加準確，兩者在本質上對合金成分的控制思想完全不同。

檢索到公開專利CN201710666752LF精煉汽車鋼合金窄成分的控制方法,該技術主要針對用戶對板形和表面質量要求很高的鋼種，通過對鋼水成分進行下限控制，對渣厚操作、鋼水裝入量，底吹等工藝控制滿足精煉汽車鋼合金窄成分的控制方法。此公開技術與本技術所述的基于全工序的合金成分控制系統有著本質不同。

發明內容

本發明正是針對現有技術中存在的問題，該技術方案提供一種基于全工序的最優成本合金成分控制系統和控制方法，該技術方案能根據生產計劃信息，依據終點成分要求，各工序的實績終點試樣信息、冶煉路徑、合金品味、價格和收得率等的差異，綜合考慮合金成分控制在工序間的分配，滾動式反饋計算該爐次需要加入的合金種類、合金重量，通過實時預測各工位的合金成分，反饋計算合金加入量在各工位分配是否合理,統一在線評價一爐鋼合金總成本，在保證滿足鋼水質量的同時，保證各工序間合金分配最優。該技術通過對全工序間的合金統一分配，模擬各工序合金加入后的成分預測并進行滾動式的反饋計算，同時對成本和操作進行在線評價，確保各工序間的合金分配量更合理，從而實現最優成本的合金成分控制，減低噸鋼合金成本。