炼钢厂50吨转炉动态炼钢控制系统的开发与应用

赵志宇

摘 要：文章重点的分析了莱钢炼钢厂转炉动态炼钢控制系统，认真的讲述了转炉动态炼钢所具有的独特性要素，而且对重要的工艺开展了全面的叙述。

关键词：计算机过程级；炉气分析；动态模型；静态模型

1 概述

最近几年中，电脑掌控冶金活动已经获取了非常显著的成就，现在我国的许多单位都在一定程度上引进了电脑控制体系。为了提升综合产量，提升品质，扩大种类，减少费用和使用的资源的数量，确保生产活动稳定，在转炉中融入电脑技术，必然成为时代发展的必然要素。在生产活动中使用动态炼钢活动之后，能够大大的提升品质以及总数，合理的优化活动步骤，对于提升综合效益来讲，意义非常的重大。所以，在行业中引入50吨转炉进行动态炼钢控制是时代发展到必然性。

2 体系简介

莱钢4#转炉，为无副枪顶吹型式，年设计生产能力为50万吨，早在十年之前的时候就应该开始运行，通过扩容活动，现在它具有非常高的生产力，而且与大方坯连铸机构成了产能匹配的短流程生产线。

该转炉动态炼钢控制系统于2004年01月开始实施，它的运作非常的安稳，可以合乎动态炼钢对信息的规定。此体系关键进行已实现的生产管控活动。

3 世界以及我国的具体状态分析

要想切实的提升生产总数，具有优秀的品质，同时还能够扩充类型，减少费用和资源的使用量，确保工艺合乎规定，就应该适时的引入电脑控制工艺，它较之于别的工艺意义更加的关键，所以在钢铁领域中，转炉是首先使用计算机控制的机组。现在，在世界上的很多国家都使用电脑控制体系，我国从上个世纪的中后期逐步的进行该项探索活动，而且也获取了非常显著地成就。现在，我国的几大钢厂都已经在各个层次上开展了该项活动。开展生产步骤的电脑管控意义非常的关键。转炉炼钢为紧凑型生产，所以，引进优秀的电脑控制体系是确保品质以及生产总数得以提升的关键要素，所以，我们选择了静态模型和动态模型。

4 关键特征要素

4.1 基础级到计算机级数据传输程序设计：50吨转炉数据传输的控制程序通过使用西门子公司专用的编程软件STEP7，并采用LAD、CSF、STL三种灵活的方式编制而成。整套控制程序采用模块化/结构化编程方法：整个程序又可以分成很多的单一要素，所有的要素的程序以及信息都处于各程序块中，并由主程序OB1在每次扫描周期中依次调用来实现各自的控制功能；除此之外，在所有的步骤中，进行细致的论述。此类编程措施使得一些查阅和功效的发展等活动变得非常的简便，很好的提升了活动的灵便性以及功效性等特征。

4.2 炉气分析系统通过对转炉炉气进行分析，获取对活动步骤的分析。

4.3 数据传输控制系统中的监控系统，它有非常多的功效特征，比如信息收录，传递以及自行的预警等等的一些要素，正是因为有这些优势特征，所以可以确保活动能够得到精准的记载等。

5 重要工艺

5.1 对于氧枪的精确性分析

一般来讲，在活动过程中，针对氧枪开展的定位活动是否合理，会对很多要素产生影响，比如碳的多少等，而且，对于生产安稳以及设备的使用年限等都有着非常深入的意义。所以，把氧枪的定位当成是非常关键的要素来处理，硬件上采用德国TURCK增量型编码器和西门子FM450高速计数模板配合，主要负责方位信息的收集。对于定位信息的分析，一般是按照点线融合的措施来开展的，对于极限位、待吹位、开氧/闭氧位、变速位等需精确定位的关键点，采用10次往返计数值加权平均的方法，以抵消提升加速和下降加速引起的卷扬钢绳弹性形变所造成的定位误差。对于纵轴线上的枪位显示数据，则采用自动定量补偿和人工校准相结合的方法予以处理：也就是说在设备上升和落下的时候， 在编码器读数的基础上，分别加或减一个补偿量，这个补偿量是对氧枪1000次往返读数与实测枪位误差的统计处理结果，用这一数据补偿，在氧枪的工作行程上，可以达到+/-2CM的定位精度，可以有效地合乎枪位的精确性规定。除此之外，为了提升体系的稳定性，通过MMI设置了枪位校准按钮，如果失误比较大的话，可将其下降至校准区域，按下校枪按钮进行软手动校枪，这时候定位体系就能够自行具有精确性。

枪位计算公式如下：

L升=（W+M-N升）×（3.1416×D）÷S

L降=（W+M+N降）×（3.1416×D）÷S

其中：L升：提升过程实际枪位；L降：下降过程实际枪位；W：计数模板当前计数值；N升：提升过程补偿量；N降：下降过程补偿量；M：校准点初始计数读数；S：编码器每周脉冲数；D：提升装置卷扬辊直径

5.2 炉气分析系统

炼钢厂四号转炉动态炼钢炉气分析系统分为三个部分，即EMG模块、SPS模块和图表站。第一个要素是应用到DOS下，关键是开展信息的探索活动。第二个要素是建立在UNIX下，关键是用语获取控制阀的相关信息。最后一个是用来获取气体量的多少的。

转炉动态炼钢系统炉气分析采用俄罗斯EMG-20-1型飞行时间质谱仪，它属于时间质朴仪，专为记录炼钢转炉或其它冶炼过程所排放气体的质谱图并同时分析其中多个成分含量而设计。

它是在零四年初的时候，引入本厂的。其位于超净化区域中，采用真空泵将炉气吸入质谱仪进行分析。

5.3 静态控制模型

它的关键活动是结合物料的性质等寻求最为合理的比例，而且结合已有的原料明确最佳的冶炼措施。它是电脑终点管控的关键所在，它的精确性会对碳水以及气温等的性能有非常大的影响。结合建立模型措施的差异，静态控制模型有理论型、统计型和经验型。炼钢厂50吨转炉，采用经验型，构成炉气分析终点控制静态模型。它的存在有一个非常关键的前提，即炉气分析信息，进而确保进行终点的管控活动。

5.4 动态控制模型

它是对上一种的精确性的补充。根据物料平衡、能量平衡、化学动力学、化学热力学等理论，以及炉气分析结果建立脱C速度计算模型、温度变化计算模型、其他元素变化计算模型等，采用增量校验技术和神经网络技术实现对分析结果延误的矫正和系统误差的消除，进而提谁给你命中性特征。

动态控制模型主要由炉气定碳模块、温度预报模块、喷溅预报模块、冷却剂控制模块构成。其中对于模型有关的自动学习以及适应特征的获取是切实提升其精确性以及运行性的重要要素。结合方式的差异，其对失误现象的分析措施又可以如下的两种。

数值处理方法：T.Hara[1]将每个预测模型都表示为

y=F（x）+△a

式中，学习项△a在每炉喷吹结束后及时学习实际数据，并预测下一炉y-F（x）值。

人工智能方法：

它演示了专门人员的思想以及决定活动，能够引入人类经验并提高模型弹性，进而可以有效地应对以往模式中的不利现象。

6 结束语

通过分析，该体系投入运作大约一年的具体功效，我们发现，这个体系的设计非常的优秀，而且控制活动很高超，功效非常全面，运作也很稳定，能够有效的开展好舍不得过程级的管控工作，保证了活动能够顺利的开展，有着非常优秀的的经济性特征。这个体系有非常优秀的自扩特征以及别的一些优势，在本领域和别的一些有关的领域中非常的值得推广使用。当开展运作之后，还是有许多的不利现象存在。比如，体系中的一些装置的控制功效和通讯水平还应该结合具体情况开展全面的维护。必须结合具体情况，认真地进行修整，切实的将设备的性能完善，尽量确保合乎生产规定，才可以确保体系运作合理优秀，进而确保其可以实现应有的价值和意义，更好的为群众服务 。