转炉自动炼钢控制系统技术的开发课件.ppt

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1、转炉自动炼钢控制系统转炉自动炼钢控制系统技术的开发技术的开发交交 流流 内内 容容一、一、转炉自炉自动炼钢技技术概述概述二、二、CISDICISDI转炉自炉自动炼钢技技术三、提高三、提高转炉自炉自动炼钢控制水平的探控制水平的探讨四、四、结语2 23 3转转 炉炉 自自 动动 炼炼 钢钢 技技 术术一、转炉自动炼钢技术概述一、转炉自动炼钢技术概述控制目标：控制目标：实现转炉冶炼终点的成分与钢水温度的准确控制。实现转炉冶炼终点的成分与钢水温度的准确控制。技术优势（相较于经验炼钢）：技术优势（相较于经验炼钢）：（1 1）模模式式化化转转炉炉炼炼钢钢工工艺艺，使使转转炉炉冶冶炼炼工工艺艺更更加加规规范

2、范、稳定；稳定；（2 2）提提高高终终点点控控制制的的准准确确性性，减减少少补补吹吹次次数数、降降低低钢钢铁铁料消耗；料消耗；（3 3）缩短冶炼周期、提高生产效率；）缩短冶炼周期、提高生产效率；（4 4）改善劳动环境，减轻劳动强度；）改善劳动环境，减轻劳动强度；4 4一、转炉自动炼钢技术概述一、转炉自动炼钢技术概述计算机控制计算机控制系统（系统（L2L2）转转炉炉自自动动控控制制系系统统过程检测过程检测控制系统控制系统数学模型数学模型控制系统控制系统基础自动化控基础自动化控制系统（制系统（L1L1）转转炉炉冶冶炼炼信信息息收收集集、数数学学模模型型的的参参数数管管理理和和模模型型计计算、算、L

3、2L2与与L1L1的数据通讯的数据通讯以以副副枪枪为为例例：采采用用副副枪枪测测量量熔熔池池的的碳碳含含量量和和温温度度，为终点动态控制提供依据为终点动态控制提供依据依依据据模模型型计计算算结结果果自自动动执执行行吹吹炼炼控控制制、备备料料 加加料料控制、副枪控制等控制、副枪控制等计计算算转转炉炉冶冶炼炼过过程程的的控控制制参参量量，如如：辅辅料料消消耗耗、氧氧气消耗、冷却剂消耗等气消耗、冷却剂消耗等转炉自动炼钢技术的应用条件转炉自动炼钢技术的应用条件转炉自动炼钢技术的应用条件转炉自动炼钢技术的应用条件炼钢设备系统的稳定可靠运行炼钢设备系统的稳定可靠运行过程数据检测的准确可靠过程数据检测的准确

4、可靠原材料质量稳定原材料质量稳定一、转炉自动炼钢技术概述一、转炉自动炼钢技术概述生产管理水平要求较高生产管理水平要求较高5 5交交 流流 内内 容容一、一、转炉自炉自动炼钢技技术概述概述二、二、CISDICISDI转炉自炉自动炼钢技技术三、提高三、提高转炉自炉自动炼钢控制水平的探控制水平的探讨四、四、结语6 6二、二、CISDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术副枪机械设备副枪机械设备系统开发系统开发模型控制系统模型控制系统的开发的开发CISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术7 7计算机控制计算机控制系统（系统（L2L2）基础自动化控基础自动化控制系统（制系统（L1L1）二、二、CI

5、SDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术 提纲提纲提纲提纲基基本本功功能能：在在转转炉炉吹吹炼炼末末期期和和吹吹炼炼终终点点测测量量熔熔池池的的温温度度、碳碳含含量量、氧氧含含量量、熔池液面高度以及完成取样工作熔池液面高度以及完成取样工作；优点：优点：可可以以在在吹吹氧氧不不倒倒炉炉的的情情况况下下确确定定转转炉炉内内钢钢水水的的状状态态，有有效效提提高高转转炉控制的准确性炉控制的准确性；缩短冶炼周期缩短冶炼周期；减轻现场操作人员的劳动强度。减轻现场操作人员的劳动强度。转炉副枪机械设备系统转炉副枪机械设备系统转炉副枪机械设备系统转炉副枪机械设备系统8 8二、二、CISDICISDI转炉

6、自动炼钢技术转炉自动炼钢技术 提纲提纲提纲提纲转炉副枪机械设备系统转炉副枪机械设备系统转炉副枪机械设备系统转炉副枪机械设备系统主要设备：主要设备：副枪枪体副枪枪体副枪旋转副枪旋转/横移装横移装置置副枪升降装置副枪升降装置探头装卸装置探头装卸装置（包括探头输出（包括探头输出装置、机械手、装置、机械手、卸探头装置）卸探头装置）探头回收溜管探头回收溜管密封阀密封阀副枪刮渣器等副枪刮渣器等9 91010CISDICISDI副枪机械设备系统特点副枪机械设备系统特点副枪机械设备系统特点副枪机械设备系统特点二、二、CISDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术序号申请专利名称申请号专利号1一种转炉副枪

7、探头卸载装置200620111752.6 2一种转炉副枪刮渣装置200620111751.1 3一种转炉副枪探头夹持器装置200720123633.7 4一种转炉副枪探头夹持器装置200710078234.85一种探头输出装置200810069823.46一种升降小车装置200820098594.47一种升降小车装置200810069856.98一种转炉副枪氮封阀200920127842.89一种转炉副枪刮渣器200920128124.210一种滚轮式滑道锁紧装置200920128511.6u副枪探头导向、夹持采用铰接机构，副枪探头导向、夹持采用铰接机构，增加了探头的容错能力；增加了探头的容错

8、能力；u探头输出装置采用大斜面输送探头结探头输出装置采用大斜面输送探头结构，设备结构简单，制造方便；构，设备结构简单，制造方便；u升降车自带棘齿式防坠装置和钢绳平升降车自带棘齿式防坠装置和钢绳平衡器，有效提高副枪高速运动的安全性；衡器，有效提高副枪高速运动的安全性；u副枪氮封阀装置将氮封口、转轴阀板副枪氮封阀装置将氮封口、转轴阀板合并为一体，结构紧凑，有效增加了容合并为一体，结构紧凑，有效增加了容渣能力；渣能力；二、二、CISDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术副枪机械设备副枪机械设备系统开发系统开发模型控制系统模型控制系统的开发的开发CISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术常规转

9、炉静常规转炉静态模型控制态模型控制技术技术中高磷铁水中高磷铁水模型控制技模型控制技术术基于副枪技基于副枪技术的动态模术的动态模型技术型技术基于炉气分基于炉气分析的动态模析的动态模型技术型技术11111212二、二、CISDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术常规转炉静态模型控制技术常规转炉静态模型控制技术CISDI静态控制模型采用静态控制模型采用“冶炼机理冶炼机理+数学统计数学统计+专家规则专家规则+自适应学习自适应学习”相结合相结合的复合建模方法的复合建模方法从冶炼机理角度构建控制方程式的基本形式，确保模型的通用性；从冶炼机理角度构建控制方程式的基本形式，确保模型的通用性；采用数学统

10、计采用数学统计+专家规则相结合的方法确定关键控制参数，确保模型的现场专家规则相结合的方法确定关键控制参数，确保模型的现场适应性；适应性；自适应学习方法定期修正控制系数，确保控制模型计算的精确性自适应学习方法定期修正控制系数，确保控制模型计算的精确性；1313二、二、CISDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术中高磷铁水模型控制技术中高磷铁水模型控制技术CISDI转炉中高磷铁水（含磷0.15%以上）模型包括静态控制模型和终点磷含量预测模型；静态控制模型基于预处理脱磷的基本原理，从物料平衡和热平衡角度出发，计算为满足脱磷要求所需要的供氧量和辅料加入量；终点磷含量预测模型是根据磷含量守恒，同

11、时基于炉渣氧化性的动态控制、磷分配比的回归计算、铁水成分、渣量等过程数据实时预测终点磷含量。1414二、二、CISDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术基于副枪技术的动态控制模型技术基于副枪技术的动态控制模型技术模型依据副枪探头检测的转炉熔池实时碳含量信息、温度信息，判定转炉冶炼终点是否能够直接命中吹炼目标；若计算结果表明能够直接命中吹炼目标C-T，即静态模型终点命中，不需要校正控制，则继续完成吹炼过程；若计算结果表明吹炼终点不能直接命中，动态模型将根据副枪检测信息和钢种冶炼目标值，修正温控剂量和吹氧量，以校正吹炼过程；1515二、二、CISDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技

12、术基于炉气分析的模型控制技术基于炉气分析的模型控制技术动态碳含量预报：动态碳含量预报：动态碳含量预报：动态碳含量预报：利用质量平衡原理，用曲线拟合和模式识别等方法，实时在线预报钢水中的碳含量炉气分析模型炉气分析模型炉气分析模型炉气分析模型动态温度预报：动态温度预报：根据实时监测的CO/CO2成分变化，利用热力学原理推算并动态显示冶炼过程炉内钢水温度变化拐点判断，自学习拐点判断，自学习拐点判断，自学习拐点判断，自学习1616二、二、CISDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术转炉转炉转炉转炉副枪及控制模型现场应用副枪及控制模型现场应用副枪及控制模型现场应用副枪及控制模型现场应用L2数据接

13、收数据接收炉次开始炉次开始选废钢选废钢料槽料槽选铁选铁水包水包确确认计认计算算结结果果获获取炉次号取炉次号获获取取废钢废钢信息信息获获取取铁铁水信息水信息L1L1EMSMES留渣信息留渣信息自自动炼钢动炼钢炉次炉次结结束束L1L1L1开始开始枪枪位控制位控制开始加料控制开始加料控制 L1模模型型计计算算1717二、二、CISDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术转炉转炉转炉转炉副枪及控制模型现场应用副枪及控制模型现场应用副枪及控制模型现场应用副枪及控制模型现场应用将转炉基础炼钢技术与自动炼钢模型控制进行整合，实现在基础计算机将转炉基础炼钢技术与自动炼钢模型控制进行整合，实现在基础计算机

14、上完成自动炼钢的全部操作上完成自动炼钢的全部操作1919二、二、CISDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术转炉转炉转炉转炉副枪及控制模型现场应用副枪及控制模型现场应用副枪及控制模型现场应用副枪及控制模型现场应用1副枪投用率副枪投用率副枪投用率副枪投用率模型命中率模型命中率模型命中率模型命中率2二、二、CISDICISDI转炉自动炼钢技术转炉自动炼钢技术2020CISDICISDI转炉自动炼钢的技术特点转炉自动炼钢的技术特点转炉自动炼钢的技术特点转炉自动炼钢的技术特点u自主开发的转炉副枪成套设备技术、生产控制模型和基础自动化系统，自主开发的转炉副枪成套设备技术、生产控制模型和基础自动化

15、系统，实现转炉炼钢过程的自动控制；实现转炉炼钢过程的自动控制；u开发的高磷铁水控制模型和基于烟气分析技术的转炉控制模型，拓展开发的高磷铁水控制模型和基于烟气分析技术的转炉控制模型，拓展转炉自动炼钢控制功能；转炉自动炼钢控制功能；u丰富的工厂设计和转炉现场调试经验，专业的现场调试人员，可及时丰富的工厂设计和转炉现场调试经验，专业的现场调试人员，可及时解决现场技术问题；解决现场技术问题；u可提供包括厂房设计、装备设计、软件编程与调试等一揽子解决方案，可提供包括厂房设计、装备设计、软件编程与调试等一揽子解决方案，最大限度减少各系统间接口数目；最大限度减少各系统间接口数目；u可根据现场工艺、原料特点为

16、用户提供完整的生产制度解决方案；可根据现场工艺、原料特点为用户提供完整的生产制度解决方案；交交 流流 内内 容容一、一、转炉自炉自动炼钢技技术概述概述二、二、CISDICISDI转炉自炉自动炼钢技技术三、提高三、提高转炉自炉自动炼钢控制水平的探控制水平的探讨四、四、结语21212222三、提高转炉自动炼钢控制水平的探讨三、提高转炉自动炼钢控制水平的探讨l转炉生产控制模型基础转炉炼钢的“再现性”n“再现性”：对不同冶炼炉次，若其输入的工艺条件相同，则作为输出的终点控制结果如终点温度、成分等亦应完全相同。铁水成分铁水温度废钢结构废钢规格铁水比钢种成分目标温度副原料规格炉子工况输 入（I）输 出（O

17、）终点温度终点碳含量终点磷含量关键因素：关键因素：在思想上重视，提升现场管在思想上重视，提升现场管理水平；理水平；加强设备维护水平，降低设加强设备维护水平，降低设备故障率；备故障率；保障过程数据检测准确可靠；保障过程数据检测准确可靠；长期的工艺参数摸索与积累；长期的工艺参数摸索与积累；制定科学合理的生产管理制制定科学合理的生产管理制度；度；规范化的现场操作；规范化的现场操作；交交 流流 内内 容容一、一、转炉自炉自动炼钢技技术概述概述二、二、CISDICISDI转炉自炉自动炼钢技技术三、提高三、提高转炉自炉自动炼钢控制水平的探控制水平的探讨四、四、结语23232424四、结四、结 语语结结 语语转炉自动炼钢控制技术是一个复杂的系统工程，涉及项目前期建设的工艺布置、设备选型、系统调试和后期日常生产的原材料管理、工艺过程控制、设备维护等，只有进行系统全面考虑才能保障转炉自动炼钢技术在实际使用中的稳定、可靠运行；中冶赛迪以其丰富的工厂设计和现场调试经验、深厚的技术理论基础和强大的研发团队，已全面掌握了具有完全自主知识产权的转炉副枪机械设备系统和转炉自动炼钢控制系统，并将其成功应用于工业生产且趋于成熟。谢谢 谢谢!2525