專利名稱：一種轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鋼自動控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入裝置及其加入方法。
背景技術(shù)：
由于我國自動化煉鋼技術(shù)起步較晚，大部分鋼廠仍停留在手動煉鋼或半自動化煉鋼狀態(tài)，部分大鋼廠雖引進了國外的自動化煉鋼技術(shù)，但由于中國的設(shè)備條件、原材料條件、生產(chǎn)組織模式與國外存在較大差異，在實施過程中，存在模型運算不適應(yīng)問題。國外開發(fā)的自動化煉鋼系統(tǒng)普遍是先計算出加料批次與加料時機，在轉(zhuǎn)爐吹氧開始時將加料批次、加料時機電文傳輸給轉(zhuǎn)爐可編程序邏輯控制器(轉(zhuǎn)爐PLC)執(zhí)行。轉(zhuǎn)爐PLC在吹氧過程中，根據(jù)當前氧累百分比進行熔劑的稱量控制，再由操作人員通過操作畫面進行熔劑的加入控制。這種控制方式的缺點是1、在開始吹氧時生成熔劑加入方案，吹煉動作一旦開始無法再進行修改。發(fā)達國家的鐵水全部脫硫，鐵水成份在吹氧前是已知的，而中國的鐵水是部分脫硫，部分鐵水成份在吹氧開始后才得到，因此模型無法適應(yīng)中國的鐵水脫硫情況；2、自動模式下熔劑最多只能加入兩個批次，無法滿足中國多批次加料的要求。由于國外的鐵水硅含量較低且穩(wěn)定，而且部分鋼廠還有三脫(脫硫、脫磷、脫硅)，同時國外的活性白灰質(zhì)量((^0^)92%)也高于我國的白灰質(zhì)量(Ca0%> 82% )，因此，國外的熔劑加入量比國內(nèi)的熔劑加入量較少，熔劑只加入一批或兩批在國外是夠用了，而按照國內(nèi)的現(xiàn)狀來看，有時需要加入三批、四批甚至多批。因此，無法滿足我國多批次加料的要求。3、在人機界面中，需要操作工人及時點擊“一批加料確認”或“二批加料確認”按鈕，才能及時啟動設(shè)備進行稱量；每下一次料，都需要點擊一次，一旦操作工人沒有及時點擊操作按鈕時，則會貽誤最佳下料時機，因此不是真正的實時控制。4、按照國外的設(shè)計，當轉(zhuǎn)爐爐次結(jié)束時，轉(zhuǎn)爐的熔劑匯總斗應(yīng)該是空的狀態(tài)，而我國的冶煉實際情況是經(jīng)常在爐次結(jié)束時，匯總斗中經(jīng)常由于設(shè)備，操作，原材料等原因造成匯總斗中有殘余的熔劑。而匯總斗中有殘余熔劑，當采用自動化煉鋼操作時，由于引進的自動化煉鋼系統(tǒng)不能識別出此部分熔劑重量，因此實際加入轉(zhuǎn)爐的熔劑重量計算是錯的，從而模型的運算也是錯誤的。5、由于國外的頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐是不進行濺渣的，即使濺渣也不向轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入熔劑。 而中國的轉(zhuǎn)爐是采用濺渣護爐工藝，而且有時還向爐內(nèi)加入熔劑來調(diào)節(jié)爐渣。引進的自動化煉鋼系統(tǒng)無法單獨識別出濺渣時向爐內(nèi)加入的熔劑數(shù)量，而是將濺渣時加入熔劑與吹氧時加入熔劑重量相混淆，造成熔劑重量計算錯誤，導致模型計算錯誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種簡單實用，便于操作，能自動設(shè)定散料數(shù)量、自動振料、自動選擇加料時機、自動下料，避免熔劑數(shù)量計算錯誤，降低人為操作誤差的轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入裝置和方法。為此，本發(fā)明所采取的技術(shù)解決方案是一種轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入裝置，包括振動器、稱量斗、匯總斗、轉(zhuǎn)爐PLC、過程控制計算機(二級計算機)和人機界面，其特征在于，在二級計算機中增設(shè)當前目標熔劑加入重量計算模塊，轉(zhuǎn)爐PLC中加入自動加料控制模塊，并在人機界面中增設(shè)加料模式選擇及顯示按鈕；振動器、稱量斗、匯總斗分別與轉(zhuǎn)爐PLC連接通訊，轉(zhuǎn)爐PLC還分別連接二級計算機和人機界面。一種應(yīng)用上述轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入裝置的方法，其具體方法和步驟為將熔劑加入到熔劑料倉中，在人機界面按下加料模式選擇操作按鈕；轉(zhuǎn)爐PLC將實際氧累百分比傳到二級計算機中，當實際氧累百分比大于時，二級計算機根據(jù)轉(zhuǎn)爐內(nèi)加料數(shù)據(jù)、冶煉目標數(shù)據(jù)和實際氧累百分比計算出當前目標熔劑加入重量，并將當前目標熔劑加入重量傳輸?shù)睫D(zhuǎn)爐PLC中。轉(zhuǎn)爐PLC啟動自動加料控制模塊，進行熔劑設(shè)定重量、熔劑實際重量、熔劑累計重量及熔劑匯總重量的計算；當轉(zhuǎn)爐PLC中熔劑設(shè)定重量大于稱量斗稱量的熔劑實際重量時，轉(zhuǎn)爐PLC啟動振動器；當熔劑設(shè)定重量小于或等于熔劑實際重量時，轉(zhuǎn)爐PLC停止振動器；當振動器停止且熔劑實際重量大于零時，轉(zhuǎn)爐PLC自動加料控制模塊開啟稱量斗扇型閥；當熔劑實際重量等于零時關(guān)閉稱量斗扇型閥。當熔劑設(shè)定重量與熔劑匯總重量均大于零時，轉(zhuǎn)爐PLC自動加料控制模塊開啟匯總斗扇型閥和翻板閥；當轉(zhuǎn)爐PLC判斷轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束，匯總斗扇型閥處于開啟狀態(tài)并持續(xù)一段時間后關(guān)閉匯總斗扇型閥和翻板閥，熔劑加入結(jié)束。所述的當前氧累百分比02%的計算公式為02%= (02amount/02tot) X 100% ；式中02 a_t 當前氧氣累積量(Nm3)；O2t0t 目標氧氣累積量(Nm3)。所述的熔劑設(shè)定重量Wsrt的計算公式為Wset = Wtar-Wcim-Wcol ；式中Wtar 當前目標熔劑加入重量，(t)；Wcum 熔劑累計重量，(t)；Wcol 熔劑匯總重量，(t)。所述的熔劑累計重量Wot為變化值，當轉(zhuǎn)爐PLC判斷轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束，即轉(zhuǎn)爐倒渣或轉(zhuǎn)爐傾翻角度大于110°時，將熔劑累計重量置為零；當翻板閥先開啟、后關(guān)閉時，將原熔劑累計重量與熔劑匯總重量求和后，作為新熔劑累計重量Wotx，并將熔劑匯總重量置為零； 新熔劑累計重量Wcmx的計算方法為Wcumx = U1Wcumy 原熔劑累計重量，(t)；Wcol 熔劑匯總重量，(t)。所述的熔劑匯總重量Wral為變化值，當轉(zhuǎn)爐PLC自動加料控制模塊控制稱量斗扇型閥先開啟、后關(guān)閉時，將原熔劑匯總重量與熔劑實際重量求和后，作為新熔劑匯總重量W。。lx，并將熔劑實際重量置為零；W。。lx的具體計算公式為Wcolx = ffcoly+ffwt ；Wcoly 原熔劑匯總重量，(t)；Wwt 熔劑實際重量，(t)。本發(fā)明的有益效果為1、在吹氧開始后也可生成熔劑加入方案，即使在吹氧開始后進行鐵水成份修改也可以重新進行熔劑的加入計算，因此適合中國的鐵水脫硫情況。2、在自動模式下熔劑可以多批次地加入，能夠適應(yīng)中國的的鐵水硅含量情況，同時也能適應(yīng)我國的白灰(Ca0%> 82% )質(zhì)量情況，因此能夠滿足我國多批次加料的操作實際狀況。3、只要啟動人機界面的自動下料模式，不再需要操作工人點擊任何按鈕，不會由于操作工人沒有及時點擊操作按鈕而貽誤最佳下料時機。4、當轉(zhuǎn)爐爐次結(jié)束時，能夠自動對轉(zhuǎn)爐的熔劑匯總斗殘料狀態(tài)進行判斷，在新爐次冶煉時，自動根據(jù)殘料狀態(tài)進行下料分配，實際加入轉(zhuǎn)爐的熔劑重量計算是正確的，從而為正確的模型運算提供依據(jù)。5、能夠適應(yīng)中國的轉(zhuǎn)爐渣護爐工藝，即使向爐入加入熔劑來調(diào)節(jié)爐渣，也能夠單獨識別出濺渣時向爐內(nèi)加入的熔劑數(shù)量，并將濺渣時加入熔劑與吹氧時加入熔劑重量區(qū)分開來，不會造成熔劑重量計算錯誤，為正確的模型計算提供條件?？傊捎帽景l(fā)明之轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入裝置及方法后，可以自動設(shè)定散料數(shù)量、自動振料、自動選擇適宜加料時機和自動下料，大量減少人為操作，降低勞動強度，防止熔劑數(shù)量計算錯誤，提高了計算和控制的精度，確保了鋼水的純凈度。


附圖為轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入裝置結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。由附圖可見，本發(fā)明轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入裝置，利用原有的振動器、稱量斗、匯總斗、 轉(zhuǎn)爐PLC、二級計算機和人機界面，同時在二級計算機中增設(shè)當前目標熔劑加入重量計算模 ±夬，在轉(zhuǎn)爐PLC中加入自動加料控制模塊，并在人機界面中增設(shè)加料模式選擇及顯示按鈕， 實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐熔劑的自動加入。其連接方式是振動器、稱量斗及匯總斗分別與轉(zhuǎn)爐PLC連接，轉(zhuǎn)爐PLC還同時連接二級計算機及人機界面。本發(fā)明轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入方法的具體步驟為將熔劑加入到熔劑料倉中，在人機界面按下加料模式選擇操作按鈕；轉(zhuǎn)爐PLC將實際氧累百分比傳到二級計算機中，當實際氧累百分比大于時，二級計算機根據(jù)轉(zhuǎn)爐內(nèi)加料數(shù)據(jù)、冶煉目標數(shù)據(jù)和實際氧累百分比計算出當前目標熔劑加入重量，并將當前目標熔劑加入重量傳輸?shù)睫D(zhuǎn)爐PLC的自動加料控制模塊中。轉(zhuǎn)爐PLC自動加料控制模塊，進行熔劑設(shè)定重量、熔劑實際重量、熔劑累計重量及熔劑匯總重量的計算；當轉(zhuǎn)爐PLC中熔劑設(shè)定重量大于稱量斗稱量的熔劑實際重量時，轉(zhuǎn)爐PLC啟動振動器；當熔劑設(shè)定重量小于或等于熔劑實際重量時，轉(zhuǎn)爐PLC停止振動器；當振動器停止且熔劑實際重量大于零時，轉(zhuǎn)爐PLC自動加料控制模塊開啟稱量斗扇型閥；當熔劑實際重量等于零時關(guān)閉稱量斗扇型閥。當熔劑設(shè)定重量大于零且熔劑匯總重量大于零時，轉(zhuǎn)爐PLC自動加料控制模塊開啟匯總斗扇型閥和翻板閥；當轉(zhuǎn)爐PLC判斷轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束，匯總斗扇型閥處于開啟狀態(tài)并持續(xù)一段時間后關(guān)閉匯總斗扇型閥和翻板閥，熔劑加入結(jié)束。加料模式選擇及顯示按鈕，當轉(zhuǎn)爐PLC中自動加料控制模塊啟動時按鈕顯示為啟動狀態(tài)；當轉(zhuǎn)爐PLC中自動加料控制模塊停止時按鈕顯示為停止狀態(tài)；當按下按鈕時，轉(zhuǎn)爐 PLC中自動加料控制模塊進行啟動與停止狀態(tài)的切換。當前目標熔劑加入重量Wt ，由Wtar = F(Wt t。t，02% )的關(guān)系式可知，當前目標熔劑加入重量Wtm是目標熔劑加入總重量Wtot。t與當前氧累百分比O2%的函數(shù)F(X)。而目標熔劑加入總重量W
tartot ‘ 則由 tartot
一 F (ANAhm, Whm, ANAscrap, Wscrap，R
tar ‘ Ttar' Δ Tconv)關(guān)系式可
見顯然，目標熔劑加入總重量Wt t。t是鐵水成份及含量ΑΝΑω(包括碳％、■%、■%、 磷％、硫％ )、鐵水重量Whm、廢鋼成份及含量ANAscmp (包括碳％、硅％、錳％、磷％、硫％ )、廢鋼重量Wscmp、目標堿度Iito、目標溫度Ttm以及轉(zhuǎn)爐熱平衡參數(shù)八1；_的函數(shù)？(》。當前氧累百分比02%的計算公式為02%= (02amount/02tot) X 100% ；O2amount 當前氧氣累積量(Nm3)；O2t0t 目標氧氣累積量(Nm3)；振動器、稱量斗扇型閥、匯總斗扇型閥及翻板閥的具體控制方式與過程為振動器控制，當轉(zhuǎn)爐PLC自動加料控制模塊啟動、熔劑設(shè)定重量大于熔劑實際重量時，啟動振動器；當自動加料控制模塊啟動且熔劑設(shè)定重量小于或等于熔劑實際重量時， 停止振動器。稱量斗扇型閥控制，當自動加料控制模塊啟動、振動器停止時，熔劑實際重量大于零時開啟稱量斗扇型閥；當自動加料控制模塊啟動且振動器停止時，熔劑實際重量等于零時關(guān)閉稱量斗扇型閥。匯總斗扇型閥控制，當自動加料控制模塊啟動，且轉(zhuǎn)爐PLC判斷轉(zhuǎn)爐在允許加料狀態(tài)即使用實際氧累百分比大于1、且熔劑設(shè)定重量與熔劑匯總斗重量大于零時，開啟匯總斗扇型閥；當自動加料控制模塊啟動，且匯總斗扇型閥開啟狀態(tài)持續(xù)25秒時，關(guān)閉匯總斗扇型閥。翻板閥控制，當自動加料控制模塊啟動，且轉(zhuǎn)爐PLC判斷轉(zhuǎn)爐在允許加料狀態(tài)(一般使用實際氧累百分比大于)時，熔劑設(shè)定重量大于零且熔劑匯總重量大于零時開啟翻板閥；當自動加料控制模塊啟動，且匯總斗扇型閥開啟狀態(tài)持續(xù)25秒時，關(guān)閉翻板閥。當自動加料控制模塊啟動，進行熔劑設(shè)定重量Wsrt的計算，其公式為Wset = Wtar-Wcim-Wcol ；式中Wtar 當前目標熔劑加入重量，(t)；Wcum 熔劑累計重量，(t)；
Wcol 熔劑匯總重量，(t)。熔劑實際重量即為稱量斗稱量的熔劑實際重量。熔劑累計重量Wot是一個動態(tài)變化的量，當轉(zhuǎn)爐PLC判斷轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束，即轉(zhuǎn)爐倒渣或轉(zhuǎn)爐傾翻角度大于110°時，將熔劑累計重量置為零；當翻板閥先開啟、后關(guān)閉時，將原熔劑累計重量與熔劑匯總重量求和后，作為新熔劑累計重量Wcmx，并將熔劑匯總重量置為零；新熔劑累計重量Wotx的計算方法為
_7] Wcumx = U1Wcumy 原熔劑累計重量，(t)；Wcol 熔劑匯總重量，(t)。熔劑匯總重量Wral也是一個不斷變化的值，當轉(zhuǎn)爐PLC自動加料控制模塊控制稱量斗扇型閥先開啟、后關(guān)閉時，將原熔劑匯總重量與熔劑實際重量求和后，作為新熔劑匯總重量W。。lx，并將熔劑實際重量置為零；w。。lx的具體計算公式為Wcolx = Wcoly+Wwt ；Wcoly 原熔劑匯總重量，(t)；Wwt 熔劑實際重量，(t)。
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權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入裝置，包括振動器、稱量斗、匯總斗、轉(zhuǎn)爐PLC、二級計算機和人機界面，其特征在于，在二級計算機中增設(shè)當前目標熔劑加入重量計算模塊，轉(zhuǎn)爐PLC中加入自動加料控制模塊，并在人機界面中增設(shè)加料模式選擇及顯示按鈕；振動器、稱量斗、 匯總斗分別與轉(zhuǎn)爐PLC連接通訊，轉(zhuǎn)爐PLC還分別連接二級計算機和人機界面。
2.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入裝置的方法，其特征在于，具體方法和步驟為將熔劑加入到熔劑料倉中，在人機界面按下加料模式選擇操作按鈕；轉(zhuǎn)爐PLC將實際氧累百分比傳到二級計算機中，當實際氧累百分比大于時，二級計算機根據(jù)轉(zhuǎn)爐內(nèi)加料數(shù)據(jù)、冶煉目標數(shù)據(jù)和實際氧累百分比計算出當前目標熔劑加入重量，并將當前目標熔劑加入重量傳輸?shù)睫D(zhuǎn)爐PLC中；轉(zhuǎn)爐PLC啟動自動加料控制模塊，進行熔劑設(shè)定重量、熔劑實際重量、熔劑累計重量及熔劑匯總重量的計算；當轉(zhuǎn)爐PLC中熔劑設(shè)定重量大于稱量斗稱量的熔劑實際重量時，轉(zhuǎn)爐PLC啟動振動器；當熔劑設(shè)定重量小于或等于熔劑實際重量時，轉(zhuǎn)爐PLC停止振動器；當振動器停止且熔劑實際重量大于零時，轉(zhuǎn)爐PLC自動加料控制模塊開啟稱量斗扇型閥；當熔劑實際重量等于零時關(guān)閉稱量斗扇型閥；當熔劑設(shè)定重量與熔劑匯總重量均大于零時，轉(zhuǎn)爐PLC自動加料控制模塊開啟匯總斗扇型閥和翻板閥；當轉(zhuǎn)爐PLC判斷轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束，匯總斗扇型閥處于開啟狀態(tài)并持續(xù)一段時間后關(guān)閉匯總斗扇型閥和翻板閥，熔劑加入結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入方法，其特征在于，所述的當前氧累百分比O2 %的計算公式為02%= (o2_/o2t。t) X100% ；式中02am_t 當前氧氣累積量(Nm3)；O2t0t 目標氧氣累積量(Nm3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入方法，其特征在于，所述的熔劑設(shè)定重量 Wset的計算公式為W =W -W -W1-"set "tar ” cum ” col 式中wt 當前目標熔劑加入重量，⑴；Wcim 熔劑累計重量，(t)；Wcol 熔劑匯總重量，⑴。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入方法，其特征在于，所述的熔劑累計重量 Wot為變化值，當轉(zhuǎn)爐PLC判斷轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束，即轉(zhuǎn)爐倒渣或轉(zhuǎn)爐傾翻角度大于110°時，將熔劑累計重量置為零；當翻板閥先開啟、后關(guān)閉時，將原熔劑累計重量與熔劑匯總重量求和后，作為新熔劑累計重量Wotx，并將熔劑匯總重量置為零；新熔劑累計重量Wcmx的計算方法為W =W +Wcumxcumy col式中=Weumy 原熔劑累計重量，(t) ；Wcol 熔劑匯總重量，(t)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入方法，其特征在于，所述的熔劑匯總重量 Wcol為變化值，當轉(zhuǎn)爐PLC自動加料控制模塊控制稱量斗扇型閥先開啟、后關(guān)閉時，將原熔劑匯總重量與熔劑實際重量求和后，作為新熔劑匯總重量W。。lx，并將熔劑實際重量置為零；Wcolx的具體計算公式為W =W +W .colxcoly wt，式中w。。ly 原熔劑匯總重量，⑴；Wwt 熔劑實際重量，⑴。
全文摘要
本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)爐熔劑自動加入裝置及方法，在二級計算機中增設(shè)當前目標熔劑加入重量計算模塊，PLC中加入自動加料控制模塊，并在人機界面中增設(shè)加料模式選擇及顯示按鈕。熔劑加入料倉后，在人機界面選擇操作按鈕；轉(zhuǎn)爐PLC將實際氧累百分比傳到二級計算機中，二級計算機再將當前目標熔劑加入重量傳回轉(zhuǎn)爐PLC；轉(zhuǎn)爐PLC根據(jù)熔劑設(shè)定重量與熔劑實際重量判定結(jié)果控制振動器、稱量斗扇型閥和翻板閥，從而實現(xiàn)自動設(shè)定散料數(shù)量、自動振料、自動選擇適宜加料時機和自動下料，大量減少人為操作，降低勞動強度，防止熔劑數(shù)量計算錯誤，提高計算和控制的精度，確保鋼水的純凈度。
文檔編號C21C5/28GK102409130SQ201010291758
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者李超, 王軍, 翟寶鵬, 蘇小利, 葛吉寧, 賈春輝, 金百剛, 魏春新 申請人:鞍鋼股份有限公司