本發(fā)明涉及一種解決轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼氧槍工作氧壓不穩(wěn)定的方法，特別是采用模擬量控制的方式解決轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼吹煉工作氧壓不穩(wěn)定的問(wèn)題，屬冶金自動(dòng)化，屬于轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)化控制
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：：轉(zhuǎn)爐煉鋼的目的是對(duì)兌入轉(zhuǎn)爐的鐵水和廢鋼等原料，通過(guò)氧槍連續(xù)吹氧的方式，不斷降低原料中的碳含量和提升溫度的過(guò)程。在轉(zhuǎn)爐出鋼前的冶煉終點(diǎn)，能否直接出鋼的判斷依據(jù)，是鋼水碳含量和溫度能否滿足目標(biāo)要求；因此，能準(zhǔn)確判斷冶煉過(guò)程和終點(diǎn)鋼水碳含量是轉(zhuǎn)爐煉鋼的關(guān)鍵，冶煉終點(diǎn)命中率高的控制技術(shù)能減少補(bǔ)吹和倒?fàn)t取樣的次數(shù)，可有效地縮短冶煉時(shí)間，提高轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，是轉(zhuǎn)爐煉鋼的關(guān)鍵技術(shù)。例如：某廠轉(zhuǎn)爐氧槍供氧管道受場(chǎng)地空間限制，孔板流量計(jì)的布置不能滿足計(jì)量的準(zhǔn)確性，總管氧壓的波動(dòng)造成流量計(jì)量發(fā)生大的偏差，而且很不穩(wěn)定，供氧壓力受氧氣管網(wǎng)壓力波動(dòng)影響，總管氧壓波動(dòng)較大，波動(dòng)范圍在1.3-2.5Mpa，每天均不同程度大范圍波動(dòng)，給轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼的順利進(jìn)行造成極大影響?，F(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型，大都采用達(dá)涅利自動(dòng)化煉鋼模型，是按氧氣流量及累計(jì)氧氣消耗量及初始輸入物料參數(shù)、終點(diǎn)目標(biāo)參數(shù)按照模型來(lái)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，按計(jì)算結(jié)果對(duì)整個(gè)吹煉過(guò)程中加料量、吹氧量、加料時(shí)機(jī)、氧槍槍位變化時(shí)機(jī)、副槍動(dòng)作時(shí)機(jī)、吹煉終點(diǎn)確定等過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化煉鋼的目標(biāo)；所以氧流量的計(jì)量穩(wěn)定及準(zhǔn)確性是所有工作的基礎(chǔ)。不同轉(zhuǎn)爐，不同總管氧壓情況下，要達(dá)到相同的工作氧壓，需要的氧氣流量值均不相同，而當(dāng)設(shè)定同一流量值時(shí)，氧槍工作氧壓會(huì)發(fā)生大的波動(dòng)，造成吹煉無(wú)法進(jìn)行。因此，
背景技術(shù)：
的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型難以適應(yīng)這樣的供氧條件，自動(dòng)學(xué)習(xí)的結(jié)果常常偏離真實(shí)值，轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型很難指導(dǎo)生產(chǎn)操作。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種解決轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼氧槍工作氧壓不穩(wěn)定的方法，采用模擬計(jì)算量替代實(shí)際測(cè)量值參與自動(dòng)化煉鋼模型控制，與自動(dòng)化煉鋼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，改善自動(dòng)化煉鋼效果，提高自動(dòng)化煉鋼率；在供氧不穩(wěn)情況下轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼率可實(shí)現(xiàn)100%，終點(diǎn)命中率可通過(guò)軟件原有的自學(xué)習(xí)功能不斷得到提高，解決
背景技術(shù)：
存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種解決轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼氧槍工作氧壓不穩(wěn)定的方法，通過(guò)建立轉(zhuǎn)爐煉鋼工作氧壓與供氧流量關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)實(shí)際工作氧壓計(jì)算供氧流量，并用該計(jì)算供氧流量替代儀表測(cè)量流量值，參與自動(dòng)化煉鋼模型控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化煉鋼過(guò)程的準(zhǔn)確控制和穩(wěn)定操作。包括以下幾個(gè)步驟：①計(jì)算供氧流量模型的確定基于在供氧管路固定、氧槍參數(shù)已確定的情況下，氧槍的流量與噴頭參數(shù)及出口氧壓相關(guān)的原理，按照流體力學(xué)及氣體方程可推導(dǎo)出通過(guò)氧槍噴孔的氣體流量公式如下：F0：氧氣流量，m3/minP工作：工作氧壓，MpaT環(huán)：氧氣環(huán)境溫度，℃Cd:氧槍噴孔流量系數(shù)，通常取0.96-0.99N：氧槍噴孔個(gè)數(shù)A喉：氧槍噴孔喉口面積，mm2通過(guò)上述公式計(jì)算結(jié)果，確定計(jì)算供氧流量與工作氧壓的關(guān)系；驗(yàn)證：通過(guò)物料平衡計(jì)算，與上述計(jì)算供氧流量的模擬計(jì)算值相比，驗(yàn)證后基本符合實(shí)際，因此，用此計(jì)算供氧流量替代流量計(jì)測(cè)量值，參與自動(dòng)化冶煉過(guò)程控制，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)實(shí)際氧氣消耗與入爐料條件及終點(diǎn)目標(biāo)之間的關(guān)系；②模型實(shí)現(xiàn)采用氧槍工作氧壓及氧氣工作環(huán)境溫度按理想氣體方程及噴頭設(shè)計(jì)流量壓力特性計(jì)算供氧流量，用計(jì)算供氧流量替代孔板流量計(jì)流量，參與轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程的流量控制，并把計(jì)算供氧流量應(yīng)用到已有的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型上，同時(shí)保留孔板流量計(jì)流量做為參考，不參與控制。把計(jì)算供氧流量應(yīng)用到已有的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型上，通過(guò)修改已有轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型的程序?qū)崿F(xiàn)。依據(jù)氧壓與氧流量的關(guān)系，經(jīng)過(guò)嵌入程序進(jìn)行計(jì)算，實(shí)時(shí)產(chǎn)生工作氧壓與供氧流量的對(duì)應(yīng)值，并將計(jì)算供氧流量顯示的操作界面上，與副槍自動(dòng)化煉鋼氧流量控制模型無(wú)縫對(duì)接，為自動(dòng)化煉鋼順利進(jìn)行提供了保障。在轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型中設(shè)定目標(biāo)流量，通過(guò)自動(dòng)化煉鋼程序來(lái)實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制，進(jìn)而穩(wěn)定了供氧壓力，避開(kāi)了總管氧壓大范圍波動(dòng)對(duì)流量表測(cè)量值精確度的干擾；副槍系統(tǒng)，通過(guò)在每爐吹煉前中期采用靜態(tài)模型進(jìn)行過(guò)程控制，利用副槍TSC探頭在不終斷吹煉的情況下直接插入鋼水中進(jìn)行定C、定溫并取樣分析，利用TSC測(cè)量結(jié)果和設(shè)定終點(diǎn)目標(biāo)差值在后續(xù)的吹煉過(guò)程中采用動(dòng)態(tài)控制模式，重新計(jì)算后續(xù)吹煉用氧量及輔料用量，自動(dòng)控制吹煉終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)碳、溫度的自動(dòng)命中。本發(fā)明采用吹煉過(guò)程氧氣模擬計(jì)算供氧流量直接替代儀表測(cè)量值，參與轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程自動(dòng)化控制，實(shí)時(shí)根據(jù)氧槍工作氧壓計(jì)算吹煉過(guò)程供氧流量，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定吹煉過(guò)程供氧壓力的目的。本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)有：(1)不需要增加儀表及穩(wěn)壓閥組或改造氧氣管道，而是通過(guò)模擬計(jì)算供氧流量替代測(cè)量值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制氧流量及工作氧壓，因此無(wú)需投入，不占空間；(2)計(jì)算時(shí)間響應(yīng)快速，可忽略不計(jì)；(3)計(jì)算供氧流量與實(shí)際流量值偏差小，能夠保證自動(dòng)化煉鋼模型的正確運(yùn)算；(4)能與現(xiàn)有的達(dá)涅利自動(dòng)化煉鋼模型無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化煉鋼。本發(fā)明的實(shí)用性在于：(1)適用于國(guó)內(nèi)煉鋼轉(zhuǎn)爐供氧管路設(shè)計(jì)缺陷或供氧系統(tǒng)壓力波動(dòng)大，同時(shí)配備轉(zhuǎn)爐副槍自動(dòng)化煉鋼系統(tǒng)的所有煉鋼廠，采用本方法可快速解決問(wèn)題，免去巨額改造投資及時(shí)間；(2)無(wú)額外設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，全部功能通過(guò)現(xiàn)有裝備實(shí)現(xiàn)；（3）本方法軟件程序簡(jiǎn)單，可自主開(kāi)發(fā)和優(yōu)化。本發(fā)明適用于現(xiàn)有煉鋼廠煉鋼系統(tǒng)供氧氣條件不穩(wěn)定、自動(dòng)化煉鋼不能正常進(jìn)行且無(wú)改造空間或無(wú)資金改造的情況下使用。本發(fā)明積極效果：轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼需要對(duì)吹煉過(guò)程氧氣流量及工作氧壓進(jìn)行準(zhǔn)確控制，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、分析，以不斷通過(guò)軟件自學(xué)習(xí)功能自動(dòng)調(diào)整模型參數(shù)適應(yīng)吹煉過(guò)程，達(dá)到準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)爐煉鋼鋼水終點(diǎn)成份、溫度的目的。當(dāng)各種因素造成總管供氧壓力波動(dòng)時(shí)，造成吹煉氧氣流量檢測(cè)的準(zhǔn)確性受到較大的影響，從而影響到自動(dòng)化煉鋼過(guò)程吹氧工作氧壓的巨大波動(dòng)，被迫使自動(dòng)化煉鋼不能進(jìn)行而改用手動(dòng)控制，自動(dòng)化煉鋼模型無(wú)法應(yīng)用，大大影響轉(zhuǎn)爐煉鋼的命中率。本專利申請(qǐng)是不進(jìn)行任何投資的情況下，采用模擬量參與自動(dòng)化煉鋼的流量控制，使自動(dòng)化煉鋼模型脫離總管氧壓波動(dòng)對(duì)其的干擾，實(shí)現(xiàn)100%自動(dòng)化煉鋼，模型不斷得到優(yōu)化完善，煉鋼終點(diǎn)命中率得到有效提高。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明實(shí)施例計(jì)算供氧流量與工作氧壓關(guān)系圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例修改達(dá)涅利自動(dòng)化煉鋼模型程序說(shuō)明示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1號(hào)爐使用本發(fā)明后氧平衡值情況（100爐數(shù)據(jù)）；圖4為本發(fā)明實(shí)施例2號(hào)爐使用本發(fā)明后氧平衡值情況（100爐數(shù)據(jù)）。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。一種解決轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼氧槍工作氧壓不穩(wěn)定的方法，通過(guò)建立轉(zhuǎn)爐煉鋼工作氧壓與供氧流量關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)實(shí)際工作氧壓計(jì)算供氧流量，并用該計(jì)算供氧流量替代儀表測(cè)量流量值，參與自動(dòng)化煉鋼模型控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化煉鋼過(guò)程的準(zhǔn)確控制和穩(wěn)定操作。包括以下步驟：①計(jì)算供氧流量模型的確定基于在供氧管路固定、氧槍參數(shù)已確定的情況下，氧槍的流量與噴頭參數(shù)及出口氧壓相關(guān)的原理，按照流體力學(xué)及氣體方程可推導(dǎo)出通過(guò)氧槍噴孔的氣體流量公式如下：F0：氧氣流量，m3/minP工作：工作氧壓，MpaT環(huán)：氧氣環(huán)境溫度，℃Cd:氧槍噴孔流量系數(shù)，通常取0.96-0.99N：氧槍噴孔個(gè)數(shù)A喉：氧槍噴孔喉口面積，mm2通過(guò)上述公式計(jì)算結(jié)果，確定計(jì)算供氧流量與工作氧壓的關(guān)系；②模型實(shí)現(xiàn)采用氧槍工作氧壓及氧氣工作環(huán)境溫度按理想氣體方程及噴頭設(shè)計(jì)流量壓力特性計(jì)算供氧流量，用計(jì)算供氧流量替代孔板流量計(jì)流量，參與轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程的流量控制，并把計(jì)算供氧流量應(yīng)用到已有的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型上，同時(shí)保留孔板流量計(jì)流量作為參考，不參與控制。把計(jì)算供氧流量應(yīng)用到已有的轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型上，通過(guò)修改已有轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型的程序?qū)崿F(xiàn)。依據(jù)氧壓與氧流量的關(guān)系，經(jīng)過(guò)嵌入程序進(jìn)行計(jì)算，實(shí)時(shí)產(chǎn)生工作氧壓與供氧流量的對(duì)應(yīng)值，并將計(jì)算供氧流量顯示的操作界面上，與副槍自動(dòng)化煉鋼氧流量控制模型無(wú)縫對(duì)接，為自動(dòng)化煉鋼順利進(jìn)行提供了保障。在轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型中設(shè)定目標(biāo)流量，通過(guò)自動(dòng)化煉鋼程序來(lái)實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制，進(jìn)而穩(wěn)定了供氧壓力，避開(kāi)了總管氧壓大范圍波動(dòng)對(duì)流量表測(cè)量值精確度的干擾；副槍系統(tǒng)，通過(guò)在每爐吹煉前中期采用靜態(tài)模型進(jìn)行過(guò)程控制，利用副槍TSC探頭在不終斷吹煉的情況下直接插入鋼水中進(jìn)行定C、定溫并取樣分析，利用TSC測(cè)量結(jié)果和設(shè)定終點(diǎn)目標(biāo)差值在后續(xù)的吹煉過(guò)程中采用動(dòng)態(tài)控制模式，重新計(jì)算后續(xù)吹煉用氧量及輔料用量，自動(dòng)控制吹煉終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)碳、溫度的自動(dòng)命中。在實(shí)施例中，參照附圖1，確定計(jì)算供氧流量與工作氧壓的關(guān)系圖。實(shí)施例的計(jì)算模型驗(yàn)證，參照表1、表2。表1：轉(zhuǎn)爐裝入物料情況表鐵水裝入量廢鋼裝入量鐵水比%廢鋼比%成鋼量比%噸鋼返礦加入比%135100.930.0680.9240.020表2：氧平衡計(jì)算表由以上物料平衡計(jì)算，與（1）項(xiàng)中流量模擬計(jì)算值相比，基本符合實(shí)際，驗(yàn)證：通過(guò)物料平衡計(jì)算，與上述計(jì)算供氧流量的模擬計(jì)算值相比，驗(yàn)證后基本符合實(shí)際，因此，用此計(jì)算供氧流量替代流量計(jì)測(cè)量值，參與自動(dòng)化冶煉過(guò)程控制，能夠準(zhǔn)確反應(yīng)實(shí)際氧氣消耗與入爐料條件及終點(diǎn)目標(biāo)之間的關(guān)系；實(shí)施例中模型實(shí)現(xiàn)：現(xiàn)經(jīng)過(guò)分析，采用氧槍工作氧壓及氧氣工作環(huán)境溫度按理想氣體方程及噴頭設(shè)計(jì)流量壓力特性計(jì)算氧槍流量，用此流量替代孔板流量計(jì)流量參與轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程的流量控制，并把此參數(shù)應(yīng)用到達(dá)涅利自動(dòng)化煉鋼模型L1及L2，同時(shí)保留原孔板流量計(jì)流量做為參考（不參與控制），具體修改要求如下：流量計(jì)算程序修改程序說(shuō)明，參照附圖2.附圖2中：F計(jì)算：氧氣流量,m3/min；P：氧槍工作氧壓，Mpa；T1、T2：供氧管路支路末端截止閥狀態(tài)（1：表示閥關(guān)限位觸發(fā)；0：表示閥關(guān)限位未觸發(fā)）；P1、P2：1號(hào)、2號(hào)氧槍工作氧壓，Mpa；T環(huán)：氧氣工作環(huán)境溫度，℃。應(yīng)用范圍：本實(shí)施例對(duì)3座轉(zhuǎn)爐進(jìn)行改造，3座轉(zhuǎn)爐L1東、西氧槍氧流量調(diào)節(jié)閥控制；3座轉(zhuǎn)爐副槍L1單爐實(shí)際氧耗累積量計(jì)量；3座轉(zhuǎn)爐副槍自動(dòng)化煉鋼L2模型單爐氧耗累積量計(jì)量、氧流量計(jì)量；其它需更改的點(diǎn)（現(xiàn)場(chǎng)確定）。在沒(méi)有任何資金投入的情況下，成功解決了氧壓波動(dòng)及氧量計(jì)量波動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼供氧模型影響的問(wèn)題，統(tǒng)一了3座轉(zhuǎn)爐供氧模型參數(shù)，使轉(zhuǎn)爐供氧模型全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。主要效果如下：（1）總氧耗的穩(wěn)定性根據(jù)投入應(yīng)用后300爐數(shù)據(jù)分析，單爐氧耗量波動(dòng)在5900-6400m3/t（與鐵水成份、溫度、廢鋼量、是否留渣、返礦加入量等因素的影響具有較強(qiáng)的對(duì)應(yīng)性），噸鋼氧耗波動(dòng)在49-52m3/t，與理論計(jì)算相符，也與實(shí)際轉(zhuǎn)爐冶煉工藝經(jīng)驗(yàn)值相符。（2）、總管氧壓對(duì)工作氧壓及氧流量的影響使用該發(fā)明后三座轉(zhuǎn)爐過(guò)程控制參數(shù)如下，在總管氧壓波動(dòng)時(shí)，氧流量及工作氧壓基本不受影響，轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化煉鋼模型實(shí)現(xiàn)了參數(shù)統(tǒng)一，100%支持自動(dòng)化煉鋼，具體見(jiàn)表3。表3：典型供氧參數(shù)實(shí)際情況表120t轉(zhuǎn)爐1號(hào)爐煉鋼生產(chǎn)，鐵水140t,廢鋼5t，吹煉過(guò)程總管氧壓波動(dòng)在1.3～2.5MPa，調(diào)節(jié)閥后氧壓波動(dòng)在1.3～1.5MPa，氧槍吹煉流量設(shè)定在400M3/min，吹煉工作氧壓穩(wěn)定在0.6MPa左右，氧平衡值設(shè)定為2000，模型單爐實(shí)際氧平衡值穩(wěn)定在2250±200，波動(dòng)范圍1990～2500。1號(hào)爐使用本發(fā)明后氧平衡值情況（100爐數(shù)據(jù)）參照附圖3。120t轉(zhuǎn)爐2號(hào)爐煉鋼生產(chǎn)，鐵水140t,廢鋼5t，吹煉過(guò)程總管氧壓波動(dòng)在1.3～2.5MPa，調(diào)節(jié)閥后氧壓波動(dòng)在1.3～1.5MPa，氧槍吹煉流量設(shè)定在400M3/min，吹煉工作氧壓穩(wěn)定在0.6MPa左右，氧平衡值設(shè)定為2000，模型實(shí)際單爐氧平衡值穩(wěn)定在1850±200。2號(hào)爐使用本發(fā)明后氧平衡值情況（100爐數(shù)據(jù)）參照附圖4。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3