專利名稱：一種實(shí)時(shí)預(yù)測鋼包精煉爐精煉鋼水溫度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金過程的生產(chǎn)與控制領(lǐng)域，更具體地講，涉及ー種針對(duì)LF爐精煉過程的鋼水溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線預(yù)測的方法。
背景技術(shù)：
鋼包精煉爐(即，LF爐)作為鋼廠的一種常見精煉設(shè)備，在轉(zhuǎn)爐-連鑄流程中調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐與連鑄的生產(chǎn)節(jié)奏實(shí)現(xiàn)多爐連澆的同時(shí)，主要通過四個(gè)獨(dú)特的精煉手段實(shí)現(xiàn)鋼水調(diào)溫、強(qiáng)化脫氧、脫硫、合金微調(diào)等冶金功能，參見圖I所示。LF爐精煉階段溫度控制是整個(gè)流程是否順利進(jìn)行的關(guān)鍵因素，合理的溫度無疑是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的有效手段。因此為了制定合理的溫度有效地控制鋼水溫度，LF爐精煉階段溫度預(yù)報(bào)是冶金工作者首先 要做的工作。目前實(shí)際生產(chǎn)中，操作人員常使用一次性熱電偶測溫來獲取LF爐鋼水的溫度信息。由于LF爐冶煉周期長，影響終點(diǎn)鋼水溫度因素復(fù)雜，終點(diǎn)鋼水溫度要求精度高，増加了測溫次數(shù)和不準(zhǔn)確性，提高了生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)無法連續(xù)在線掌握鋼水溫度，存在操作盲點(diǎn)并且導(dǎo)致資源浪費(fèi)。在以往的研究中，LF爐鋼水溫度預(yù)報(bào)模型采用的研究方法主要有以下三種機(jī)理模型、統(tǒng)計(jì)回歸模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。機(jī)理模型是指利用盡可能準(zhǔn)確表述過程機(jī)理的ー些數(shù)學(xué)控制方程建立的模型。在LF爐精煉過程中，主要采用能量守恒方程、傳熱基本方程、質(zhì)量守恒方程等來建立相關(guān)的機(jī)理模型，然后通過控制不同的邊界條件和初始條件，采用有限差分法或者有限元法等方法求解模型，從而得到鋼包內(nèi)的溫度分布狀況。主要文獻(xiàn)包括鋼包精煉過程中鋼水成分微調(diào)及溫度預(yù)報(bào)[J]，鋼鐵研究學(xué)報(bào)，1999，11(2) :6-8 ;LF爐精煉過程鋼水溫度預(yù)報(bào)技術(shù)[J]，東北大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，23 (3) =247-250 ; 一種雙エ位LF爐鋼水溫度預(yù)報(bào)控制系統(tǒng)[P]，中國專利:101592964，2009-12-02 ;等。統(tǒng)計(jì)回歸模型是基于統(tǒng)計(jì)分析方法，如線性回歸分析，通過大量數(shù)據(jù)找到預(yù)報(bào)量與各種過程變量間的關(guān)系。主要文獻(xiàn)包括LF爐鋼水溫度預(yù)報(bào)[J]，冶金自動(dòng)化，1998，(I)46-48;寶鋼煉鋼廠300t整體鋼包熱循環(huán)實(shí)測研究[J]，北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，23 (5)418-459 ;寶鋼ー煉鋼廠300t鋼包鋼水溫度預(yù)報(bào)模型[D]，鎮(zhèn)江江蘇大學(xué)，2005 ;等。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型方法主要是將與終點(diǎn)溫度變化有關(guān)的參數(shù)作為輸入，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能算法通過對(duì)大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行反復(fù)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，得到一個(gè)逼近函數(shù)，用這個(gè)函數(shù)來預(yù)報(bào)終點(diǎn)溫度。主要參考文獻(xiàn)包括基于AdaBoost混合模型的LF爐鋼水終點(diǎn)溫度軟測量[J]，儀器儀表學(xué)報(bào)，2008，29 (3) =662-667 ;基于ELM新方法的LF終點(diǎn)溫度軟測量混合模型[J]，東北大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，29 (I) :33-36;等。上述三類模型均能夠達(dá)到一定的預(yù)報(bào)精度，但存在一定缺陷。機(jī)理模型水平高，但由于LF爐精煉過程復(fù)雜，因素多變且伴隨有多種物理化學(xué)反應(yīng)，這嚴(yán)重影響機(jī)理模型的預(yù)測精度；統(tǒng)計(jì)回歸模型算法簡單且很容易在線檢測，但由于此模型只能反映線性關(guān)系，而鋼水溫度與電量、包襯散熱、合金加料、時(shí)間等因素間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，使得統(tǒng)計(jì)回歸模型的精度通常不高；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)迭代次數(shù)較多，時(shí)間較長，制約著系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。另外目前大部分對(duì)鋼水溫降的研究是離線的，要達(dá)到模型的在線應(yīng)用要求還有一定的困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的之ー在于提供一種能夠用于對(duì)LF爐精煉鋼水的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)預(yù)測鋼包精煉爐精煉鋼水溫度的方法，所述方法通過式(a)對(duì)鋼包精煉爐精煉過程中的鋼水溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測，式(a)為Tst= Ttl+Λ Tab-Λ Tg-Λ Tlining-Λ Tsur-Λ Talltjy-Λ Tslag，其中，Tst 為鋼水實(shí)時(shí)溫度，V ;TQ 為鋼水初始溫度，V ； Δ Tab, Δ Tg、Δ Tlining, Δ Tsur, Δ Talloy, Δ Tslag分別為電能輸入、吹氬熱損、包襯散熱、渣面散熱、合金熱效應(yīng)、渣料熱效應(yīng)引起的鋼水溫度變化量，で。其中，所述包襯散熱引起的鋼水溫度變化量Λ Tlining通過式(b)得到，式(b)為=ATlining = a+ bt+ct2+dt3+et4,其中，O < t < 120min, a, b，c，d，e為根據(jù)鋼包包襯的熱狀態(tài)級(jí)別來確定的常數(shù)，當(dāng)鋼包包襯的熱狀態(tài)為 A 級(jí)時(shí)，式(b)變?yōu)?ATlining = 6. 554+2. 4864t-3. 525 X 10_2t2+3. 1165X10-4t3-1.0555Xl(r6t4;當(dāng)鋼包包襯的熱狀態(tài)為熱狀態(tài)為B級(jí)時(shí)，式(b)變?yōu)棣?Tlining=4. 9464+2. 0383t-2. 742 X l(T2t2+2. 40895 X l(T4t3_8· 1983 X l(T7t4 ;當(dāng)鋼包包襯的熱狀態(tài)為熱狀態(tài)為 C 級(jí)時(shí)，式(b)變?yōu)棣?Tlining = 3. 3747+1. 5852t-l. 943X 10_2t2+l. 6708 X10_4t3-5. 6514X10_7t4 ;當(dāng)鋼包包襯的熱狀態(tài)為熱狀態(tài)為D級(jí)時(shí)，式(b)變?yōu)?ATlining =I. 7883+1. 13t-l. 14X 10_2t2+9. 2983 X 10_5t3_3. 095X 10_7t4。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述鋼包包襯的熱狀態(tài)為A級(jí)是指鋼包內(nèi)襯初始溫度為800°C且包襯穩(wěn)態(tài)散熱時(shí)間為95 99min，達(dá)到穩(wěn)態(tài)后鋼水平均溫降為O. 52 O. 540C /min ;所述鋼包包襯的熱狀態(tài)為B級(jí)是指鋼包內(nèi)襯初始溫度為1000°C且包襯穩(wěn)態(tài)散熱時(shí)間為86 88min，達(dá)到穩(wěn)態(tài)后鋼水平均溫降為O. 49 O. 51°C /min ;所述鋼包包襯的熱狀態(tài)為C級(jí)是指鋼包內(nèi)襯初始溫度為1200°C且包襯穩(wěn)態(tài)散熱時(shí)間為78 82min，鋼水平均溫降為O. 46 O. 480C /min ;所述鋼包包襯的熱狀態(tài)為D級(jí)是指鋼包內(nèi)襯初始溫度為1400°C且包襯穩(wěn)態(tài)散熱時(shí)間為70 74min，達(dá)到穩(wěn)態(tài)后鋼水平均溫降為O. 40 O. 42°C /min。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述鋼包包襯的熱狀態(tài)級(jí)別根據(jù)模糊推理模型中的Ztl得出。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述方法還包括對(duì)預(yù)測得到的鋼水溫度進(jìn)行校正的步驟。本發(fā)明的另一方面提供了一種實(shí)時(shí)預(yù)測鋼包精煉爐精煉鋼水溫度的方法，該方法由流場及溫度場耦合進(jìn)行理論探究，充分考慮過程中可能出現(xiàn)的所有包襯情況，建立包襯散熱模型，充分考慮其他因素對(duì)鋼水溫度的影響，最終建立溫度預(yù)報(bào)模型，所述溫度預(yù)報(bào)模型包括模糊推理，溫度自動(dòng)校正以及溫度預(yù)報(bào)三大模塊，采用理論分析和數(shù)值模擬的方式，結(jié)合相應(yīng)的算法最終實(shí)現(xiàn)LF爐精煉鋼水溫度的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，在包襯散熱模型中，將鋼包周轉(zhuǎn)過程中包襯散熱對(duì)鋼水的溫降速度和溫降速率進(jìn)行歸一化處理；采用模糊推理的方法建立精煉過程中鋼包內(nèi)襯類別的自動(dòng)判別模型。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，在溫度預(yù)報(bào)模型中，由于現(xiàn)場的一些不穩(wěn)定性因素的影響，建立溫度預(yù)報(bào)過程中溫度自動(dòng)校正功能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括提供了一種用于LF精煉爐鋼水溫度實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的方法，該方法能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)LF精煉過程鋼水溫度，從而能夠減少測溫次數(shù)、指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)、節(jié)約成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高測量溫度命中率。


通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖I示出了現(xiàn)有技術(shù)的LF爐的示意圖； 圖2示出了 LF爐精煉過程中能量平衡示意圖；圖3示出了利用GAMBIT軟件構(gòu)建鋼包物理模型時(shí)計(jì)算區(qū)域的網(wǎng)格系統(tǒng)示意圖，其中，(a)為鋼包三維截面視圖，(b)為包壁截面視圖；圖4示出了計(jì)算中監(jiān)控面顯示的鋼水的熱量通過渣層、鋼包包壁、包底進(jìn)行散熱的不意圖；圖5示出了鋼包熱狀態(tài)對(duì)盛鋼過程鋼包包襯散熱的影響；圖6示出了鋼水溫降隨時(shí)間變化的擬合曲線圖；圖7示出了 LF爐精煉過程中吹氬曲線；圖8示出了鋼水的裸露面積擬合曲線；圖9示出了不同電壓檔位下電極加熱系數(shù)；圖10示出了包襯類型的在線判別流程圖；圖11示出了模糊控制規(guī)則示意圖；圖12示出了 LF爐精煉過程鋼水溫度預(yù)報(bào)模型的流程圖；圖13示出了溫度校正模塊的程序框圖；圖14示出了周轉(zhuǎn)過程鋼水溫降及包襯類型的模糊判別精度，其中，A-小平臺(tái)出站溫度，B-LF爐進(jìn)站溫度，C-實(shí)際溫降，D-模型溫降，E-模型溫降范圍；圖15示出了不采用溫度校正功能情況下精煉結(jié)束實(shí)測溫度與預(yù)報(bào)溫度的對(duì)比圖；圖16示出了采用溫度校正功能情況下精煉過程實(shí)測溫度與預(yù)報(bào)溫度的對(duì)比圖； 圖17示出了通過鋼渣界面的熱流量的示意圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本發(fā)明的目的是提供一種用于LF精煉爐鋼水溫度實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的方法，以達(dá)到實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)LF精煉過程鋼水溫度的目的，從而減少測溫次數(shù)，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)，以節(jié)約成本，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高溫度命中率。通常，影響LF鋼液溫度的因素歸結(jié)為兩大類第一類是基于冶金學(xué)機(jī)理模型可以計(jì)算的，例如合金加入、吹IS等，我們將其稱之為定常因素；第二類為由于現(xiàn)場條件和本身的復(fù)雜性往往具有很復(fù)雜的非線性特征，難以用統(tǒng)ー的物理模型或熱力學(xué)模型以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確地描述，例如電極加入和包襯散熱等，我們將其稱之為非定常因素。對(duì)于定常因素，可采用基于公知的冶金學(xué)機(jī)理模型或者生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算便可以獲得；而對(duì)于非定常因素，本發(fā)明則在對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)歸納后采用模糊推理算法將其程序化以對(duì)其進(jìn)行合理的優(yōu)化，并最終準(zhǔn)確找到最優(yōu)的計(jì)算模型(模型程序化后具有一定的自學(xué)習(xí)功能)。能量守恒原理，LF爐精練過程中能量平衡關(guān)系如圖2所示，其中，Qab表示進(jìn)入渣鋼熔池中的電弧熱量，Qar表示吹IS損失的熱量，Qsa表示洛面損失的熱量，Qmo表示合金元素 的氧化放熱，Qmf表不合金溶解熱，Qln表不包襯的蓄熱，Qshell表不包殼與大氣換熱，Qslag表示渣料熱效應(yīng)，Qalltjy表示，合金熔化升溫?zé)酫steel表示鋼水升溫?zé)?。可見，能量輸入主要包括電弧加熱的能?Qab)和合金反應(yīng)的化學(xué)熱(Qm。、Qmf)。進(jìn)入熔池的熱量又可分為三大去向。第一部分用于鋼液升溫(Qstral)和渣料及合金的升溫熔化所需的熱量(Qall()y、Qslag)，兩者之和即為加熱熔池的熱量；第二部分為通過包襯損失的熱量，其中又分為兩部分，一部分熱量成為包襯耐火材料的蓄熱(Qln)而使包襯溫度升高，另一部分是由包殼與周圍大氣的熱交換而損失的熱量(Qshell);第三部分是通過渣面損失的熱量，包括由渣面的輻射和對(duì)流傳熱的熱損失(Qsa)以及由熔池內(nèi)產(chǎn)生的高溫氣體通過渣面帶走的熱量(QJ。通過上述分析，由能量守恒原理和系統(tǒng)能量的輸入、輸出關(guān)系,可以得出在At時(shí)間段內(nèi)鋼液的熱量損失(或輸入)為系統(tǒng)的能量増量=輸入系統(tǒng)的能量-系統(tǒng)損失的能量QsteeI — Qab+Qmo+Qmf-Qalloy-Qslag-Qln-Qshell-Qsa-QarIQきI = (^st xcs. + ^si xcsi +
、 τ2由于在煉鋼生產(chǎn)過程中，相對(duì)鋼水重量而言，精煉過程中加入的爐渣量msl和合金量Hii要小的多，鋼水的重量在加入合金及渣料后無明顯變化。上式系統(tǒng)中的能量以對(duì)鋼水溫度產(chǎn)生的變化量為依據(jù)，見式3，= —
mStcSt3則由上式可得鋼水實(shí)時(shí)溫度為Tst = T0+ Δ Tab- Δ Tg- Δ Tlining- Δ Tsur- Δ Talloy- Δ Tslag4式中Tst為鋼水實(shí)時(shí)溫度，で；T0為鋼水初始溫度，V ；ATab, ATg, Δ Tlining, ATsur, ATalloy, Λ Tslag 分別為電能輸入、吹氬熱損、包襯散熱、渣面散熱、合金熱效應(yīng)、渣料熱效應(yīng)引起的鋼水溫度變化量，V。國內(nèi)學(xué)者的研究結(jié)果表明，當(dāng)渣層厚度小于50mm時(shí)，渣層厚度對(duì)渣層上表面的散熱損失影響顯著，渣層越薄，表面散熱量越大；渣層厚度大于50_時(shí)，渣層厚度對(duì)渣層表面的影響不再顯著?？紤]到在120噸以上的LF爐在精煉過程中其渣厚一般均大于60mm，135噸的LF爐渣厚一般在80 100mm。例如，發(fā)明人利用數(shù)值模擬的方法研究了 80mm厚的渣層在精煉過程中的散熱情況，結(jié)果如圖17所示。
從模擬結(jié)果可以 看出，初始階段由于鋼渣溫差大，通過鋼渣界面的散熱量比較大，20min內(nèi)渣層內(nèi)溫降較快，20min以后溫降逐漸減少，曲線趨于平緩，表明此時(shí)渣層散熱達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)且此時(shí)鋼水的溫降為O. 088°C /min，這時(shí)渣就像屏障一祥，阻礙鋼水大量熱量損失，渣表面散熱造成的鋼水溫降很低。因此，本發(fā)明中將渣層散熱對(duì)鋼水熱量的影響擬合到包襯散熱中一井考慮。根據(jù)上述分析，影響鋼水溫度變化的因素眾多，其中電極加熱、輻射散熱、加渣熱效應(yīng)、包襯散熱是主要影響因素，而前人研究表明在鋼包周轉(zhuǎn)過程中有80%左右的熱量是由于包襯散熱損失的。因此，準(zhǔn)確獲得包襯散熱對(duì)于預(yù)報(bào)鋼水溫度有著重要的意義。本發(fā)明正是基于這一原則，建立了一種基于模糊推理確定鋼包內(nèi)襯類型的LF爐鋼水溫度實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的方法。本發(fā)明可以具有以下主要步驟(I)鋼包熱狀態(tài)對(duì)鋼水溫度的影響規(guī)律；(2)其它因素對(duì)鋼水溫度的影響規(guī)律；(3)包襯類別模糊推理模型； (4) LF精煉過程溫度預(yù)報(bào)模型；(5) LF溫度的自動(dòng)校正。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，可包括以下內(nèi)容(一)建立鋼包熱狀態(tài)對(duì)鋼水溫度的影響規(guī)律所謂鋼包熱狀態(tài)即盛鋼鋼包在一爐澆鑄結(jié)束至本爐出鋼開始時(shí)的空包鋼包內(nèi)襯的溫度級(jí)別，從澆鑄結(jié)束至下一次盛鋼開始的時(shí)間間隔越長，在LF爐冶煉初期鋼包吸收的熱量就越多，因此鋼水的溫降也就越大，反之越小。LF爐精煉過程中鋼水的溫降有80%左右都是由于包襯散熱引起的。由此可知，鋼包的熱狀態(tài)對(duì)鋼水溫度影響很大，且鋼包的熱狀態(tài)不同，對(duì)鋼水的溫降影響亦不同。本發(fā)明是通過機(jī)理分析+數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上建立鋼包熱狀態(tài)對(duì)鋼水溫度的影響規(guī)律。采用流體仿真軟件Fluent對(duì)精煉過程的流場以及溫度場進(jìn)行耦合模擬，根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為包襯的溫度范圍為(800 1400°C )，因此模型中將包襯溫度分為800U000U200、1400V四個(gè)溫度檔次，模型的建立過程如下所述(I)利用GAMBIT軟件構(gòu)建目標(biāo)物理模型及劃分網(wǎng)格，如圖3所示(2)邊界條件(a)熔池表面在熔池表面，鋼水與渣接觸，表面切應(yīng)カ忽略不計(jì)。(b)固體壁面在鋼包側(cè)壁和底部的固體壁面，對(duì)速度、壓カ使用無滑移邊界條件，將k和ε設(shè)為零。(C)入口 本模型中吹氬為偏心雙底吹，底部噴嘴為速度入口邊界。鋼包內(nèi)湍流計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)的k-ε模型(k = 0.015U2, ε = 94Χ k1· 5/Dh確定，其中，u為氣體速度，Dh為噴ロ水力直徑)。(d)鋼包內(nèi)襯按導(dǎo)熱固體邊界條件進(jìn)行處理，近壁面采用壁面函數(shù)法加以求解，包襯內(nèi)無熱源，溫度變化由包襯材料的導(dǎo)熱系數(shù)確定，包襯材料和鋼水的ー些參數(shù)見表I。表I鋼包包襯及鋼水的一些參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種實(shí)時(shí)預(yù)測鋼包精煉爐精煉鋼水溫度的方法，所述方法通過式(a)對(duì)鋼包精煉爐精煉過程中的鋼水溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測，式(a)為 Tst = T0+ Δ Tab-Δ Tg-Δ Tlining-Δ Tsur-Δ Talloy-Δ Tslag，其中， Tst為鋼水實(shí)時(shí)溫度，V ； T0為鋼水初始溫度，V ； ATab, ATg, Δ Tlining, ATsur, ATalloy, Λ Tslag分別為電能輸入、吹氬熱損、包襯散熱、洛面散熱、合金熱效應(yīng)、渣料熱效應(yīng)弓I起的鋼水溫度變化量，V，其特征在于， 其中，所述包襯散熱引起的鋼水溫度變化量ATlining通過式(b)得到， 式(b)為ATlining = a+bt+ct2+dt3+et4,其中， O^ t ^ 120min, a, b，c，d，e為根據(jù)鋼包包襯的熱狀態(tài)級(jí)別來確定的常數(shù)， 當(dāng)鋼包包襯的熱狀態(tài)為A級(jí)時(shí),式(b)變?yōu)?Δ Tlining = 6. 554+2. 4864t-3. 525 X 10_2t2+3. 1165 X 10_4t3_l· 0555 X 10_6t4 ； 當(dāng)鋼包包襯的熱狀態(tài)為熱狀態(tài)為B級(jí)時(shí),式(b)變?yōu)?Δ Tlining = 4. 9464+2. 0383t_2. 742 X 10_2t2+2. 40895 X 10_4t3_8· 1983X 10_7t4 當(dāng)鋼包包襯的熱狀態(tài)為熱狀態(tài)為C級(jí)時(shí),式(b)變?yōu)棣?Tlining = 3. 3747+1. 5852t_L 943X10_2t2+L 6708 X 10_4t3_5· 6514X10_7t4當(dāng)鋼包包襯的熱狀態(tài)為熱狀態(tài)為D級(jí)時(shí),式(b)變?yōu)?Δ Tlining = I. 7883+1. 13t-l. 14 X 10_2t2+9. 2983 X 10_5t3_3. 095 X 10_7t4。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)時(shí)預(yù)測鋼包精煉爐精煉鋼水溫度的方法，其特征在干， 所述鋼包包襯的熱狀態(tài)為A級(jí)是指鋼包內(nèi)襯初始溫度為800°C且達(dá)到穩(wěn)態(tài)散熱時(shí)間為95 99min，達(dá)到穩(wěn)態(tài)后鋼水平均溫降為O. 52 O. 54°C /min ； 所述鋼包包襯的熱狀態(tài)為B級(jí)是指鋼包內(nèi)襯初始溫度為1000°C且達(dá)到穩(wěn)態(tài)散熱時(shí)間為86 88min，達(dá)到穩(wěn)態(tài)后鋼水平均溫降為O. 49 O. 51。。/min ； 所述鋼包包襯的熱狀態(tài)為C級(jí)是指鋼包內(nèi)襯初始溫度為1200°C且達(dá)到穩(wěn)態(tài)散熱時(shí)間為78 82min，達(dá)到穩(wěn)態(tài)后鋼水平均溫降為O. 46 O. 48°C /min ； 所述鋼包包襯的熱狀態(tài)為D級(jí)是指鋼包內(nèi)襯初始溫度為1400°C且達(dá)到穩(wěn)態(tài)散熱時(shí)間為70 74min，達(dá)到穩(wěn)態(tài)后鋼水平均溫降為O. 40 O. 42°C /min。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)時(shí)預(yù)測鋼包精煉爐精煉鋼水溫度的方法，其特征在于，所述鋼包包襯的熱狀態(tài)級(jí)別根據(jù)模糊推理模型中的Ztl得出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)時(shí)預(yù)測鋼包精煉爐精煉鋼水溫度的方法，其特征在于，所述方法還包括對(duì)預(yù)測得到的鋼水溫度進(jìn)行校正的步驟。
5.一種實(shí)時(shí)預(yù)測鋼包精煉爐精煉鋼水溫度的方法，其特征在干，由流場及溫度場耦合進(jìn)行理論探究，充分考慮過程中可能出現(xiàn)的所有包襯情況，建立包襯散熱模型，充分考慮其他因素對(duì)鋼水溫度的影響，最終建立溫度預(yù)報(bào)模型，所述溫度預(yù)報(bào)模型包括模糊推理，溫度自動(dòng)校正以及溫度預(yù)報(bào)三大模塊，采用理論分析和數(shù)值模擬的方式，結(jié)合相應(yīng)的算法最終實(shí)現(xiàn)LF爐精煉鋼水溫度的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)時(shí)預(yù)測鋼包精煉爐精煉鋼水溫度的方法，其特征在于，在包襯散熱模型中，將鋼包周轉(zhuǎn)過程中包襯散熱對(duì)鋼水的溫降速度和溫降速率進(jìn)行歸ー化處理；采用模糊推理的方法建立精煉過程中鋼包內(nèi)襯類別的自動(dòng)判別模型。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的實(shí)時(shí)預(yù)測鋼包精煉爐精煉鋼水溫度的方法，其特征在干，在溫度預(yù)報(bào)模型中，由于現(xiàn)場的一些不穩(wěn)定性因素的影響，建立溫度預(yù)報(bào)過程中溫度自動(dòng)校正功能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)時(shí)預(yù)測鋼包精煉爐精煉鋼水溫度的方法。在基于包襯散熱對(duì)鋼水溫度的影響方面，本發(fā)明采用數(shù)值模擬方法，考慮了盛鋼過程中大包內(nèi)襯為溫度800～1400℃，耦合鋼水流動(dòng)對(duì)包襯散熱的影響，建立了包襯散熱對(duì)鋼水溫降的擬合方程。在包襯類別精確判斷方面，本發(fā)明建立了一種基于模糊推理大包內(nèi)襯自動(dòng)選擇的模型。在精煉過程鋼水裸露面的確定方面，本發(fā)明基于數(shù)值模擬研究，建立了不同吹氬量下鋼水的裸露面積擬合方程?；谏鲜鋈N模型的預(yù)測結(jié)果，本發(fā)明將精煉過程中鋼水的流動(dòng)特性與散熱情況相結(jié)合，建立了LF精煉過程鋼水溫度實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)模型。為減少現(xiàn)場不穩(wěn)定性因素的影響，本模型開發(fā)了溫度自動(dòng)校正功能。
文檔編號(hào)G06Q50/04GK102867220SQ20121020924
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者祭程, 陳永, 朱苗勇, 曾建華, 崔俊, 孫維松, 陳亮, 張敏 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)研究院有限公司, 東北大學(xué)