CN106363149B - 炼钢连铸钢水过程温度动态控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种炼钢连铸钢水过程温度动态控制系统及控制方法。本发明包括L3生产计划管理模块，L3过程温度计算模块，L3工位生产实绩管理模块，L2工位生产、温度控制模块，L2生产实绩管理模块；所述的L3生产计划管理模块用于根据生产合同情况、各工位生产过程的实际情况、生产工位的变化，生成或调整炼钢连铸生产计划；所述的L3过程温度计算模块用于根据L3生产计划管理模块的生产计划，计算各生产工位对应的目标温度；所述的L2工位生产、温度控制模块用于根据接收的钢水目标温度进行温度的过程控制，生产出合格的钢水；L2生产实绩管理模块收集本工位当前炉次的生产实绩，上传L3工位生产实绩管理模块。本发明能够实现各工位终点温度的精确控制。

Description

炼钢连铸钢水过程温度动态控制系统及控制方法

技术领域：

本发明涉及一种炼钢连铸钢水过程温度动态控制系统及控制方法，属于冶金控制技术领域。

背景技术：

炼钢生产过程，首先安排生产计划，根据生产计划，再根据生产计划安排个生产工位的生产，生产工位包括铁水预处理、转炉、各种钢水精炼工位（如RH、LF、DV等）和连铸机浇铸等生产工位，生产出合格的板坯。炼钢生产过程主要控制转炉到连铸的钢水成份和温度。对于钢水的温度控制，常用的方法是设定各工位的钢水目标度，由各工位具体实现，由于钢水在生产过程中，某工位钢水温度终点温度超限、钢水运输时间长短的影响等，导致钢水到达开浇时的温度超限，从而影响生产节奏和铸坯质量。

发明内容:

本发明的目的是提供一种炼钢连铸钢水过程温度动态控制系统及控制方法，实现各工位终点温度的精确控制，根据生产计划的执行情况控制钢水的过程温度，准确、可靠的终点温度保证生产节奏。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种炼钢连铸钢水过程温度动态控制系统，包括L3生产计划管理模块， L3过程温度计算模块，L3工位生产实绩管理模块，L2工位生产、温度控制模块，L2生产实绩管理模块；

所述的L3生产计划管理模块用于根据生产合同情况、各工位生产过程的实际情况、生产工位的变化，生成或调整炼钢连铸生产计划；

所述的L3过程温度计算模块用于根据L3生产计划管理模块的生产计划，计算各生产工位对应的目标温度；

所述的L2工位生产、温度控制模块用于根据接收的钢水目标温度进行温度的过程控制，生产出合格的钢水；

L2生产实绩管理模块收集本工位当前炉次的生产实绩，上传L3工位生产实绩管理模块。

用上述炼钢连铸钢水过程温度动态控制系统进行炼钢连铸钢水过程温度动态控制的方法，该方法包括如下步骤：

（1）L3生产计划管理模块根据生产合同情况、各工位生产过程的实际情况、生产工位的变化，生成或调整炼钢连铸生产计划；

（2）L3过程温度计算模块根据L3生产计划管理模块的生产计划，计算各生产工位对应的目标温度；

（3）L2工位生产、温度控制模块，L2生产实绩管理模块根据L3生产计划管理模块下发的生产计划组织生产：L2工位生产、温度控制模块根据接收的钢水目标温度进行温度的过程控制，生产出合格的钢水；L2生产实绩管理模块收集本工位当前炉次的生产实绩，上传L3工位生产实绩管理模块；

（4）L3生产计划管理模块根据各工位生产的实际状态、连铸机的拉速信息，调整L3生产计划；

（5）根据生产实绩信息判断，本浇次计划对应的炉次是否生产结束（全部浇铸完成），若否转步骤（1）。

所述的炼钢连铸钢水过程温度动态控制的方法，步骤（2）中所述的L3过程温度计算模块根据L3生产计划管理模块的生产计划，计算各生产工位对应的目标温度的步骤如下：

①根据L3生产计划管理模块的生产计划，按连铸浇铸计划的浇铸顺序，根据对应钢种从生产工艺卡的生产标准获得该钢种在浇铸开始时的目标温度T_AimCC，判断是否第一炉，如果是第一炉，则

T_AimCC= T_AimCC+ ΔT1；

T_AimCC作为连铸开浇的目标温度；根据生产计划，计算连铸前生产工位的目标温度，

其中ΔT1，不同的连铸机取值不同，ΔT1 在（10⁰C， 30⁰C）之间，

②假设当前计算的炉次不是第一炉，假定当前工位为i工位，后一工位为i+1工位，则i工位的目标温度T_Aimi的计算公式为：

T_Aimi = T_Aimi+1 + T_upi+1 -ΔT2 * Δt_i

其中：T_Aimi+1 当前工位的后一工位的目标温度，如果下一工位连铸，则

T_Aimi+1 =T_AimCC；

T_upi+1本炉次对应钢种当前工位的后一工位的生产过程的温度升高，如果下一工位连铸，则T_upi+1为0。

ΔT2为钢水在运输过程中的自然温降，为常量，一般为0.3～1.0⁰C/min之间，大小不同的钢包该参数也略有不同。

Δt_i为i工位到i+1 工位运输所需的时间，各工位之间的运输耗时不同，但固定两工位之间运输所需的时间相对固定。

上述的T_upi+1、Δt_i在L3系统的参数存储单元中查找得出。

③判断当前炉次是否为转炉工位，若否，计算当前工位的前一工位的目标温度，转步骤②继续计算前一工位的目标温度；

④判断当前炉次是否为该浇次的最后一炉，若否，转步骤①；

⑤结束。

有益效果：

1.本发明的钢水温度控制采用反向计算、正向控制的逐步逼近方法。浇次内每一炉的目标温度计算从连铸机工位开始计算，逐步反向计算各工位的目标温度，直至转炉生产的目标温度；钢水温度控制从转炉生产逐步控制，直至连铸机，实现各工位终点温度的精确控制；

2.本发明根据生产计划的执行情况控制钢水的过程温度。根据炼钢连铸生产的实际情况，如生产节奏发生变化、连铸机拉速发生变化、炉次生产状态发生变化等，实时调整浇铸计划（在此主要影响因素指各工位生产的开始、结束时间的调整），在生产计划调整的基础上，实时计算各炉次各工位的目标温度用于生产控制，避免了因生产节奏发生变化导致炉次钢水温度到达连铸机浇铸时温度不满足目标要求，从而影响生产的顺利进行；

3.本发明准确、可靠的终点温度保证生产节奏。由于确保各炉次到达连铸机进行浇铸时钢水温度满足目标温度要求，从而保证了生产的顺利进行；同时由于各工位的温度控制准确可靠，从而提高了连铸坯的质量。

具体实施方式：

一种炼钢连铸钢水过程温度动态控制系统，包括L3生产计划管理模块， L3过程温度计算模块，L3工位生产实绩管理模块，L2工位生产、温度控制模块，L2生产实绩管理模块；

所述的L3生产计划管理模块用于根据生产合同情况、各工位生产过程的实际情况、生产工位的变化，生成或调整炼钢连铸生产计划；

所述的L3过程温度计算模块用于根据L3生产计划管理模块的生产计划，计算各生产工位对应的目标温度；

所述的L2工位生产、温度控制模块用于根据接收的钢水目标温度进行温度的过程控制，生产出合格的钢水；

L2生产实绩管理模块收集本工位当前炉次的生产实绩，上传L3工位生产实绩管理模块。

用上述炼钢连铸钢水过程温度动态控制系统进行炼钢连铸钢水过程温度动态控制的方法，该方法包括如下步骤：

（1）L3生产计划管理模块根据生产合同情况、各工位生产过程的实际情况、生产工位的变化（如某炉钢水计划从3#转炉调整到2#转炉等），生成或调整炼钢连铸生产计划（第一次为生成新的生产计划，后续为调整生产计划），包括连铸机浇次计划；浇次计划的内容包括对应炉次经过相关生产工位的开始时间、结束时间以及炉次对应生产工位的生产顺序等。

（2）L3生产计划管理模块调整计划的依据包括两个方面，一是新的浇次开始前，生成新的生产计划包括连铸机浇次计划，二是在生产过程中发生的实际情况，如浇铸速度变化、某一炉次在某一工位生产状况（提前或延迟等）的变化、某一炉次在某一工位生产状态的发生（如转炉出钢开始）。如何生成或调整生产计划，属于另外技术领域，在此不作详细描述。

（3）L3过程温度计算模块根据L3生产计划管理模块的生产计划，计算各生产工位对应的目标温度；

（4）各L2系统根据L3下发的生产计划组织生产；L2工位生产、温度控制模块根据接收的钢水目标温度进行温度的过程控制，生产出合格的钢水；L2生产实绩管理模块收集本工位当前炉次的生产实绩，上传L3；

（5）L3生产计划管理模块根据各工位生产的实际状态、连铸机的拉速等信息，调整L3生产计划；

根据生产实绩信息判断，本浇次计划对应的炉次是否生产结束（全部浇铸完成），若否转步骤（1）。

所述的炼钢连铸钢水过程温度动态控制的方法，步骤（2）中所述的L3过程温度计算模块根据L3生产计划管理模块的生产计划，计算各生产工位对应的目标温度的步骤如下：

⑥根据L3生产计划管理模块的生产计划，按连铸浇铸计划的浇铸顺序，根据对应钢种从生产工艺卡的生产标准获得该钢种在浇铸开始时的目标温度T_AimCC，判断是否第一炉，如果是第一炉，则

T_AimCC= T_AimCC+ ΔT1；

T_AimCC作为连铸开浇的目标温度；根据生产计划，计算连铸前生产工位的目标温度，

其中ΔT1，不同的连铸机取值不同，ΔT1 在（10⁰C， 30⁰C）之间，

⑦假设当前计算的炉次不是第一炉，假定当前工位为i工位，后一工位为i+1工位，则i工位的目标温度T_Aimi的计算公式为：

T_Aimi = T_Aimi+1 + T_upi+1 -ΔT2 * Δt_i

其中：T_Aimi+1 当前工位的后一工位的目标温度，如果下一工位连铸，则

T_Aimi+1 =T_AimCC；

T_upi+1本炉次对应钢种当前工位的后一工位的生产过程的温度升高，如果下一工位连铸，则T_upi+1为0。

ΔT2为钢水在运输过程中的自然温降，为常量，一般为0.3～1.0⁰C/min之间，大小不同的钢包该参数也略有不同。

Δt_i为i工位到i+1 工位运输所需的时间，各工位之间的运输耗时不同，但固定两工位之间运输所需的时间相对固定。

上述的T_upi+1、Δt_i在L3系统的参数存储单元中查找得出。

⑧判断当前炉次是否为转炉工位，若否，计算当前工位的前一工位的目标温度，转步骤②继续计算前一工位的目标温度；

⑨判断当前炉次是否为该浇次的最后一炉，若否，转步骤①；

⑩结束。

需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (2)

1.一种炼钢连铸钢水过程温度动态控制的方法，该方法包括：

首先建立炼钢连铸钢水过程温度动态控制系统，包括L3生产计划管理模块， L3过程温度计算模块，L3工位生产实绩管理模块，L2工位生产、温度控制模块，L2生产实绩管理模块；

所述的L3生产计划管理模块用于根据生产合同情况、各工位生产过程的实际情况、生产工位的变化，生成或调整炼钢连铸生产计划；

所述的L3过程温度计算模块用于根据L3生产计划管理模块的生产计划，计算各生产工位对应的目标温度；

所述的L2工位生产、温度控制模块用于根据接收的钢水目标温度进行温度的过程控制，生产出合格的钢水；

L2生产实绩管理模块收集本工位当前炉次的生产实绩，上传L3工位生产实绩管理模块；

其特征是：用上述的炼钢连铸钢水过程温度动态控制系统进行炼钢连铸钢水过程温度动态控制的方法，包括如下步骤：

（1）L3生产计划管理模块根据生产合同情况、各工位生产过程的实际情况、生产工位的变化，生成或调整炼钢连铸生产计划；

（2）L3过程温度计算模块根据L3生产计划管理模块的生产计划，计算各生产工位对应的目标温度；

（3）L2工位生产、温度控制模块，L2生产实绩管理模块根据L3生产计划管理模块下发的生产计划组织生产：L2工位生产、温度控制模块根据接收的钢水目标温度进行温度的过程控制，生产出合格的钢水；L2生产实绩管理模块收集本工位当前炉次的生产实绩，上传L3工位生产实绩管理模块；

（4）L3生产计划管理模块根据各工位生产的实际状态、连铸机的拉速信息，调整L3生产计划；

（5）根据生产实绩信息判断，本浇次计划对应的炉次是否生产结束，即是否全部浇铸完成，若否转步骤（1）。

2.根据权利要求1所述的炼钢连铸钢水过程温度动态控制的方法，其特征是：步骤（2）中所述的L3过程温度计算模块根据L3生产计划管理模块的生产计划，计算各生产工位对应的目标温度的步骤如下：

①根据L3生产计划管理模块的生产计划，按连铸浇铸计划的浇铸顺序，根据对应钢种从生产工艺卡的生产标准获得该钢种在浇铸开始时的目标温度T_AimCC，判断是否第一炉，如果是第一炉，则

T_AimCC= T_AimCC+ ΔT1；

T_AimCC作为连铸开浇的目标温度；根据生产计划，计算连铸前生产工位的目标温度，

其中ΔT1，不同的连铸机取值不同，ΔT1 在（10⁰C， 30⁰C）之间，

②假设当前计算的炉次不是第一炉，假定当前工位为i工位，后一工位为i+1工位，则i工位的目标温度T_Aimi的计算公式为：

T_Aimi = T_Aimi+1 + T_upi+1 -ΔT2 * Δt_i

其中：T_Aimi+1当前工位的后一工位的目标温度，如果下一工位连铸，则

T_Aimi+1 =T_AimCC；

T_upi+1本炉次对应钢种当前工位的后一工位的生产过程的温度升高，如果下一工位连铸，则T_upi+1为0，

ΔT2为钢水在运输过程中的自然温降，为常量，该参数根据大小不同的钢包取值在0.3～1.0⁰C/min之间，

Δt_i为i工位到i+1 工位运输所需的时间，各工位之间的运输耗时不同，但固定两工位之间运输所需的时间相对固定，

上述的T_upi+1、Δt_i在L3系统的参数存储单元中查找得出，

③判断当前炉次是否为转炉工位，若否，计算当前工位的前一工位的目标温度，转步骤②继续计算前一工位的目标温度；

④判断当前炉次是否为该浇次的最后一炉，若否，转步骤①；

结束。