CN108941496B - 炼钢连铸过程质量实时跟踪及控制系统及方法 - Google Patents

炼钢连铸过程质量实时跟踪及控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种炼钢连铸过程质量实时跟踪及控制系统，其特征在于，所述控制系统包括炼钢连铸过程质量实时跟踪与控制系统、冶炼区域控制系统以及网络通信系统，所述冶炼区域控制系统通过网络通信系统连接炼钢连铸过程质量实时跟踪与控制系统，其中，所述的实时跟踪与控制系统：用于跟踪钢水冶炼过程中钢水质量实时跟踪以及控制；所述的冶炼区域控制系统：用于相关冶炼区域的生产过程控制，收集相关事件、过程数据，并通过网络通信系统将相关数据上传实时跟踪与控制系统；接收实时跟踪与控制系统下达的质量补救措施，根据该措施控制生产过程；所述的网络通信系统：用于各个系统之间的通信。

Description

炼钢连铸过程质量实时跟踪及控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种控制系统，具体涉及一种炼钢连铸过程质量实时跟踪及控制方法，属于自动化控制技术领域。
背景技术
炼钢连铸生产，最终生产出合格的连铸板坯。在生产过程中，一般采用各个区域独自进行质量管理，在各个冶炼区域冶炼过程中，无法得知在前工序造成钢水质量不满足工艺需求的事件，不能够及时采取补救措施，容易造成板坯质量不满足工艺要求，从而降低板坯质量。因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种炼钢连铸过程质量实时跟踪及控制方法，本发明采用各区域控制系统进行事件跟踪，收集相关事件信息，通过网络系统上传炼钢连铸过程质量实时跟踪与控制系统，炼钢连铸过程质量实时跟踪与控制系统对收集到的信息进行甄别并编码，提出应采取的相应措施，在下发各区域控制系统，作为各区域控制系统进行质量补救的措施。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种炼钢连铸过程质量实时跟踪及控制系统，其特征在于，所述控制系统包括炼钢连铸过程质量实时跟踪与控制系统（以下简称为实时跟踪与控制系统）、冶炼区域控制系统以及网络通信系统，所述冶炼区域控制系统通过网络通信系统连接炼钢连铸过程质量实时跟踪与控制系统，其中，所述的实时跟踪与控制系统：用于跟踪钢水冶炼过程中钢水质量实时跟踪以及控制；所述的冶炼区域控制系统：用于相关冶炼区域（包括转炉、LF钢包精炼炉、RH钢包精炼炉、连铸机等）的生产过程控制，收集相关事件、过程数据，并通过网络通信系统将相关数据上传实时跟踪与控制系统；接收实时跟踪与控制系统下达的质量补救措施，根据该措施控制生产过程；所述的网络通信系统：用于各个系统之间的通信。
作为本发明的一种改进，所述实时跟踪与控制系统包括数据分析子系统、质量编码子系统、质量补救子系统，所述的数据分析子系统用于对各冶炼区域控制系统上传的过程数据进行分析，找出质量缺陷的事件及相关数据；所述的质量编码子系统用于对事件甄别子系统甄别的事件进行编码；所述的质量补救子系统用于质量缺陷的事件提出对应的补救措施，并通过网络通信系统下达其后相关工位的冶炼区域控制系统。
作为本发明的一种改进，所述冶炼区域控制系统包括转炉生产过程控制子系统、LF生产过程控制子系统、RH生产过程控制子系统以及连铸生产过程控制子系统。
炼钢连铸过程质量实时跟踪及控制系统的控制方法，所述控制方法如下，
1）根据生产计划，从炉次钢水冶炼的第一个工位（转炉）开始；
2）冶炼区域控制系统收集本工位的事件以及相关的过程数据，并通过网络通信系统上传实时跟踪与控制系统；
3）数据分析子系统将收到的过程数据进行分析，得出质量缺陷的事件及相关数据，并进行分类；
4）质量编码子系统将数据分析子系统分析的结果进行编码；
5）质量补救子系统中存储有不同缺陷类别的补救措施，当出现质量缺陷时，质量补救子系统根据数据分析子系统质量缺陷的类别，查找对应的质量补救措施，通过网络通信系统将其下发到后到工序的冶炼区域控制系统进行相应的质量控制，以期对质量缺陷进行补救，同时将质量缺陷的类别和质量补救措施在实时跟踪与控制系统HMI画面子系统显示；
6）判断当前工序是否为钢水冶炼的最后一道工序，若是最后一道工序，结束循环过程；否则继续跟踪下一道工序，转步骤（2）。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，1）该技术方案能够自动识别炉次的质量缺陷以及补救措施，提高钢水的质量，具有较大的经济效益；原有技术采用连铸浇铸过程中的异常事件（如钢包换水口、换中包等）来判断板坯的质量情况，没有考虑钢水在生产过程中的异常事件对板坯质量的影响，本发明弥补了钢水在生产过程中的异常事件对板坯质量的影响；举例说明，如果在冶炼过程中，RH抽真空；2）原有技术采用连铸浇铸过程中的异常事件（如钢包换水口、换中包等）来判断板坯的质量情况，只针对某块或某几块板坯的质量情况，没有对整炉钢水浇铸的整个板坯的质量问题，本发明弥补了整炉钢水浇铸的整个板坯的质量问题；3）该技术方案成本较低，便于大规模的推广应用。
附图说明
图1 为本发明整体框架示意图；
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种炼钢连铸过程质量实时跟踪及控制系统，所述控制系统包括炼钢连铸过程质量实时跟踪与控制系统（以下简称为实时跟踪与控制系统）、冶炼区域控制系统以及网络通信系统，所述冶炼区域控制系统通过网络通信系统连接炼钢连铸过程质量实时跟踪与控制系统，其中，所述的实时跟踪与控制系统：用于跟踪钢水冶炼过程中钢水质量实时跟踪以及控制；所述的冶炼区域控制系统：用于相关冶炼区域（包括转炉、LF钢包精炼炉、RH钢包精炼炉、连铸机等）的生产过程控制，收集相关事件、过程数据，并通过网络通信系统将相关数据上传实时跟踪与控制系统；接收实时跟踪与控制系统下达的质量补救措施，根据该措施控制生产过程；所述的网络通信系统：用于各个系统之间的通信。
所述实时跟踪与控制系统包括数据分析子系统、质量编码子系统、质量补救子系统，所述的数据分析子系统用于对各冶炼区域控制系统上传的过程数据进行分析，找出质量缺陷的事件及相关数据；所述的质量编码子系统用于对事件甄别子系统甄别的事件进行编码；所述的质量补救子系统用于质量缺陷的事件提出对应的补救措施，并通过网络通信系统下达其后相关工位的冶炼区域控制系统。
所述冶炼区域控制系统包括转炉生产过程控制子系统、LF生产过程控制子系统、RH生产过程控制子系统以及连铸生产过程控制子系统。
实施例2：参见图1，炼钢连铸过程质量实时跟踪及控制系统的控制方法，所述控制方法如下：1）根据生产计划，从炉次钢水冶炼的第一个工位（转炉）开始；质量跟踪与控制的过程起点，就是说质量跟踪与控制是从钢水冶炼的第一个工位（转炉）的冶炼过程开始。
2）冶炼区域控制系统收集本工位的事件以及相关的过程数据，并通过网络通信系统上传实时跟踪与控制系统；收集的过程数据冶炼过程的状态事件信息与过程数据，包括：转炉生产过程控制子系统收集转炉冶炼过程中的状态事件信息（如吹炼开始、吹炼结束、出钢开始、出钢结束等）和过程数据（如铁水重量、废钢重量、转炉钢水成分、温度、加入各种合金重量等数据）；LF生产过程控制子系统收集LF炉冶炼过程中的状态事件信息（如升温开始、升温结束、喂丝开始、喂丝结束等）和过程数据（如钢水重量、钢水成分、温度、加入各种合金重量、喂丝量、纯吹氩时间等数据）；RH生产过程控制子系统收集RH冶炼过程中的状态事件信息（如抽真空开始、抽真空结束、喂丝开始、喂丝结束等）和过程数据（如钢水重量、钢水成分、温度、加入各种合金重量、喂丝量、纯吹氩时间、抽真空时间等数据）；连铸生产过程控制子系统收集连铸浇铸过程中的状态事件信息（如浇铸开始、浇铸结束、大包换水口、换中包等）和过程数据（如钢水重量、钢水成分、温度等数据）。
3）数据分析子系统将收到的过程数据进行分析，得出质量缺陷的事件及相关数据，并进行分类；将收集的数据与本炉次对应钢种的质量标准进行比较，找出超出范围的数据，如转炉出钢温度大于目标出钢温度最大值或小于目标出钢温度最小值。
如某炉次收集到的LF纯吹氩时间为3分钟，而工艺规程中规定的本钢种纯吹氩时间为6分钟，则纯吹氩时间不满足要求，钢水中的夹杂不能充分上浮，造成钢水洁净度不够，钢水质量下降。
4）质量编码子系统将数据分析子系统分析的结果进行编码；
质量编码子系统将质量缺陷代码分段，每一段代表一个不同的工序，有几个不同的工位分为几个段，一般分为5个分别为转炉工位段、吹氩站工位段、LF精炼炉工位段、RH精炼炉工位段和连铸工位段，如下表所示
转炉工位段 吹氩站工位段 LF精炼炉工位段 RH精炼炉工位段 连铸工位段
。]每一个工位段又分为若干位，每一位代表一类缺陷类别，用二进制表示，“1”表示该缺陷类别存在，“0”表示该缺陷类别不存在。每一个工位段分为多少位，根据具体的工艺要求确定，且在具体的工艺要求确定的基础上增加2到3位的预留扩展位。
5）质量补救子系统中存储有不同缺陷类别的补救措施，当出现质量缺陷时，质量补救子系统根据数据分析子系统质量缺陷的类别，查找对应的质量补救措施，通过网络通信系统将其下发到后到工序的冶炼区域控制系统进行相应的质量控制，以期对质量缺陷进行补救，同时将质量缺陷的类别和质量补救措施在实时跟踪与控制系统HMI画面子系统显示。如LF纯吹氩时间超限，则采取在下一工位RH进行吹氩操作，使得纯吹氩时间满足工艺规程的规定。
6）判断当前工序是否为钢水冶炼的最后一道工序，若是最后一道工序，结束循环过程；否则继续跟踪下一道工序，转步骤（2）。
步骤1）到6）是一炉钢水质量程质量跟踪与控制的一个过程，在实际生产中也是按照本顺序步骤来进行控制的。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (3)

1.一种炼钢连铸控制系统，其特征在于，所述控制系统包括炼钢连铸过程质量实时跟踪与控制系统、冶炼区域控制系统以及网络通信系统，所述冶炼区域控制系统通过网络通信系统连接炼钢连铸过程质量实时跟踪与控制系统，其中，所述炼钢连铸过程质量实时跟踪与控制系统：用于钢水冶炼过程中钢水质量实时跟踪以及控制；所述的冶炼区域控制系统：用于相关冶炼区域的生产过程控制，收集相关事件、过程数据，并通过网络通信系统将相关数据上传实时跟踪与控制系统；接收实时跟踪与控制系统下达的质量补救措施，根据该措施控制生产过程；所述的网络通信系统：用于各个系统之间的通信；
所述实时跟踪与控制系统包括数据分析子系统、质量编码子系统、质量补救子系统，所述的数据分析子系统用于对各冶炼区域控制系统上传的过程数据进行分析，找出质量缺陷的事件及相关数据；所述的质量编码子系统用于对事件甄别子系统甄别的事件进行编码；所述的质量补救子系统用于质量缺陷的事件提出对应的补救措施，并通过网络通信系统下达其后相关工位的冶炼区域控制系统。
2.根据权利要求1所述的炼钢连铸控制系统，其特征在于，所述冶炼区域控制系统包括转炉生产过程控制子系统、LF生产过程控制子系统、RH生产过程控制子系统以及连铸生产过程控制子系统。
3.采用权利要求1-2任意一项炼钢连铸控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下，
1）根据生产计划，从炉次钢水冶炼的第一个工位即转炉开始；
2）冶炼区域控制系统收集本工位的事件以及相关的过程数据，并通过网络通信系统上传实时跟踪与控制系统；
3）数据分析子系统将收到的过程数据进行分析，得出质量缺陷的事件及相关数据，并进行分类；
4）质量编码子系统将数据分析子系统分析的结果进行编码；
5）质量补救子系统中存储有不同缺陷类别的补救措施，当出现质量缺陷时，质量补救子系统根据数据分析子系统质量缺陷的类别，查找对应的质量补救措施，通过网络通信系统将其下发到后道工序的冶炼区域控制系统进行相应的质量控制，以期对质量缺陷进行补救，同时将质量缺陷的类别和质量补救措施在实时跟踪与控制系统HMI画面子系统显示；
6）判断当前工序是否为钢水冶炼的最后一道工序，若是最后一道工序，结束循环过程；
否则继续跟踪下一道工序，转步骤（2）。
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