CN110343805B - 钢包精炼炉钢水硅锰成分控制装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢包精炼炉钢水硅锰成分控制装置，所述控制装置包括以下控制模块：1)合金料仓维护模块：用于存储各合金料仓的合金存储情况，并提供维护功能；2)数据收集模：用于各种计算所需参数的收集与整理；3)合金元素计算模块：用于计算投入合金中含元素Si、Mn、C的重量；4)合金量计算模块：用于计算需要投入硅铁、硅锰合金、锰铁、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁等合金的重量；5)合金称量控制模块：用于对需要投入合金称量的控制；6)合金投料控制模块：用于称量后的合金投入控制；7)料仓合金重量调整模块：用于对合金料仓内合金重量的调整；8)合金元素收得率自调节模块：用于计算本炉次各合金元素收得率。

Description

钢包精炼炉钢水硅锰成分控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种控制装置，具体涉及钢包精炼炉钢水硅锰成分控制装置及控制方法，属于自动化控制技术领域。
背景技术
钢包精炼，包括LF精炼炉和RH精炼炉，作为实现转炉与连铸中间工序的工艺设备，钢包精炼炉必须提供满足量成分要求的合格钢水，这是后工序顺利进行的前提条件。随着用户对钢材品种、质量的要求越来越高，对钢包精炼过程控制也提出了更高的要求。用于炼钢用的锰合金有硅锰合金、锰铁、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁，对于含锰钢，不仅钢水锰含量要合格，加入合金的成本还要经济，同时还必须考虑硅锰合金、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁的加入对钢水硅含量、碳含量的影响。
经过查新，一种RH精炼过程中的合金化控制方法，专利号：CN200410024741.X，该发明提供一种RH精炼过程中的合金化控制方法，具有减少RH精炼处理合金投入总成本和提高钢水成分控制精度的优点。该方法主要包括以下步骤：(1)计算作为RH精炼过程中的脱氧剂和化学加热剂的合金元素耗用量；(2)根据钢水成分内各合金元素含量的初始值、目标值和合金元素耗用量计算每种合金元素的总计投入量；(3)确定合金投入组合与投入量，其中，每种合金元素通过投入组合内所有合金投入的数量等于该种合金元素的总计投入量；(4)将投入组合内的各种合金按照确定的投入量投入RH精炼炉，其中，投入顺序为：用作脱氧剂的合金、其它合金。本发明在于考虑精炼炉现场合金料仓及其合金的情况，以及保证加入含锰合金后钢水成分满足要求且最经济，此专利没有考虑现场合金料仓及其合金的情况以及经济性，不便于进一步的推广应用。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种钢包精炼炉钢水硅锰成分控制装置，该技术方案钢包精炼，包括LF精炼炉和RH精炼炉。作为实现转炉与连铸中间工序的工艺设备，钢包精炼炉必须提供满足量成分要求的合格钢水，这是后工序顺利进行的前提条件。随着用户对钢材品种、质量的要求越来越高，对钢包精炼过程控制也提出了更高的要求。用于炼钢用的锰合金有硅锰合金、锰铁、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁，对于含锰钢，不仅钢水锰含量要合格，加入合金的成本还要经济，同时还必须考虑硅锰合金、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁的加入对钢水硅含量、碳含量的影响。本发明在于考虑精炼炉现场合金料仓及其合金的情况，以及保证加入含锰合金后钢水成分满足要求且最经济，且只考虑硅铁、硅锰合金、锰铁、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁的加入，钢水合金元素含量也只考虑碳、硅、锰3种元素，目的是更精确的控制钢水锰含量，达到成本最低。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种钢包精炼炉钢水硅锰成分控制装置，其特征在于，所述控制装置包括以下控制模块：
1)合金料仓维护模块：用于存储各合金料仓的合金存储情况，并提供维护功能；
2)数据收集模：用于各种计算所需参数的收集与整理；
3)合金元素计算模块：用于计算投入合金中含元素Si、Mn、C的重量；
4)合金量计算模块：用于计算需要投入硅铁、硅锰合金、锰铁、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁等合金的重量；
5)合金称量控制模块：用于对需要投入合金称量的控制；
6)合金投料控制模块：用于称量后的合金投入控制；
7)料仓合金重量调整模块：用于对合金料仓内合金重量的调整；
8)合金元素收得率自调节模块：用于计算本炉次各合金元素收得率。
一种钢包精炼炉钢水硅锰成分控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
1)合金料仓维护模块进行合金料仓维护；
2)根据炉次生产的实际情况，判断是否需要进行合金计算，如需要则进行步骤3)；否则返回步骤1)；
3)数据收集模块收集炉次钢水生产过程中的相关数据，供以下步骤计算使用；
4)合金元素计算模块计算各合金元素的重量；
5)合金量计算模块计算各合金的重量
6)合金称量控制；
根据步骤5计算的合金重量，合金称量控制模块进行合金称量；
7)料仓合金重量调整；
料仓合金重量调整模块进行料仓合金重量调整，调整后重量为该料仓内调整前重量减去本次称量该料仓的合金重量；
8)合金投料控制；
根据生产工艺需求，在投料时刻点，合金投料控制模块控制合金投料操作；
9)计算炉次各合金元素收得率；
在收到钢水在本工位的终点成分，由合金元素收得率计算模块本炉次的元素收得率。
10)结束。
作为本发明的一种改进，所述步骤1)合金料仓维护模块进行合金料仓维护，具体如下：在系统数据库建立合金料仓的物料情况表，如下表所示，存储合金料仓的物料情况，表中的料仓情况与现场料仓情况完全一致，且在HMI画面上提供维护的功能；
表1合金料仓的物料情况表
Figure BDA0001618641280000031
作为本发明的一种改进，所述步骤4)，合金元素计算模块计算各合金元素的重量，具体如下：
合金元素计算模块计算各合金元素的重量，计算公式分别为公式1、公式2、公式3；
WSi＝WSteel×(PreSi－AimSi)÷100×YieldSi 公式1；
WMn＝WSteel×(PreMn－AimMn)÷100×YieldMn 公式2；
WC＝WSteel×(PreC－AimC)÷100×YieldC 公式3；
其中：WSi：硅元素的形成钢水成分的重量；PreSi：钢水初始硅成分比；AimSi：钢水目标硅成分比；YieldSi：硅元素收得率；WMn：锰元素的形成钢水成分的重量；PreMn：钢水初始锰成分比；AimMn：钢水目标锰成分比；YieldMn：锰元素收得率；WC：碳元素的形成钢水成分的重量；PreC：钢水初始碳成分比；AimC：钢水目标碳成分比；YieldC：碳元素收得率。上述参数均有数据收集模块收集而得的。
元素收得率取离当前炉次最近前n炉的历史收得率，且该元素收得率与该n炉收得率的平均值之差在10％以内，采用公式4、5、6进行计算。
YieldSi＝(η1×YieldSi1+η2×YieldSi2+…+ηn×YieldSin)÷
(0.1+0.2+…+0.1×n) 公式4；
YieldMn＝(η1×YieldMn1+η2×YieldMn2+…+ηn×YieldMnn)÷
(0.1+0.2+…+0.1×n) 公式5；
YieldC＝(η1×YieldC1+η2×YieldC2+…+ηn×YieldCn)÷
(0.1+0.2+…+0.1×n) 公式6；
其中，YieldSi1为离当前炉次时间最远的第1炉的Si元素收得率，YieldSinY为离当前炉次时间最近一炉的Si元素收得率。η1、η2…ηn为动态修正系数，分别取值为0.1、0.2、…、0.1×n；
其中，YieldMn1为离当前炉次时间最远的第1炉的Mn元素收得率，YieldMnnY为离当前炉次时间最近一炉的Mn元素收得率。η1、η2…ηn为动态修正系数，分别取值为0.1、0.2、…、0.1×n；
其中，YieldC1为离当前炉次时间最远的第1炉的C元素收得率，YieldCnY为离当前炉次时间最近一炉的C元素收得率。η1、η2…ηn为动态修正系数，分别取值为0.1、0.2、…、0.1×n。
作为本发明的一种改进，所述步骤5)合金量计算模块计算各合金的重量，具体如下，
合金量计算模块计算各合金的重量，根据合金料仓管理模块是否存储该种合金而确定是否计算，如果存在，则进行计算，否则，不计算，直接设定计算量为0，合金量计算按以下步骤进行：
(1)合金料仓管理模块判定需要计算的合金种类；
查询合金情况表，判断各个料仓的合金种类以及存量，此处对硅铁、硅锰合金、锰铁、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁等合金料仓说明。
Figure BDA0001618641280000041
如果不存在硅铁合金料仓即没有料仓存储硅铁合金，或者硅铁合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定MnFeFlag＝0，否则设定SiFeFlag＝1；
Figure BDA0001618641280000042
如果不存在硅锰合金料仓(即没有料仓存储硅锰合金)，或者硅锰合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定SiMnFlag＝0，否则设定SiMnFlag＝1；
Figure BDA0001618641280000043
如果不存在锰铁合金料仓(即没有料仓存储锰铁合金)，或者锰铁合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定MnFeFlag＝0，否则设定MnFeFlag＝1；
Figure BDA0001618641280000044
如果不存在高碳锰铁合金料仓(即没有料仓存储高碳锰铁合金)，或者高碳锰铁合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定ChMnFeFlag＝0，否则设定ChMnFeFlag＝1；
Figure BDA0001618641280000045
如果不存在中碳锰铁合金料仓(即没有料仓存储中碳锰铁合金)，或者中碳锰铁合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定CmMnFeFlag＝0，否则设定CmMnFeFlag＝1；
Figure BDA0001618641280000046
如果不存在低碳锰铁合金料仓(即没有料仓存储低碳锰铁合金)，或者低碳锰铁合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定ClMnFeFlag＝0，否则设定ClMnFeFlag＝1；
(2)计算硅锰合金重量和硅铁重量；
如果MnFeFlag＝0，不计算硅锰合金重量；否则，计算硅锰合金重量；
WMn_SiMn＝WSi÷SiPreSiMn×MnPreSiMn 公式7；
①如果，WMn>WMn_SiMn，则
WSiMn＝WSi÷SiPreSiMn 公式8；
WSiFe＝0
其中，WMn_SiMn计算加入硅锰合金中含锰重量，SiPreSiMn硅锰合金中硅含量，MnPreSiMn硅锰合金中锰含量，WSiFe硅铁重量。
②如果，WMn<＝WMn_SiMn，则
WSiMn＝WMn÷MnPreSiMn 公式9；
WSiFe＝(WSi-WMn÷MnPreSiMn×MnPreSiMn)÷SiPreSiFe 公式10；
其中，WMn_SiMn计算加入硅锰合金中含锰重量，SiPreSiMn硅锰合金中硅百分含量，MnPreSiMn硅锰合金中锰百分含量，SiPreSiFe硅铁中硅含量，WSiFe硅铁重量；
(3)计算高碳锰铁重量、中碳锰铁量和低碳锰铁重量；
①判断是否需要计算高碳锰铁重量、中碳锰铁量和低碳锰铁重量；
如果ChMnFeFlag＝0，则不计算高碳锰铁量；
如果MhMnFeFlag＝0，则不计算中碳锰铁量；
如果LhMnFeFlag＝0，则不计算低碳锰铁量；
②计算步骤如下：
计算需加入高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁中的锰元素重量；
WMnCal＝WMn-WSiMn×MnPreSiMn
Figure BDA0001618641280000051
如果全部加入高碳锰铁而钢水碳不超(即公式11成立)，则全部加入高碳锰铁
WMnCal÷MnPreChMnFe×CPreChMnFe<WC 公式11；
计算高碳锰铁的重量
WChMnFe＝WMnCal÷MnPreChMnFe 公式12；
WAddC＝(WC-WMnCal÷MnPreChMnFe×CPreChMnFe)÷CPreAddC 公式13；
其中，WAddC加入增碳剂的重量，CPreAddC增碳剂中的碳含量；其他不用计算，否则继续计算；
如果全部加入高碳锰铁而钢水碳超限(即公式11不成立)，则计算加入高碳锰铁、中碳锰铁重量
Figure BDA0001618641280000061
解方程组14，得到WChMnFe、WCmMnFe为高碳锰铁、中碳锰铁的量；如果方程组无解，则执行下面步骤，计算中碳锰铁、低碳锰铁量；
如果全部加入高碳锰铁而钢水碳超限(即公式11不成立)，则加入中碳锰铁、低碳锰铁量
Figure BDA0001618641280000062
解方程组15，得到WCmMnFe、WClMnFe为中碳锰铁、低碳锰铁的量；如果方程组无解，则执行下面步骤，计算低碳锰铁量；
解方程组15无解，则计算低碳锰铁量、锰铁量；
WClMnFe＝WC÷CPreClMnFe 公式16；
WmMnFe＝WMnCal-WClMnFe×MnPreClMnFe 公式17；
作为本发明的一种改进，所述步骤9)计算炉次各合金元素收得率，具体如下，
在收到钢水在本工位的终点成分，由合金元素收得率计算模块本炉次的元素收得率。
YieldSi＝(PreSi-FinSi)÷∑本炉次所加合金中的Si含量， 公式18；
YieldMn＝(PreMn-FinMn)÷∑本炉次所加合金中的Mn含量， 公式19；
YieldSi＝(PreC-FinC)÷∑本炉次所加合金中的C含量， 公式20。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，本发明结构简单，使用方便，通过该方法，既有效地控制钢水Mn的含量，有降低了合金成本；有益效果体现在以下几个方面：
(1)降低了成品的降次废；
由于有效地控制钢水Mn的含量，降低了由于钢水Mn含量超标而导致的钢水降低等级、判为废钢，根据梅钢试验阶段生产的大量炉次数据统计，降次废，即降级、次品、判废的比例由原来的1.07％降低为0.98％，见表2；
表2降次废统计表
Figure BDA0001618641280000063
Figure BDA0001618641280000071
(2)降低了合金成本；
严格按照计算的顺序进行计算，投入的合金最经济，根据梅钢试验生产的大量炉次数据统计，含Mn钢的合金成本降低了3.5％；
(3)便于合金料仓的管理；
由于本发明提供合金料仓维护功能，便于生产人员对合金料仓的合金及其重量进行管理，便于对料仓合金量的监控，避免了对料仓合金量监控失误而影响生产事故的发生。
(4)该技术方案结合Si和碳成分的控制控制Mn成分；
本发明控制Mn成分，结合Si和碳成分的控制，最大限度了减少了合金的投入，而其他的相关合金控制一般是采用最优化原理来控制合金成本，达到成本最优，而一般在生产过程中，操作现场很少及时调整各种合金的价格，而且合金的价格变化具有时效性，很难实现真正意义上的成本最优；
(5)该方案引入了元素收得率的动态修正系数；
合金计算，由于每次合金的成分差别、现场生产设备等变化，需要考虑合金元素收得率的变化，来修正各种无法通过定量分析的因素，为此，本发明引入了元素收得率的动态修正系数，离当前时间越久的炉次的收得率的动态修正系数越小；
(6)合金计算与合金料仓的情况结合；
常用的技术，一般很少考虑料仓的实际情况，或需要人工在画面上设定不需计算的合金，而本发明通过合金料仓内合金的实际情况，来确定需要计算合金的种类，无需人工干涉，大大提高了计算的精度和效率。
附图说明
图1为本发明系统模块关系逻辑图；
图2为整个系统的控制流程图。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本发明做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种种钢包精炼炉钢水硅锰成分控制装置，所述控制装置包括以下控制模块：
1)合金料仓维护模块：用于存储各合金料仓的合金存储情况，并提供维护功能；
2)数据收集模：用于各种计算所需参数的收集与整理；
3)合金元素计算模块：用于计算投入合金中含元素Si、Mn、C的重量；
4)合金量计算模块：用于计算需要投入硅铁、硅锰合金、锰铁、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁等合金的重量；
5)合金称量控制模块：用于对需要投入合金称量的控制；
6)合金投料控制模块：用于称量后的合金投入控制；
7)料仓合金重量调整模块：用于对合金料仓内合金重量的调整；
8)合金元素收得率自调节模块：用于计算本炉次各合金元素收得率。
实施例2：参见图1、图2，一种钢包精炼炉钢水硅锰成分控制方法，钢包精炼，包括LF精炼炉和RH精炼炉。作为实现转炉与连铸中间工序的工艺设备，钢包精炼炉必须提供满足量成分要求的合格钢水，这是后工序顺利进行的前提条件。随着用户对钢材品种、质量的要求越来越高，对钢包精炼过程控制也提出了更高的要求。用于炼钢用的锰合金有硅锰合金、锰铁、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁，对于含锰钢，不仅钢水锰含量要合格，加入合金的成本还要经济，同时还必须考虑硅锰合金、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁的加入对钢水硅含量、碳含量的影响。本发明在于考虑精炼炉现场合金料仓及其合金的情况，以及保证加入含锰合金后钢水成分满足要求且最经济，且只考虑硅铁、硅锰合金、锰铁、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁的加入，钢水合金元素含量也值考虑碳、硅、锰3种元素，目的是更精确的控制钢水锰含量，达到成本最低；而发明一种RH精炼过程中的合金化控制方法没有考虑现场合金料仓及其合金的情况以及经济性。
一种钢包精炼炉钢水硅锰成分控制方法，所述方法包括如下步骤，以梅钢3号RH炉为例：
1.合金料仓维护模块进行合金料仓维护
在系统数据库建立合金料仓的物料情况表(如表2)，存储合金料仓的物料情况，表中的料仓情况与现场料仓情况完全一致，且在HMI画面上提供维护的功能。共有25个合金料仓。
表2合金料仓的物料情况表
Figure BDA0001618641280000091
2.根据炉次生产的实际情况，判断是否需要进行合金计算，如需要则进行以下步骤；
3.数据收集模块收集炉次钢水生产过程中的相关数据，供以下步骤计算使用；
4.合金元素计算模块计算各合金元素的重量
合金元素计算模块计算各合金元素的重量，计算公式分别为公式1、公式2、公式3。
WSi＝WSteel×(PreSi－AimSi)÷100×YieldSi 公式1；
WMn＝WSteel×(PreMn－AimMn)÷100×YieldMn 公式2；
WC＝WSteel×(PreC－AimC)÷100×YieldC 公式3；
其中：WSi：硅元素的形成钢水成分的重量；PreSi：钢水初始硅成分比；AimSi：钢水目标硅成分比；YieldSi：硅元素收得率；WMn：锰元素的形成钢水成分的重量；PreMn：钢水初始锰成分比；AimMn：钢水目标锰成分比；YieldMn：锰元素收得率；WC：碳元素的形成钢水成分的重量；PreC：钢水初始碳成分比；AimC：钢水目标碳成分比；YieldC：碳元素收得率。上述参数均有数据收集模块收集而得的。
元素收得率取离当前炉次最近前n炉的历史收得率，且该元素收得率与该n炉收得率的平均值之差在10％以内，采用公式4、5、6进行计算。
YieldSi＝(η1×YieldSi1+η2×YieldSi2+…+ηn×YieldSin)÷
(0.1+0.2+…+0.1×n) 公式4；
YieldMn＝(η1×YieldMn1+η2×YieldMn2+…+ηn×YieldMnn)÷
(0.1+0.2+…+0.1×n) 公式5；
YieldC＝(η1×YieldC1+η2×YieldC2+…+ηn×YieldCn)÷
(0.1+0.2+…+0.1×n) 公式6；
其中，YieldSi1为离当前炉次时间最远的第1炉的Si元素收得率，YieldSinY为离当前炉次时间最近一炉的Si元素收得率。η1、η2…ηn为动态修正系数，分别取值为0.1、0.2、…、0.1×n；
其中，YieldMn1为离当前炉次时间最远的第1炉的Mn元素收得率，YieldMnnY为离当前炉次时间最近一炉的Mn元素收得率。η1、η2…ηn为动态修正系数，分别取值为0.1、0.2、…、0.1×n；
其中，YieldC1为离当前炉次时间最远的第1炉的C元素收得率，YieldCnY为离当前炉次时间最近一炉的C元素收得率。η1、η2…ηn为动态修正系数，分别取值为0.1、0.2、…、0.1×n；
5.合金量计算模块计算各合金的重量；
合金量计算模块计算各合金的重量，根据合金料仓管理模块是否存储该种合金而确定是否计算，如果存在，则进行计算，否则，不计算，直接设定计算量为0。合金量计算按以下步骤进行。
(1)合金料仓管理模块判定需要计算的合金种类
查询合金情况表，判断各个料仓的合金种类以及存量，此处对硅铁、硅锰合金、锰铁、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁等合金料仓说明，其他同理。
Figure BDA0001618641280000101
如果不存在硅铁合金料仓(即没有料仓存储硅铁合金)，或者硅铁合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定MnFeFlag＝0，否则设定SiFeFlag＝1；
Figure BDA0001618641280000102
如果不存在硅锰合金料仓(即没有料仓存储硅锰合金)，或者硅锰合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定SiMnFlag＝0，否则设定SiMnFlag＝1；
Figure BDA0001618641280000103
如果不存在锰铁合金料仓(即没有料仓存储锰铁合金)，或者锰铁合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定MnFeFlag＝0，否则设定MnFeFlag＝1；
Figure BDA0001618641280000104
如果不存在高碳锰铁合金料仓(即没有料仓存储高碳锰铁合金)，或者高碳锰铁合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定ChMnFeFlag＝0，否则设定ChMnFeFlag＝1；
Figure BDA0001618641280000111
如果不存在中碳锰铁合金料仓(即没有料仓存储中碳锰铁合金)，或者中碳锰铁合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定CmMnFeFlag＝0，否则设定CmMnFeFlag＝1；
Figure BDA0001618641280000112
如果不存在低碳锰铁合金料仓(即没有料仓存储低碳锰铁合金)，或者低碳锰铁合金料仓存储合金料太少(少于某一固定值)，则设定ClMnFeFlag＝0，否则设定ClMnFeFlag＝1；
(2)计算硅锰合金重量和硅铁重量
如果MnFeFlag＝0，不计算硅锰合金重量；否则，计算硅锰合金重量；
WMn_SiMn＝WSi÷SiPreSiMn×MnPreSiMn 公式7；
①如果，WMn>WMn_SiMn，则
WSiMn＝WSi÷SiPreSiMn 公式8；
WSiFe＝0
其中，WMn_SiMn计算加入硅锰合金中含锰重量，SiPreSiMn硅锰合金中硅含量，MnPreSiMn硅锰合金中锰含量，WSiFe硅铁重量。
②如果，WMn<＝WMn_SiMn，则
WSiMn＝WMn÷MnPreSiMn 公式9；
WSiFe＝(WSi-WMn÷MnPreSiMn×MnPreSiMn)÷SiPreSiFe 公式10；
其中，WMn_SiMn计算加入硅锰合金中含锰重量，SiPreSiMn硅锰合金中硅百分含量，MnPreSiMn硅锰合金中锰百分含量，SiPreSiFe硅铁中硅含量，WSiFe硅铁重量。
(3)计算高碳锰铁重量、中碳锰铁量和低碳锰铁重量；
①判断是否需要计算高碳锰铁重量、中碳锰铁量和低碳锰铁重量；
如果ChMnFeFlag＝0，则不计算高碳锰铁量；
如果MhMnFeFlag＝0，则不计算中碳锰铁量；
如果LhMnFeFlag＝0，则不计算低碳锰铁量；
②计算步骤如下：
计算需加入高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁中的锰元素重量；
WMnCal＝WMn-WSiMn×MnPreSiMn；
Figure BDA0001618641280000113
如果全部加入高碳锰铁而钢水碳不超(即公式11成立)，则全部加入高碳锰铁；
WMnCal÷MnPreChMnFe×CPreChMnFe<WC 公式11；
计算高碳锰铁的重量
WChMnFe＝WMnCal÷MnPreChMnFe 公式12；
WAddC＝(WC-WMnCal÷MnPreChMnFe×CPreChMnFe)÷CPreAddC 公式13；
其中，WAddC加入增碳剂的重量，CPreAddC增碳剂中的碳含量；其他不用计算，否则继续计算；
如果全部加入高碳锰铁而钢水碳超限(即公式11不成立)，则计算加入高碳锰铁、中碳锰
铁重量：
Figure BDA0001618641280000121
解方程组14，得到WChMnFe、WCmMnFe为高碳锰铁、中碳锰铁的量；如果方程组无解，则执行下面步骤，计算中碳锰铁、低碳锰铁量；
如果全部加入高碳锰铁而钢水碳超限(即公式11不成立)，则加入中碳锰铁、低碳锰铁量
Figure BDA0001618641280000122
解方程组15，得到WCmMnFe、WClMnFe为中碳锰铁、低碳锰铁的量；如果方程组无解，则执行下面步骤，计算低碳锰铁量；
解方程组15无解，则计算低碳锰铁量、锰铁量
WClMnFe＝WC÷CPreClMnFe 公式16；
WmMnFe＝WMnCal-WClMnFe×MnPreClMnFe 公式17；
6.合金称量控制；
根据步骤5计算的合金重量，合金称量控制模块进行合金称量；
7.料仓合金重量调整；
料仓合金重量调整模块进行料仓合金重量调整，调整后重量为该料仓内调整前重量减去本次称量该料仓的合金重量；
8.合金投料控制；
根据生产工艺需求，在投料时刻点，合金投料控制模块控制合金投料操作；
9.计算炉次各合金元素收得率
在收到钢水在本工位的终点成分，由合金元素收得率计算模块本炉次的元素收得率。
YieldSi＝(PreSi-FinSi)÷∑本炉次所加合金中的Si含量 公式18；
YieldMn＝(PreMn-FinMn)÷∑本炉次所加合金中的Mn含量 公式19；
YieldSi＝(PreC-FinC)÷∑本炉次所加合金中的C含量 公式20；
10.结束。
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 (2)

1.一种钢包精炼炉钢水硅锰成分控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
1)合金料仓维护模块进行合金料仓维护；
2)根据炉次生产的实际情况，判断是否需要进行合金计算，如需要则进行步骤3)；否则返回步骤1)；
3)数据收集模块收集炉次钢水生产过程中的相关数据，供以下步骤计算使用；
4)合金元素计算模块计算各合金元素的重量；
5)合金量计算模块计算各合金的重量
6)合金称量控制；
根据步骤5计算的合金重量，合金称量控制模块进行合金称量；
7)料仓合金重量调整；
料仓合金重量调整模块进行料仓合金重量调整，调整后重量为该料仓内调整前重量减去本次称量该料仓的合金重量；
8)合金投料控制；
根据生产工艺需求，在投料时刻点，合金投料控制模块控制合金投料操作；
9)计算炉次各合金元素收得率；
在收到钢水在本工位的终点成分，由合金元素收得率计算模块本炉次的元素收得率；
10)结束；
所述步骤1)合金料仓维护模块进行合金料仓维护，具体如下：在系统数据库建立合金料仓的物料情况表，如下表所示，存储合金料仓的物料情况，表中的料仓情况与现场料仓情况完全一致，且在HMI画面上提供维护的功能；
表1合金料仓的物料情况表
Figure FDA0003008674550000011
所述步骤4)，合金元素计算模块计算各合金元素的重量，具体如下：
合金元素计算模块计算各合金元素的重量，计算公式分别为公式1、公式2、公式3；
WSi＝WSteel×(AimSi－PreSi)÷100×YieldSi 公式1；
WMn＝WSteel×(AimMn－PreMn)÷100×YieldMn 公式2；
WC＝WSteel×(AimC－PreC)÷100×YieldC 公式3；
其中：WSi：硅元素的形成钢水成分的重量；PreSi：钢水初始硅成分比；AimSi：钢水目标硅成分比；YieldSi：硅元素收得率；WMn：锰元素的形成钢水成分的重量；PreMn：钢水初始锰成分比；AimMn：钢水目标锰成分比；YieldMn：锰元素收得率；WC：碳元素的形成钢水成分的重量；PreC：钢水初始碳成分比；AimC：钢水目标碳成分比；YieldC：碳元素收得率，上述参数均有数据收集模块收集而得的；
元素收得率取离当前炉次最近前n炉的历史收得率，且该元素收得率与该n炉收得率的平均值之差在10％以内，采用公式4、5、6进行计算；
YieldSi＝(η1×YieldSi1+η2×YieldSi2+…+ηn×YieldSin)÷(0.1+0.2+…+0.1×n)
公式4；
YieldMn＝(η1×YieldMn1+η2×YieldMn2+…+ηn×YieldMnn)÷(0.1+0.2+…+0.1×n)
公式5；
YieldC＝(η1×YieldC1+η2×YieldC2+…+ηn×YieldCn)÷(0.1+0.2+…+0.1×n)
公式6；
其中，YieldSi1为离当前炉次时间最远的第1炉的Si元素收得率，YieldSin为离当前炉次时间最近一炉的Si元素收得率；η1、η2…ηn为动态修正系数，分别取值为0.1、0.2、…、0.1×n；
其中，YieldMn1为离当前炉次时间最远的第1炉的Mn元素收得率，YieldMnn为离当前炉次时间最近一炉的Mn元素收得率；η1、η2…ηn为动态修正系数，分别取值为0.1、0.2、…、0.1×n；
其中，YieldC1为离当前炉次时间最远的第1炉的C元素收得率，YieldCn为离当前炉次时间最近一炉的C元素收得率；η1、η2…ηn为动态修正系数，分别取值为0.1、0.2、…、0.1×n；
所述步骤5)合金量计算模块计算各合金的重量，具体如下：
合金量计算模块计算各合金的重量，根据合金料仓管理模块是否存储该种合金而确定是否计算，如果存在，则进行计算，否则，不计算，直接设定计算量为0，合金量计算按以下步骤进行：
(1)合金料仓管理模块判定需要计算的合金种类；
查询合金情况表，判断各个料仓的合金种类以及存量，此处对硅铁、硅锰合金、锰铁、高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁合金料仓说明，
Figure FDA0003008674550000031
如果不存在硅铁合金料仓即没有料仓存储硅铁合金，或者硅铁合金料仓存储合金料太少即少于某一固定值，则设定SiFeFlag＝0，否则设定SiFeFlag＝1；
Figure FDA0003008674550000032
如果不存在硅锰合金料仓即没有料仓存储硅锰合金，或者硅锰合金料仓存储合金料太少即少于某一固定值，则设定SiMnFlag＝0，否则设定SiMnFlag＝1；
Figure FDA0003008674550000033
如果不存在锰铁合金料仓即没有料仓存储锰铁合金，或者锰铁合金料仓存储合金料太少即少于某一固定值，则设定MnFeFlag＝0，否则设定MnFeFlag＝1；
Figure FDA0003008674550000034
如果不存在高碳锰铁合金料仓即没有料仓存储高碳锰铁合金，或者高碳锰铁合金料仓存储合金料太少即少于某一固定值，则设定ChMnFeFlag＝0，否则设定ChMnFeFlag＝1；
Figure FDA0003008674550000035
如果不存在中碳锰铁合金料仓即没有料仓存储中碳锰铁合金，或者中碳锰铁合金料仓存储合金料太少即少于某一固定值，则设定CmMnFeFlag＝0，否则设定CmMnFeFlag＝1；
Figure FDA0003008674550000036
如果不存在低碳锰铁合金料仓即没有料仓存储低碳锰铁合金，或者低碳锰铁合金料仓存储合金料太少即少于某一固定值，则设定ClMnFeFlag＝0，否则设定ClMnFeFlag＝1；
(2)计算硅锰合金重量和硅铁重量；
如果SiFeFlag＝0，不计算硅锰合金重量；否则，计算硅锰合金重量；
WMn_SiMn＝WSi÷SiPreSiMn×MnPreSiMn
公式7；
①如果，WMn>WMn_SiMn，则
WSiMn＝WSi÷SiPreSiMn
公式8；
WSiFe＝0
其中，WMn_SiMn计算加入硅锰合金中含锰重量，SiPreSiMn硅锰合金中硅含量，MnPreSiMn硅锰合金中锰含量，WSiFe硅铁重量；
②如果，WMn<＝WMn_SiMn，则
WSiMn＝WMn÷MnPreSiMn
公式9；
WSiFe＝(WSi-WMn÷MnPreSiMn×SiPreSiMn)÷SiPreSiFe
公式10；
其中，WMn_SiMn计算加入硅锰合金中含锰重量，SiPreSiMn硅锰合金中硅百分含量，MnPreSiMn硅锰合金中锰百分含量，SiPreSiFe硅铁中硅含量，WSiFe硅铁重量；
(3)计算高碳锰铁重量、中碳锰铁量和低碳锰铁重量；
①判断是否需要计算高碳锰铁重量、中碳锰铁量和低碳锰铁重量；
如果ChMnFeFlag＝0，则不计算高碳锰铁量；
如果MhMnFeFlag＝0，则不计算中碳锰铁量；
如果LhMnFeFlag＝0，则不计算低碳锰铁量；
②计算步骤如下：
计算需加入高碳锰铁、中碳锰铁和低碳锰铁中的锰元素重量；
WMnCal＝WMn-WSiMn×MnPreSiMn
Figure FDA0003008674550000041
如果全部加入高碳锰铁而钢水碳不超即公式11成立，则全部加入高碳锰铁
WMnCal÷MnPreChMnFe×CPreChMnFe<WC
公式11；
计算高碳锰铁的重量
WChMnFe＝WMnCal÷MnPreChMnFe
公式12；
WAddC＝(WC-WMnCal÷MnPreChMnFe×CPreChMnFe)÷CPreAddC
公式13；
其中，WAddC加入增碳剂的重量，CPreAddC增碳剂中的碳含量；其他不用计算，否则继续计算；
如果全部加入高碳锰铁而钢水碳超限(即公式11不成立)，则计算加入高碳锰铁、中碳锰铁重量
Figure FDA0003008674550000051
解方程组14，得到WChMnFe、WCmMnFe为高碳锰铁、中碳锰铁的量；如果方程组无解，则执行下面步骤，计算中碳锰铁、低碳锰铁量；
如果全部加入高碳锰铁而钢水碳超限即公式11不成立，则加入中碳锰铁、低碳锰铁量
Figure FDA0003008674550000052
解方程组15，得到WCmMnFe、WClMnFe为中碳锰铁、低碳锰铁的量；如果方程组无解，则执行下面步骤，计算低碳锰铁量；
解方程组15无解，则计算低碳锰铁量、锰铁量；
WClMnFe＝WC÷CPreClMnFe
公式16；
WmMnFe＝WMnCal-WClMnFe×MnPreClMnFe
公式17。
2.根据权利要求1所述的钢包精炼炉钢水硅锰成分控制方法，其特征在于，所述步骤9)计算炉次各合金元素收得率，具体如下，
在收到钢水在本工位的终点成分，由合金元素收得率计算模块本炉次的元素收得率；
YieldSi＝(FinSi-PreSi)÷∑本炉次所加合金中的Si含量，
公式18；
YieldMn＝(FinMn-PreMn)÷∑本炉次所加合金中的Mn含量，
公式19；
YieldSi＝(FinC-PreC)÷∑本炉次所加合金中的C含量，
公式20。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110807258A (zh) * 2019-11-05 2020-02-18 联峰钢铁（张家港）有限公司 一种转炉合金配比及识别方法
CN112094988B (zh) * 2020-09-08 2022-06-21 北京首钢自动化信息技术有限公司 一种rh精炼炉料控制方法
CN112086142A (zh) * 2020-09-10 2020-12-15 成都积微物联电子商务有限公司 转炉炼钢加配合金选择与计算方法
CN114196795B (zh) * 2020-09-17 2023-06-20 上海梅山钢铁股份有限公司 一种转炉出钢过程中合金加入量的控制方法
CN112609121A (zh) * 2020-12-07 2021-04-06 攀钢集团西昌钢钒有限公司 一种降低炼钢Mn合金化成本的方法
CN112593047B (zh) * 2020-12-07 2022-08-02 攀钢集团西昌钢钒有限公司 一种提高LF精炼钢水Mn成分精度的方法
CN113846204B (zh) * 2021-09-14 2022-10-28 山东钢铁股份有限公司 适用于120t顶底复吹转炉的钢种冶炼成本控制方法
CN114990281A (zh) * 2022-04-30 2022-09-02 日钢营口中板有限公司 一种炼钢合金低成本投入量控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201828810U (zh) * 2010-11-03 2011-05-11 芜湖新兴铸管有限责任公司 一种合金计量下料控制系统
CN103184302A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 宝山钢铁股份有限公司 一种转炉主原料装入控制方法及其控制系统
CN103898271A (zh) * 2012-12-25 2014-07-02 宝山钢铁股份有限公司 一种转炉合金生产系统的料仓用自动称量控制方法
CN105734199A (zh) * 2016-05-10 2016-07-06 中南大学 一种基于数据分析的电弧炉冶炼过程合金收得率修正方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201828810U (zh) * 2010-11-03 2011-05-11 芜湖新兴铸管有限责任公司 一种合金计量下料控制系统
CN103184302A (zh) * 2011-12-28 2013-07-03 宝山钢铁股份有限公司 一种转炉主原料装入控制方法及其控制系统
CN103898271A (zh) * 2012-12-25 2014-07-02 宝山钢铁股份有限公司 一种转炉合金生产系统的料仓用自动称量控制方法
CN105734199A (zh) * 2016-05-10 2016-07-06 中南大学 一种基于数据分析的电弧炉冶炼过程合金收得率修正方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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LF炉定量加料系统优化控制方法及实现研究;刘自强;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20120615(第06期);B023-21 *

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