CN112662841B - 一种cas-ob精炼自动合金化的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CAS‑OB精炼自动合金化的控制方法及系统，通过二级系统进行预测到站成分、根据到站成分自动计算合金加入量并自动进行投料、备料，自动完成合金化操作，并根据到站成分和实际合金加入量预测结束成分，避免人为因素造成的合金加入量输入不合理或输入错误造成的成分不合格的质量事故，并且能够有效的提高成分控制精度，减少二次调成分造成的周期长、成本高，而且降低了操作的劳动强度，提高了CAS‑OB精炼的自动化水平。

Description

一种CAS-OB精炼自动合金化的控制方法及系统

技术领域

本申请涉及冶金技术领域，尤其涉及一种CAS-OB精炼自动合金化的控制方法及系统。

背景技术

CAS-OB是一种钢包精炼处理工艺，CAS-OB精炼时首先使用底吹氩气吹氩将钢包钢水液面吹开一块无渣区域，然后下降CAS-OB罩将无渣区域罩在CAS-OB罩里，以使加入的合金与炉渣隔绝减少二次氧化，提高合金的吸收率，罩内形成充满惰性气体半封闭控制，避免空气进入造成二次氧化。

CAS-OB精炼过程将合金加入到罩内通过吹氩使钢水循环流动熔化合金并均匀成分，到达合金化满足钢水成分符合标准。但是合金的加入是人为换算的，人为因素造成的合金加入量输入不合理或输入错误，会造成的成分不合格的质量事故，进而得到质量不合格的钢水。

发明内容

本发明提供了一种CAS-OB精炼自动合金化的控制方法及系统，通过二级系统进行预测到站成分、根据到站成分自动计算合金加入量并自动进行投料、备料，自动完成合金化操作，并根据到站成分和实际合金加入量预测结束成分，避免人为因素造成的合金加入量输入不合理或输入错误造成的成分不合格的质量事故，并且能够有效的提高成分控制精度，减少二次调成分造成的周期长、成本高，而且降低了操作的劳动强度，提高了CAS-OB精炼的自动化水平。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种CAS-OB精炼自动合金化的控制方法，所述方法包括：

炉次开始后，通过二级系统计算到站成分中各元素的元素到站预测值；

通过所述二级系统根据所述各元素的元素到站起始值和合金加入公式，计算各元素的实际合金加入量；所述各元素的元素到站起始值通过所述各元素的元素到站预测值得到；

通过所述二级系统根据所述各元素的实际合金加入量生成自动备料指令和自动投料指令，并将所述自动备料指令和自动投料指令发送给一级系统，控制所述一级系统根据所述各元素的实际合金加入量自动备料和自动投料到所述炉次中进行合金化反应；

合金化反应之后，通过所述二级系统取样得到各元素的到站样实际元素含量，并根据所述各元素的到站样实际元素含量计算得到所述各元素的元素结束预测值；

通过所述二级系统检测所述各元素的元素结束预测值是否在所述各元素所属标准范围内，并根据检测结果进行处理。

优选的，所述通过二级系统计算到站成分中各元素的元素到站预测值，具体包括：

通过所述二级系统查询转炉炉后的终点样元素含量、所述各元素的设定合金加入量、所述各元素的设定元素收得率以及所述各元素的设定合金元素含量；

获得所述炉次的实际钢水量；

根据公式：元素到站预测值＝设定合金加入量(kg)*设定元素收得率*设定合金元素含量/实际钢水量(kg)+终点样元素含量，得到所述各元素的元素到站预测值。

优选的，所述通过所述二级系统根据所述各元素的元素到站预测值和合金加入公式，计算各元素的实际合金加入量，具体包括：

通过所述二级系统获得所述各元素的元素目标值；

根据所述各元素的元素到站预测值和实际到站值获得所述各元素的元素起始值；

根据公式：实际合金加入量(kg)＝实际钢水量(kg)*(元素目标值％-元素起始值％)/(设定元素收得率*设定合金元素含量)，获得所述各元素的实际合金加入量。

优选的，所述根据所述各元素的元素到站预测值获得所述各元素的元素起始值，具体包括：

对所述各元素的元素到站预测值和所述各元素的实际到站值进行偏差比对；

若比对出的偏差值大于设定偏差阈值，则将对应元素的到站预测值作为所述对应元素的元素起始值；

若比对出的偏差值小于或等于设定偏差阈值，则将对应元素的元素实际到站值作为所述对应元素的元素起始值。

优选的，所述通过所述二级系统根据所述各元素的元素到站预测值和合金加入公式，计算各元素的实际合金加入量之后，所述方法还包括：

对所述各元素的实际合金加入量进行种类和重量检测。

优选的，所述通过所述二级系统取样得到各元素的到站样实际元素含量，并根据所述各元素的到站样实际元素含量计算得到所述各元素的元素结束预测值，具体包括：

通过所述二级系统获得所述各元素的实际合金加入量、所述各元素的实际元素收得率以及所述各元素的实际合金元素含量；

根据公式：元素结束预测值＝实际合金加入量(kg)*实际元素收得率*实际合金元素含量/实际钢水量(kg)+到站样实际元素含量，得到所述各元素的元素结束预测值。

优选的，所述通过所述二级系统检测所述各元素的元素结束预测值是否在所述各元素所属标准范围内，并根据检测结果进行处理，具体包括：

针对每种元素，通过所述二级系统检测该元素的元素结束预测值是否在该元素所属标准范围内；

若所述检测结果为该元素的元素结束预测值在该元素所属标准范围内，表示该元素检测合格；

若所述检测结果为该元素的元素结束预测值超出该元素所属标准范围。则报警处理。

本发明公开了一种CAS-OB精炼自动合金化的控制系统，包括：一级系统和二级系统；

其中，所述二级系统，用于炉次开始后，计算到站成分中各元素的元素到站预测值；根据所述各元素的元素到站起始值和合金加入公式，计算各元素的实际合金加入量；所述各元素的元素到站起始值通过所述各元素的元素到站预测值得到；根据所述各元素的实际合金加入量生成自动备料指令和自动投料指令，并将所述自动备料指令和自动投料指令发送给所述一级系统；

所述一级系统，用于根据所述各元素的实际合金加入量自动备料和自动投料到所述炉次中进行合金化反应；

所述二级系统，还用于合金化反应之后，取样得到各元素的到站样实际元素含量，并根据所述各元素的到站样实际元素含量计算得到所述各元素的元素结束预测值；检测所述各元素的元素结束预测值是否在所述各元素所属标准范围内，并根据检测结果进行处理。

优选的，所述二级系统，还用于：

通过所述二级系统查询转炉炉后的终点样元素含量、所述各元素的设定合金加入量、所述各元素的设定元素收得率以及所述各元素的设定合金元素含量；

获得所述炉次的实际钢水量；

根据公式：元素到站预测值＝设定合金加入量(kg)*设定元素收得率*设定合金元素含量/实际钢水量(kg)+终点样元素含量，得到所述各元素的元素到站预测值。

优选的，所述二级系统，还用于：

通过所述二级系统获得所述各元素的元素目标值；

根据所述各元素的元素到站预测值和实际到站值获得所述各元素的元素起始值；

根据公式：实际合金加入量(kg)＝实际钢水量(kg)*(元素目标值％-元素起始值％)/(设定元素收得率*设定合金元素含量)，获得所述各元素的实际合金加入量。

优选的，所述二级系统，还用于：

对所述各元素的元素到站预测值和所述各元素的实际到站值进行偏差比对；

若比对出的偏差值大于设定偏差阈值，则将对应元素的到站预测值作为所述对应元素的元素起始值；

若比对出的偏差值小于或等于设定偏差阈值，则将对应元素的元素实际到站值作为所述对应元素的元素起始值。

优选的，所述二级系统，还用于：

对所述各元素的实际合金加入量进行种类和重量检测。

优选的，所述二级系统，还用于：

通过所述二级系统获得所述各元素的实际合金加入量、所述各元素的实际元素收得率以及所述各元素的实际合金元素含量；

根据公式：元素结束预测值＝实际合金加入量(kg)*实际元素收得率*实际合金元素含量/实际钢水量(kg)+到站样实际元素含量，得到所述各元素的元素结束预测值。

优选的，所述二级系统，还用于：

针对每种元素，通过所述二级系统检测该元素的元素结束预测值是否在该元素所属标准范围内；

若所述检测结果为该元素的元素结束预测值在该元素所属标准范围内，表示该元素检测合格；

若所述检测结果为该元素的元素结束预测值超出该元素所属标准范围，则报警处理。

本发明公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本发明公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种CAS-OB精炼自动合金化的控制方法及系统，通过二级系统进行预测到站成分、根据到站成分自动计算合金加入量并自动进行投料、备料，自动完成合金化操作，并根据到站成分和实际合金加入量预测结束成分，避免人为因素造成的合金加入量输入不合理或输入错误造成的成分不合格的质量事故，并且能够有效的提高成分控制精度，减少二次调成分造成的周期长、成本高，而且降低了操作的劳动强度，提高了CAS-OB精炼的自动化水平。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的一种CAS-OB精炼自动合金化的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

本发明提供的一种CAS-OB精炼自动合金化的控制方法，该方法通过二级系统进行预测到站成分、根据到站成分自动计算合金加入量并自动进行投料、备料，自动完成合金化操作，并根据到站成分和实际合金加入量预测结束成分，提高了CAS-OB精炼合金化的效率。

下面参看图1，该方法包括以下步骤：

步骤101，炉次开始后，通过二级系统计算到站成分中各元素的元素到站预测值。

在具体的实施过程中，二级系统主要的功能是用于计算炉次中各元素含量(预测含量、实际含量)，合格率等等。二级系统可控制一级系统执行具体的工艺操作。故，在本实施例中，通过二级系统查询转炉炉后的终点样元素含量、各元素的设定合金加入量、各元素的设定元素收得率以及各元素的设定合金元素含量；获得炉次的实际钢水量；根据公式：元素到站预测值＝设定合金加入量(kg)*设定元素收得率*设定合金元素含量/实际钢水量(kg)+终点样元素含量，得到各元素的元素到站预测值。

各元素的元素到站预测值的主要作用是预测到站成分中的各元素，根据事先要求的各指标(设定元素收得率、设定合金元素含量等等)来反推各元素的到站预测值，进而为精确控制符合要求的合金量事先做好准备。

步骤102，通过二级系统根据各元素的元素到站起始值和合金加入公式，计算各元素的实际合金加入量。

在具体的实施过程中，所述各元素的元素到站起始值通过所述各元素的元素到站预测值得到。

通过二级系统获得各元素的元素目标值。该元素目标值是事先要求的元素在合金化之后需要达到的值。

根据各元素的元素到站预测值和实际到站值获得各元素的元素起始值。元素起始值，指的是加入炉次时的元素值。该元素起始值可以通过以下方式获得：对各元素的元素到站预测值和各元素的实际到站值进行偏差比对。各元素的实际到站值，指的是各元素的实际要求加入值。若比对出的偏差值大于设定偏差阈值，表示该元素的到站预测值准确，故将对应元素的到站预测值作为对应元素的元素起始值。另外，会将比对结果反馈到二级系统中，对该元素的相关指标进行调整。若比对出的偏差值小于或等于设定偏差阈值，则表示该元素的到站预测值不准确，将对应元素的元素实际到站值作为对应元素的元素起始值。此处将实际要求加入值作为评判指标对到站预测值进行检验并反馈，进而改进二级系统中自动计算的准确率。

根据公式：实际合金加入量(kg)＝实际钢水量(kg)*(元素目标值％-元素起始值％)/(设定元素收得率*设定合金元素含量)，获得各元素的实际合金加入量。进一步的，弹出物料加入对话框将实际合金加入量显示在二级系统上。

进一步的，计算各元素的实际合金加入量之后，对各元素的实际合金加入量进行种类和重量检测。例如，对弹出的物料加入对话框中的实际合金加入量进行确认，确认物料加入种类和重量无误后。即可执行下面的步骤。而确认的方式包括但不限于是人工确认和二级系统自行确认，确认后即可生成确认命令。

步骤103，通过二级系统根据各元素的实际合金加入量生成自动备料指令和自动投料指令，并将自动备料指令和自动投料指令发送给一级系统，控制一级系统根据各元素的实际合金加入量自动备料和自动投料到炉次中进行合金化反应。

在具体的实施过程中，二级系统根据确认命令，下发自动备料指令和自动投料指令传到一级系统，一级系统自动进行备、投料操作，将合金加入到CAS-OB罩内的钢水中，完成钢水合金化。

通过一、二级系统的配合，将物料中的各元素计算出实际合金加入量之后，自动完成钢水合金化操作。

步骤104，合金化反应之后，通过二级系统取样得到各元素的到站样实际元素含量，并根据各元素的到站样实际元素含量计算得到各元素的元素结束预测值。

在具体的实施过程中，通过二级系统获得各元素的实际合金加入量、各元素的实际元素收得率以及各元素的实际合金元素含量。其中，各元素的实际元素收得率以及各元素的实际合金元素含量可经过对钢水检测得到。

进一步的，根据公式：元素结束预测值＝实际合金加入量(kg)*实际元素收得率*实际合金元素含量/实际钢水量(kg)+到站样实际元素含量，得到各元素的元素结束预测值。各元素的元素结束预测值实际指的是各元素在合金化之后的实际含量值。该实际含量值是否符合标准需要进一步检验。

步骤105，通过二级系统检测各元素的元素结束预测值是否在各元素所属标准范围内，并根据检测结果进行处理。

在具体的检测过程中，针对每种元素，通过二级系统检测该元素的元素结束预测值是否在该元素所属标准范围内；若检测结果为该元素的元素结束预测值在该元素所属标准范围内，表示该元素检测合格。若所有元素都合格，则结束成分报回合格，自动合金化操作完成。

若检测结果为该元素的元素结束预测值超出该元素所属标准范围。则报警处理。例如，若超出标准范围，二级系统超标成分变色提醒操作工，其中低于设定的标准范围下限变为绿色，高于设定的标准范围上限为红色。

以上是本发明实施例中结合一、二级系统对合金化的自动控制方式，通过二级系统进行预测到站成分、根据到站成分自动计算合金加入量并自动进行投料、备料，自动完成合金化操作，并根据到站成分和实际合金加入量预测结束成分，避免人为因素造成的合金加入量输入不合理或输入错误造成的成分不合格的质量事故，并且能够有效的提高成分控制精度，减少二次调成分造成的周期长、成本高，而且降低了操作的劳动强度，提高了CAS-OB精炼的自动化水平。

基于相同的发明构思，下面的实施例介绍一种CAS-OB精炼自动合金化的控制系统。该系统包括一级系统和二级系统。二级系统主要用于进行预测到站成分、根据到站成分自动计算合金加入量等等。而一级系统主要用于自动进行投料、备料，自动完成合金化操作等等。

下面请参看具体的描述：

其中，二级系统，用于炉次开始后，计算到站成分中各元素的元素到站预测值；根据各元素的元素到站起始值和合金加入公式，计算各元素的实际合金加入量；所述各元素的元素到站起始值通过所述各元素的元素到站预测值得到；根据各元素的实际合金加入量生成自动备料指令和自动投料指令，并将自动备料指令和自动投料指令发送给一级系统；

一级系统，用于根据各元素的实际合金加入量自动备料和自动投料到炉次中进行合金化反应；

二级系统，还用于合金化反应之后，取样得到各元素的到站样实际元素含量，并根据各元素的到站样实际元素含量计算得到各元素的元素结束预测值；检测各元素的元素结束预测值是否在各元素所属标准范围内，并根据检测结果进行处理。

作为一种可选的实施例，二级系统还用于：

通过二级系统获得各元素的元素目标值；

根据各元素的元素到站预测值和实际到站值获得各元素的元素起始值；

根据公式：实际合金加入量(kg)＝实际钢水量(kg)*(元素目标值％-元素起始值％)/(设定元素收得率*设定合金元素含量)，获得各元素的实际合金加入量。

作为一种可选的实施例，二级系统还用于：对各元素的元素到站预测值和各元素的实际到站值进行偏差比对；

若比对出的偏差值大于设定偏差阈值，则将对应元素的到站预测值作为对应元素的元素起始值；

若比对出的偏差值小于或等于设定偏差阈值，则将对应元素的元素实际到站值作为对应元素的元素起始值。

作为一种可选的实施例，二级系统还用于：对各元素的实际合金加入量进行种类和重量检测。

作为一种可选的实施例，二级系统还用于：通过二级系统获得各元素的实际合金加入量、各元素的实际元素收得率以及各元素的实际合金元素含量；

根据公式：元素结束预测值＝实际合金加入量(kg)*实际元素收得率*实际合金元素含量/实际钢水量(kg)+到站样实际元素含量，得到各元素的元素结束预测值。

作为一种可选的实施例，二级系统还用于：针对每种元素，通过二级系统检测该元素的元素结束预测值是否在该元素所属标准范围内；

若检测结果为该元素的元素结束预测值在该元素所属标准范围内，表示该元素检测合格；

若检测结果为该元素的元素结束预测值超出该元素所属标准范围。则报警处理。

基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文任一方法的步骤。

基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现前文任一方法的步骤。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种CAS-OB精炼自动合金化的控制方法及系统，通过二级系统进行预测到站成分、根据到站成分自动计算合金加入量并自动进行投料、备料，自动完成合金化操作，并根据到站成分和实际合金加入量预测结束成分，避免人为因素造成的合金加入量输入不合理或输入错误造成的成分不合格的质量事故，并且能够有效的提高成分控制精度，减少二次调成分造成的周期长、成本高，而且降低了操作的劳动强度，提高了CAS-OB精炼的自动化水平。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种CAS-OB精炼自动合金化的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

炉次开始后，通过二级系统计算到站成分中各元素的元素到站预测值；

通过所述二级系统根据所述各元素的元素到站起始值和合金加入公式，计算各元素的实际合金加入量，具体包括：通过所述二级系统获得所述各元素的元素目标值；根据所述各元素的元素到站预测值和实际到站值获得所述各元素的元素起始值；根据公式：实际合金加入量(kg)＝实际钢水量(kg)*(元素目标值％-元素起始值％)/(设定元素收得率*设定合金元素含量)，获得所述各元素的实际合金加入量；所述各元素的元素到站起始值通过所述各元素的元素到站预测值得到；

通过所述二级系统根据所述各元素的实际合金加入量生成自动备料指令和自动投料指令，并将所述自动备料指令和自动投料指令发送给一级系统，控制所述一级系统根据所述各元素的实际合金加入量自动备料和自动投料到所述炉次中进行合金化反应；

合金化反应之后，通过所述二级系统取样得到各元素的到站样实际元素含量，并根据所述各元素的到站样实际元素含量计算得到所述各元素的元素结束预测值；

通过所述二级系统检测所述各元素的元素结束预测值是否在所述各元素所属标准范围内，并根据检测结果进行处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过二级系统计算到站成分中各元素的元素到站预测值，具体包括：

通过所述二级系统查询转炉炉后的终点样元素含量、所述各元素的设定合金加入量、所述各元素的设定元素收得率以及所述各元素的设定合金元素含量；

获得所述炉次的实际钢水量；

根据公式：元素到站预测值＝设定合金加入量(kg)*设定元素收得率*设定合金元素含量/实际钢水量(kg)+终点样元素含量，得到所述各元素的元素到站预测值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各元素的元素到站预测值和实际到站值获得所述各元素的元素起始值，具体包括：

对所述各元素的元素到站预测值和所述各元素的实际到站值进行偏差比对；

若比对出的偏差值大于设定偏差阈值，则将对应元素的到站预测值作为所述对应元素的元素起始值；

若比对出的偏差值小于或等于设定偏差阈值，则将对应元素的元素实际到站值作为所述对应元素的元素起始值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述二级系统根据所述各元素的元素到站预测值和合金加入公式，计算各元素的实际合金加入量之后，所述方法还包括：

对所述各元素的实际合金加入量进行种类和重量检测。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述二级系统取样得到各元素的到站样实际元素含量，并根据所述各元素的到站样实际元素含量计算得到所述各元素的元素结束预测值，具体包括：

通过所述二级系统获得所述各元素的实际合金加入量、所述各元素的实际元素收得率以及所述各元素的实际合金元素含量；

根据公式：元素结束预测值＝实际合金加入量(kg)*实际元素收得率*实际合金元素含量/实际钢水量(kg)+到站样实际元素含量，得到所述各元素的元素结束预测值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述二级系统检测所述各元素的元素结束预测值是否在所述各元素所属标准范围内，并根据检测结果进行处理，具体包括：

针对每种元素，通过所述二级系统检测该元素的元素结束预测值是否在该元素所属标准范围内；

若所述检测结果为该元素的元素结束预测值在该元素所属标准范围内，表示该元素检测合格；

若所述检测结果为该元素的元素结束预测值超出该元素所属标准范围，则报警处理。

7.一种CAS-OB精炼自动合金化的控制系统，其特征在于，包括：一级系统和二级系统；

其中，所述二级系统，用于炉次开始后，计算到站成分中各元素的元素到站预测值；根据所述各元素的元素到站起始值和合金加入公式，计算各元素的实际合金加入量；所述各元素的元素到站起始值通过所述各元素的元素到站预测值得到；根据所述各元素的实际合金加入量生成自动备料指令和自动投料指令，并将所述自动备料指令和自动投料指令发送给所述一级系统；

所述一级系统，用于根据所述各元素的实际合金加入量自动备料和自动投料到所述炉次中进行合金化反应；

所述二级系统，还用于合金化反应之后，取样得到各元素的到站样实际元素含量，并根据所述各元素的到站样实际元素含量计算得到所述各元素的元素结束预测值；检测所述各元素的元素结束预测值是否在所述各元素所属标准范围内，并根据检测结果进行处理。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。

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