CN114854933A - 一种lf精炼流程解析的智能精炼方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，包括：根据冶炼计划以及LF精炼上道工序钢水工艺参数，确定终点温度和成分；以钢包到达处理位，触发处理位限位为起点，以离开处理位为终点，对精炼过程的操作步骤进行时序解析；以时序为轴向的LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，根据LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，按照时序解析后的操作步骤依次进行LF精炼；以建立的补偿机制逼近确定的终点温度和成分，当满足终点温度以及成分后，结束LF精炼，本发明还提出了一种LF精炼流程解析的智能精炼系统，有效地提高了LF精炼过程控制效率以及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼领域，尤其是涉及一种LF精炼流程解析的智能精炼方法及系统。
背景技术
LF精炼(LadLF Furnace，钢包精炼炉)作为中间工序，是一个多变量、非线性、强耦合、时变、工作环境恶劣及随机干扰性强的更为开放的系统，LF精炼渣系丰富多元、钢种系列化、生产组织多变、过程连续实时检测手段有限等使得LF精炼控制过程模型预报失真、工艺标准化难度高、现场实际作业随机性强，给现场质量、成本控制乃至二级模型开发带来很大影响。
为了实现LF精炼过程的控制，现有技术中，一般是人为进行控制，但是，人为控制容易造成误差，而且浪费人力成本，不利于提高控制效率以及控制可靠性。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，创新提出了一种LF精炼流程解析的智能精炼方法及系统，有效解决由于现有技术造成LF精炼过程控制效率以及可靠性低的问题，有效地提高了LF精炼过程控制效率以及可靠性。
本发明第一方面提供了一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，包括：
获取LF精炼上道工序钢水工艺参数；
获取冶炼计划，根据冶炼计划以及LF精炼上道工序钢水工艺参数，确定终点温度和成分；
确定以钢包到达处理位，触发处理位限位为起点，以离开处理位为终点，对精炼过程的操作步骤进行时序解析；
确定以时序为轴向的LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，根据LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，按照时序解析后的操作步骤依次进行LF精炼；
建立补偿机制，以建立的补偿机制逼近确定的终点温度和成分，当满足终点温度以及成分后，结束LF精炼。
可选地，钢水工艺参数包括转炉出钢成分、温度、氧含量、出钢过程顶渣量、钢水重量。
可选地，时序解析后的精炼过程的操作步骤依次包括：第一操作阶段、第二操作阶段、第三操作阶段、第四操作阶段、第五操作阶段；其中，第一操作阶段包括钢水进站；第二操作阶段依次包括第一次氩气搅拌、第一次加热升温、喂丝脱氧、加造渣剂，其中，第二操作阶段全程进行第一次氩气搅拌；第三操作阶段包括第二次氩气搅拌、第一次测温取样、第二次加热升温、合金化、第二次测温取样、第三次加热升温，其中，第三操作阶段全程进行第二次氩气搅拌；第四操作阶段包括第三次氩气搅拌、第四次加热升温、钙处理、第三次测温取样，其中，第四操作阶段全程进行第三次氩气搅拌；第五操作阶段包括钢包出站；其中，第一次氩气搅拌的底吹流量强度、第二次氩气搅拌的底吹流量强度、第三次氩气搅拌的底吹流量强度依次降低。
进一步地，LF精炼工艺控制边界条件与时序解析后的精炼过程的操作步骤一一对应，钢水进站：根据钢水进站限位识别后，钢水进站涉及设备开始作业；
第一次氩气搅拌：精炼炉盖落到位后自动开启吹氩；第一次加热升温：第一次氩气搅拌开始后进行第一次加热升温；喂丝脱氧：在第一次加热升温阶段结束后进行脱氧喂线；加造渣剂：在喂丝脱氧阶段结束后进行顶渣加入；
第二次氩气搅拌：加造渣剂阶段结束后开始进行第二次氩气搅拌；第一次测温取样：在第二次氩气搅拌开始后进行第一次测温取样；第二次加热升温：在第一次测温取样结束后进行第二次加热升温；合金化：在第二次加热升温阶段结束后进行合金化；第二次测温取样：在合金化阶段结束后开始第二次测温取样；第三次加热升温：在第二次测温取样阶段结束后开始第三次加热升温；
第三次氩气搅拌：在第三次加热升温结束后开始进行第三次氩气搅拌；第四次加热升温：在第三次氩气搅拌开始后进行第四次加热升温；钙处理：在第四次加热升温阶段结束后开始执行钙处理；第三次测温取样：在钙处理阶段结束后开始执行第三次测温取样；
钢包出站：在钙处理阶段后，进行底吹，底吹结束后，获取终点成分以及终点温度，出站，吊包。
可选地，精炼过程中操作步骤的工艺参数具体包括：钢包底吹氩气搅拌流量、钢包底吹氩气搅拌时间、合金化阶段合金添加数量、加造渣剂阶段中加入的实时精炼渣量。
进一步地，钢包底吹氩气搅拌流量、钢包底吹氩气搅拌时间的确定具体是：
根据全浮力模型，吹氩搅拌时钢流的体积流量VZ与吹入气体的流量Vg的关系为：
其中，Z为钢液高度，Vz为吹氩搅拌时钢流的体积流量，Vg为吹入气体的体积流量，E为搅拌功率；
钢包吹氩搅拌的抽引比m为：
m＝VH/Vg
其中，VH为Z＝H时的最大提升钢液量；H为钢液的深度；此时VH＝Vg；
钢液在钢包中的搅拌循环周期τc为：
τc＝G/ρ1V1
其中，τc为钢液在钢包中的搅拌循环周期，G为钢液最大提升钢液量时钢流的，质量，ρ1为钢液比重，Vl为钢液最大提升钢液量时钢流的体积流量。
可选地，合金化阶段合金添加数量的确定具体是：
式中，Walloy为含有某种元素i的合金加入量；[i]aim、[i]old分别为元素i的目标成分和初始成分；αf为合金中i元素的含量；f为i元素的平均收得率；Wm为钢水重量。
可选地，加造渣剂阶段中加入的实时精炼渣量的确定具体是：
其中，Wt为加入的实时精炼渣量；W钢水为钢水质量；W总渣为钢包顶渣量；(％S)o为钢渣初始硫含量；(％S)为钢渣中最终硫含量；[％S]t为钢水实时硫含量；[％S]为钢水最终硫含量；[％S]o为钢水中初始硫含量；(％S)实时为钢渣中实时硫含量；[％S]实时为钢水中实时硫含量；Ls＝(％S)/[％S]t，Ls为钢渣间实时硫分配比。
可选地，补偿机制包括温度补偿机制，温度补偿机制具体是：温度补偿机制：T＝T终-(T0+△Τ1+△Τ2+△Τ3)，T为钢水待补偿温度；T终为钢水终点温度，T0为钢水初始温度；△Τ1为供电对钢液温度的影响；△Τ2为钢液在精炼过程中的温度变化量；△Τ3为精炼过程带走热量损失。
本发明第二方面提供了一种LF精炼流程解析的智能精炼系统，包括：
第一获取模块，获取LF精炼上道工序钢水工艺参数；
第二获取模块，获取冶炼计划，根据冶炼计划以及LF精炼上道工序钢水工艺参数，确定终点温度和成分；
解析模块，确定以钢包到达处理位，触发处理位限位为起点，以离开处理位为终点，对精炼过程的操作步骤进行时序解析；
确定模块，确定以时序为轴向的LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，根据LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，按照时序解析后的操作步骤依次进行LF精炼；
建立模块，建立补偿机制，以建立的补偿机制逼近确定的终点温度和成分，当满足终点温度以及成分后，结束LF精炼。
本发明采用的技术方案包括以下技术效果：
1、本发明对LF精炼过程进行时序解析，并确定工艺控制边界，以建立的补偿机制逼近过程控制目标和终点目标，形成程式化集成达到一键精炼效果，进而降低智能精炼多变量输入/输出条件下的过程控制风险，有效解决由于现有技术造成LF精炼过程控制效率以及可靠性低的问题，有效地提高了LF精炼过程控制效率以及可靠性。
2、本发明技术方案中LF精炼工艺控制边界条件与时序解析后的精炼过程的操作步骤一一对应，可以通过经验值(精炼过程中操作步骤的工艺参数)对不同阶段边界特征进行判定，形成程式化集成达到一键精炼效果，进一步地提高了LF精炼过程控制效率以及可靠性。
3、本发明技术方案中补偿机制包括温度补偿机制，根据钢水终点温度、钢水初始温度、供电对钢液温度的影响、钢液在精炼过程中的温度变化量、精炼过程带走热量损失设定温度补偿机制，提高了温度补偿机制的全面性以及可靠性。
应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方案中实施例一方法的流程示意图；
图2为本发明方案中实施例一方法中时序解析后的操作步骤的工艺顺序执行示意图；
图3为本发明方案中实施例一方法中经验模型(用于精炼过程中操作步骤的工艺参数的确定)的应用流程示意图；
图4为本发明方案中实施例二系统的结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，包括：
S1，获取LF精炼上道工序钢水工艺参数；
S2，获取冶炼计划，根据冶炼计划以及LF精炼上道工序钢水工艺参数，确定终点温度和成分；
S3，确定以钢包到达处理位，触发处理位限位为起点，以离开处理位为终点，对精炼过程的操作步骤进行时序解析；
S4，确定以时序为轴向的LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，根据LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，按照时序解析后的操作步骤依次进行LF精炼；
S5，建立补偿机制，以建立的补偿机制逼近确定的终点温度和成分，当满足终点温度以及成分后，结束LF精炼。
其中，在步骤S1中，钢水工艺参数包括转炉出钢成分、温度、氧含量、出钢过程顶渣量、钢水重量。进一步地，还包括：标定LF精炼进站工艺特征，如：钢包包况(周转包、非周转包)、渣层厚度、转炉下渣情况；以便于后期根据钢水工艺参数(及标定LF精炼进站工艺特征)确定以时序为轴向的LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数。
在步骤S2中，获取冶炼计划，根据冶炼计划以及LF精炼上道工序钢水工艺参数，确定终点温度和成分；具体地，可以自动从MES系统(生产信息化管理系统)获取冶炼计划，根据LF精炼上道工序钢水工艺参数，获取当前LF精炼的钢种，根据冶炼计划，确定当前LF精炼的钢种对应的工艺路线以及终点温度和终点成分。
在步骤S3中，LF精炼工艺流程解析，具体是：对于双工位LF精炼，确定以钢包到达处理位触发处理位限位为起点，以离开处理位为终点，对过程操作步骤进行时序解析，解析后的基础步骤如下表：
如图2所示，时序解析后的精炼过程的操作步骤依次包括：第一操作阶段、第二操作阶段、第三操作阶段、第四操作阶段、第五操作阶段；其中，第一操作阶段包括钢水进站；第二操作阶段依次包括第一次氩气搅拌、第一次加热升温、喂丝脱氧、加造渣剂，其中，第二操作阶段全程进行第一次氩气搅拌；第三操作阶段包括第二次氩气搅拌、第一次测温取样、第二次加热升温、合金化、第二次测温取样、第三次加热升温，其中，第三操作阶段全程进行第二次氩气搅拌；第四操作阶段包括第三次氩气搅拌、第四次加热升温、钙处理、第三次测温取样，其中，第四操作阶段全程进行第三次氩气搅拌；第五操作阶段包括钢包出站；其中，第一次氩气搅拌的底吹流量强度、第二次氩气搅拌的底吹流量强度、第三次氩气搅拌的底吹流量强度依次降低；例如，第一次氩气搅拌的底吹流量强度为强吹，强吹流量控制模式可以为40-60m3/h；第二次氩气搅拌的底吹流量强度为中吹，中吹流量控制模式可以为20-35m3/h；第三次氩气搅拌的底吹流量强度为轻吹，轻吹流量控制模式可以为5-15m3/h。
在步骤S4中，LF精炼工艺控制边界条件与时序解析后的精炼过程的操作步骤一一对应，钢水进站：根据钢水进站限位识别后，钢水进站涉及设备开始作业；
第一次氩气搅拌：精炼炉盖落到位后自动开启吹氩；第一次加热升温：第一次氩气搅拌开始后进行第一次加热升温(升温温度可以预先设置第一温度阈值，加热至第一温度阈值后，第一次加热升温阶段结束)；喂丝脱氧：在第一次加热升温阶段结束后进行脱氧喂线(满足时间要求或成分要求或工艺要求时结束)；加造渣剂：在喂丝脱氧阶段结束后进行顶渣加入；
第二次氩气搅拌：加造渣剂阶段结束后开始进行第二次氩气搅拌；第一次测温取样：在第二次氩气搅拌开始后进行第一次测温取样；第二次加热升温：在第一次测温取样结束后进行第二次加热升温(升温温度可以预先设置第二温度阈值，加热至第二温度阈值后，第二次加热升温阶段结束)；合金化：在第二次加热升温阶段结束后进行合金化(满足时间要求或成分要求或工艺要求时结束)；第二次测温取样：在合金化阶段结束后开始第二次测温取样；第三次加热升温：在第二次测温取样阶段结束后开始第三次加热升温(升温温度可以预先设置第三温度阈值，加热至第三温度阈值后，第三次加热升温阶段结束)；
第三次氩气搅拌：在第三次加热升温结束后开始进行第三次氩气搅拌；第四次加热升温：在第三次氩气搅拌开始后进行第四次加热升温(升温温度可以预先设置第四温度阈值，加热至第四温度阈值后，第四次加热升温阶段结束)；钙处理：在第四次加热升温阶段结束后开始执行钙处理(满足时间要求或成分要求或工艺要求时结束)；第三次测温取样：在钙处理阶段结束后开始执行第三次测温取样；第一温度阈值、第二温度阈值、第三温度阈值、第四温度阈值之间，可以存在数值之间的相互关联，即存在大小关系，可以相同，也可以不同，也可以不存在数值之间的相互关联，即相互独立，本发明在此不做限制。
钢包出站：在钙处理阶段后，获取终点成分以及终点温度，出站，吊包。
具体地，如图3所示，精炼过程中操作步骤的工艺参数(经验模型，用于精炼过程中操作步骤的工艺参数的确定)具体包括：钢包底吹氩气搅拌流量、钢包底吹氩气搅拌时间、合金化阶段合金添加数量、加造渣剂阶段中加入的实时精炼渣量。
其中，钢包底吹氩气搅拌流量、钢包底吹氩气搅拌时间的确定(底吹模型)具体是：
根据全浮力模型，吹氩搅拌时钢流的体积流量VZ与吹入气体的流量Vg的关系(钢包底吹氩气搅拌流量参数一)为：
其中，Z为钢液高度，Vz为吹氩搅拌时钢流的体积流量，Vg为吹入气体的体积流量，E为搅拌功率；
钢包吹氩搅拌的抽引比m(钢包底吹氩气搅拌流量参数二)为：
m＝VH/Vg
其中，VH为Z＝H时的最大提升钢液量；H为钢液的深度；此时VH＝Vg；
钢液在钢包中的搅拌循环周期τc(钢包底吹氩气搅拌时间)为：
τc＝G/ρ1V1
其中，τc为钢液在钢包中的搅拌循环周期，G为钢液最大提升钢液量时钢流的，质量，ρ1为钢液比重，Vl为钢液最大提升钢液量时钢流的体积流量。
具体地，合金化阶段合金添加数量的确定(加料模型)具体是：
式中，Walloy为含有某种元素i的合金加入量；[i]aim、[i]old分别为元素i的目标成分和初始成分；αf为合金中i元素的含量；f为i元素的平均收得率；Wm为钢水重量。
具体地，加造渣剂阶段中加入的实时精炼渣量的确定(加料模型)具体是：
其中，Wt为加入的实时精炼渣量，kg；W钢水为钢水质量(可以从上道工序获取)，kg；W总渣为钢包顶渣量，kg；(％S)o为钢渣初始硫含量，％；(％S)为钢渣中最终硫含量，％；[％S]t为钢水实时硫含量，％；[％S]为钢水最终硫含量，％；[％S]o为钢水中初始硫含量，％；(％S)实时为钢渣中实时硫含量，％；[％S]实时为钢水中实时硫含量，％；Ls＝(％S)/[％S]t，Ls为钢渣间实时硫分配比。
W总渣的获取方式可以是：W总渣＝W下渣+W出钢+W截止t时间在精炼的加渣量+W回余，也可以是其他获取方式，W下渣为转炉出钢时转炉下渣量，转炉双挡渣出钢条件下，转炉出钢过程下渣厚度一般为5-10mm，根据钢包内径R及炉渣比重ρ(取值为3kg/mm3×10-3)可进行计算；W出钢为转炉出钢过程所加顶渣重量，kg；W截止t时间在精炼的加渣量为精炼过程所加造渣料质量，kg；W回余为分铸机浇余后钢渣剩余量，当前工艺条件下，分铸机浇注完成后钢包需要灌引流砂等需要，需将残余钢渣倒干净，此类情况下可即为0kg；
(％S)o的获取方式可以是：(％S)o＝{[W钢水×[％S]转炉终点硫+S顶渣加入硫+S下渣-W钢水×[％S]o}/(W下渣+W顶渣量+W回余)
[％S]转炉终点硫为转炉出钢后钢水中S(硫)含量，％；S顶渣加入硫为在出钢过程中加入顶渣时所含S的重量，kg；S下渣为为转炉出钢时转炉下渣量时所含S的重量，kg；W顶渣量为出钢过程加入顶渣量，kg；[％S]o为
(％S)＝{[W钢水×[％S]转炉终点硫+S顶渣加入硫+S下渣-Wm×[％S]o}/(W下渣+W顶渣量+W回余)，Wm为钢水重量(质量)。
进一步地，精炼过程中操作步骤的工艺参数还包括升温阶段对于升温速率的设置(加热模型)，不同升温加热阶段中的升温速率可以相同，也可以不同，彼此之间，相互独立。具体地，可以预先根据钢包包况、钢包重量、炉型、供电电压、供电电流、升温速率建立对应关系数据库，获取当前LF精炼过程中的钢包包况、钢包重量、炉型、供电电压、供电电流，然后，在预先建立的对应关系数据库中匹配确定对应的升温速率。例如对应关系数据库形式可以如下(210吨钢包不同电压、不同电流时对应升温速率)：
根据LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，按照时序解析后的操作步骤依次进行LF精炼。
在步骤S5中，补偿机制包括温度补偿机制，温度补偿机制具体是：温度补偿机制：T＝T终-(T0+△Τ1+△Τ2+△Τ3)，T为钢水待补偿温度；T终为钢水终点温度，T0为钢水初始温度；△Τ1为供电对钢液温度的影响；△Τ2为钢液在精炼过程中的温度变化量；△Τ3为精炼过程带走热量损失。
优选地，补偿机制还包括成分补偿、顶渣补偿、底吹补偿；成分补偿：根据钢液测定成分与钢液目标成分差值，利用合金化模型(合金化阶段合金添加数量的确定公式)继续补偿合金；顶渣补偿：顶渣根据现场造白渣程度进行调整，即结合渣样颜色调整，直至渣样颜色符合预设要求；底吹补偿：根据钢包透气效果在不同工艺需求时调整底吹流量，直至钢包透气效果符合预设工艺对应要求。
具体地，钢包透气效果判断标准可以是：钢包管路系统不得出现漏气情况，否则需对漏气点进行相应处理后方可进行精炼处理；管路不漏气情况下，底吹氩气流量≤200NL/min，钢水亮面小于钢包直径的三分之一，判断未不漏气，需要进行倒包处理；管路不漏气情况下，底吹氩气流量≤400NL/min，钢水亮面小于钢包直径的二分之一，判断未透气性不良，可进行试处理。
本发明对LF精炼过程进行时序解析，并确定工艺控制边界，以建立的补偿机制逼近过程控制目标和终点目标，形成程式化集成达到一键精炼效果，进而降低智能精炼多变量输入/输出条件下的过程控制风险，有效解决由于现有技术造成LF精炼过程控制效率以及可靠性低的问题，有效地提高了LF精炼过程控制效率以及可靠性。
本发明技术方案中LF精炼工艺控制边界条件与时序解析后的精炼过程的操作步骤一一对应，可以通过经验值(精炼过程中操作步骤的工艺参数)对不同阶段边界特征进行判定，形成程式化集成达到一键精炼效果，进一步地提高了LF精炼过程控制效率以及可靠性。
本发明技术方案中补偿机制包括温度补偿机制，根据钢水终点温度、钢水初始温度、供电对钢液温度的影响、钢液在精炼过程中的温度变化量、精炼过程带走热量损失设定温度补偿机制，提高了温度补偿机制的全面性以及可靠性。
实施例二
如图4所示，本发明技术方案还提供了一种LF精炼流程解析的智能精炼系统，包括：
第一获取模块101，获取LF精炼上道工序钢水工艺参数；
第二获取模块102，获取冶炼计划，根据冶炼计划以及LF精炼上道工序钢水工艺参数，确定终点温度和成分；
解析模块103，确定以钢包到达处理位，触发处理位限位为起点，以离开处理位为终点，对精炼过程的操作步骤进行时序解析；
确定模块104，确定以时序为轴向的LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，根据LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，按照时序解析后的操作步骤依次进行LF精炼；
建立模块105，建立补偿机制，以建立的补偿机制逼近确定的终点温度和成分，当满足终点温度以及成分后，结束LF精炼。
本发明对LF精炼过程进行时序解析，并确定工艺控制边界，以建立的补偿机制逼近过程控制目标和终点目标，形成程式化集成达到一键精炼效果，进而降低智能精炼多变量输入/输出条件下的过程控制风险，有效解决由于现有技术造成LF精炼过程控制效率以及可靠性低的问题，有效地提高了LF精炼过程控制效率以及可靠性。
本发明技术方案中LF精炼工艺控制边界条件与时序解析后的精炼过程的操作步骤一一对应，可以通过经验值(精炼过程中操作步骤的工艺参数)对不同阶段边界特征进行判定，形成程式化集成达到一键精炼效果，进一步地提高了LF精炼过程控制效率以及可靠性。
本发明技术方案中补偿机制包括温度补偿机制，根据钢水终点温度、钢水初始温度、供电对钢液温度的影响、钢液在精炼过程中的温度变化量、精炼过程带走热量损失设定温度补偿机制，提高了温度补偿机制的全面性以及可靠性。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，其特征是，包括：
获取LF精炼上道工序钢水工艺参数；
获取冶炼计划，根据冶炼计划以及LF精炼上道工序钢水工艺参数，确定终点温度和成分；
确定以钢包到达处理位，触发处理位限位为起点，以离开处理位为终点，对精炼过程的操作步骤进行时序解析；
确定以时序为轴向的LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，根据LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，按照时序解析后的操作步骤依次进行LF精炼；
建立补偿机制，以建立的补偿机制逼近确定的终点温度和成分，当满足终点温度以及成分后，结束LF精炼。
2.根据权利要求1所述的一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，其特征是，钢水工艺参数包括转炉出钢成分、温度、氧含量、出钢过程顶渣量、钢水重量。
3.根据权利要求1所述的一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，其特征是，时序解析后的精炼过程的操作步骤依次包括：第一操作阶段、第二操作阶段、第三操作阶段、第四操作阶段、第五操作阶段；其中，第一操作阶段包括钢水进站；第二操作阶段依次包括第一次氩气搅拌、第一次加热升温、喂丝脱氧、加造渣剂，其中，第二操作阶段全程进行第一次氩气搅拌；第三操作阶段包括第二次氩气搅拌、第一次测温取样、第二次加热升温、合金化、第二次测温取样、第三次加热升温，其中，第三操作阶段全程进行第二次氩气搅拌；第四操作阶段包括第三次氩气搅拌、第四次加热升温、钙处理、第三次测温取样，其中，第四操作阶段全程进行第三次氩气搅拌；第五操作阶段包括钢包出站；其中，第一次氩气搅拌的底吹流量强度、第二次氩气搅拌的底吹流量强度、第三次氩气搅拌的底吹流量强度依次降低。
4.根据权利要求3所述的一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，其特征是，LF精炼工艺控制边界条件与时序解析后的精炼过程的操作步骤一一对应，钢水进站：根据钢水进站限位识别后，钢水进站涉及设备开始作业；
第一次氩气搅拌：精炼炉盖落到位后自动开启吹氩；第一次加热升温：第一次氩气搅拌开始后进行第一次加热升温；喂丝脱氧：在第一次加热升温阶段结束后进行脱氧喂线；加造渣剂：在喂丝脱氧阶段结束后进行顶渣加入；
第二次氩气搅拌：加造渣剂阶段结束后开始进行第二次氩气搅拌；第一次测温取样：在第二次氩气搅拌开始后进行第一次测温取样；第二次加热升温：在第一次测温取样结束后进行第二次加热升温；合金化：在第二次加热升温阶段结束后进行合金化；第二次测温取样：在合金化阶段结束后开始第二次测温取样；第三次加热升温：在第二次测温取样阶段结束后开始第三次加热升温；
第三次氩气搅拌：在第三次加热升温结束后开始进行第三次氩气搅拌；第四次加热升温：在第三次氩气搅拌开始后进行第四次加热升温；钙处理：在第四次加热升温阶段结束后开始执行钙处理；第三次测温取样：在钙处理阶段结束后开始执行第三次测温取样；
钢包出站：在钙处理阶段后，进行底吹，底吹结束后，获取终点成分以及终点温度，出站，吊包。
5.根据权利要求3所述的一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，其特征是，精炼过程中操作步骤的工艺参数具体包括：钢包底吹氩气搅拌流量、钢包底吹氩气搅拌时间、合金化阶段合金添加数量、加造渣剂阶段中加入的实时精炼渣量。
6.根据权利要求5所述的一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，其特征是，钢包底吹氩气搅拌流量、钢包底吹氩气搅拌时间的确定具体是：
根据全浮力模型，吹氩搅拌时钢流的体积流量VZ与吹入气体的流量Vg的关系为：
其中，Z为钢液高度，Vz为吹氩搅拌时钢流的体积流量，Vg为吹入气体的体积流量，E为搅拌功率；
钢包吹氩搅拌的抽引比m为：
m＝VH/Vg
其中，VH为Z＝H时的最大提升钢液量；H为钢液的深度；此时VH＝Vg；
钢液在钢包中的搅拌循环周期τc为：
τc＝G/ρ1V1
其中，τc为钢液在钢包中的搅拌循环周期，G为钢液最大提升钢液量时钢流的，质量，ρ1为钢液比重，Vl为钢液最大提升钢液量时钢流的体积流量。
7.根据权利要求5所述的一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，其特征是，合金化阶段合金添加数量的确定具体是：
式中，Walloy为含有某种元素i的合金加入量；[i]aim、[i]old分别为元素i的目标成分和初始成分；αf为合金中i元素的含量；f为i元素的平均收得率；Wm为钢水重量。
8.根据权利要求5所述的一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，其特征是，加造渣剂阶段中加入的实时精炼渣量的确定具体是：
其中，Wt为加入的实时精炼渣量；W钢水为钢水质量；W总渣为钢包顶渣量；(％S)o为钢渣初始硫含量；(％S)为钢渣中最终硫含量；[％S]t为钢水实时硫含量；[％S]为钢水最终硫含量；[％S]o为钢水中初始硫含量；(％S)实时为钢渣中实时硫含量；[％S]实时为钢水中实时硫含量；Ls＝(％S)/[％S]t，Ls为钢渣间实时硫分配比。
9.根据权利要求1所述的一种LF精炼流程解析的智能精炼方法，其特征是，补偿机制包括温度补偿机制，温度补偿机制具体是：温度补偿机制：T＝T终-(T0+△Τ1+△Τ2+△Τ3)，T为钢水待补偿温度；T终为钢水终点温度，T0为钢水初始温度；△Τ1为供电对钢液温度的影响；△Τ2为钢液在精炼过程中的温度变化量；△Τ3为精炼过程带走热量损失。
10.一种LF精炼流程解析的智能精炼系统，其特征是，包括：
第一获取模块，获取LF精炼上道工序钢水工艺参数；
第二获取模块，获取冶炼计划，根据冶炼计划以及LF精炼上道工序钢水工艺参数，确定终点温度和成分；
解析模块，确定以钢包到达处理位，触发处理位限位为起点，以离开处理位为终点，对精炼过程的操作步骤进行时序解析；
确定模块，确定以时序为轴向的LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，根据LF精炼工艺控制边界条件以及精炼过程中操作步骤的工艺参数，按照时序解析后的操作步骤依次进行LF精炼；
建立模块，建立补偿机制，以建立的补偿机制逼近确定的终点温度和成分，当满足终点温度以及成分后，结束LF精炼。
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2022
- 2022-04-20 CN CN202210414949.0A patent/CN114854933A/zh active Pending
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