CN115113604A - 一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制方法和设备，应用于包括多个子工艺流程的转炉炼钢仿真系统中，该方法包括：根据用户发出的仿真生产计划确定各子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法；根据待执行控制算法使各子工艺流程按待执行参数协同运行，并在前端显示协同运行的动画过程，直至完成所有子工艺流程；当接收到用户发出的成本查询指令时，根据预设能耗模型确定协同运行过程中的设备能耗数据和物质消耗数据；根据设备能耗数据和物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本，并在前端显示执行成本，从而可准确的确定转炉炼钢生产计划在实际执行之前的执行成本，进而提高了转炉炼钢生产过程的智能化程度。
Description
技术领域
本申请涉及炼钢技术领域，更具体地，涉及一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制方法和设备。
背景技术
氧气转炉炼钢是目前世界上最主要的炼钢方法，其技术的进步对钢铁企业的竞争力至关重要。转炉设备庞大、种类繁多，生产过程复杂的物理、化学过程交织在一起。
生产调度环节是转炉炼钢生产过程中的指挥核心环节之一，目前通常采用人工的方式进行炼钢生产调度安排和成本评估，对人工经验的依赖程度较高，若人工评估的执行成本比实际的执行成本低，容易给企业带来一定的损失，且自动化、智能化及无人化程度较低。
因此，如何在实际执行转炉炼钢生产计划之前，准确的确定转炉炼钢生产计划的执行成本，是目前有待解决的技术问题。
发明内容
本发明公开了一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制方法，用以解决现有技术中无法准确的确定转炉炼钢生产计划在实际执行之前的执行成本的技术问题，该方法应用于包括多个子工艺流程的转炉炼钢仿真系统中，包括：
根据用户发出的仿真生产计划确定各所述子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法；
根据所述待执行控制算法使各所述子工艺流程按所述待执行参数协同运行，并在前端显示所述协同运行的动画过程，直至完成所有所述子工艺流程；
当接收到用户发出的成本查询指令时，根据预设能耗模型确定所述协同运行过程中的设备能耗数据和物质消耗数据；
根据所述设备能耗数据和所述物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本，并在前端显示所述执行成本。
相应的，本发明还提出了一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制设备，应用于包括多个子工艺流程的转炉炼钢仿真系统中，所述设备包括：
第一确定模块，用于根据用户发出的仿真生产计划确定各所述子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法；
运行模块，用于根据所述待执行控制算法使各所述子工艺流程按所述待执行参数协同运行，并在前端显示所述协同运行的动画过程，直至完成所有所述子工艺流程；
第二确定模块，用于当接收到用户发出的成本查询指令时，根据预设能耗模型确定所述协同运行过程中的设备能耗数据和物质消耗数据；
第三确定模块，用于根据所述设备能耗数据和所述物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本，并在前端显示所述执行成本。
通过应用以上技术方案，在包括多个子工艺流程的转炉炼钢仿真系统中，根据用户发出的仿真生产计划确定各所述子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法；根据所述待执行控制算法使各所述子工艺流程按所述待执行参数协同运行，并在前端显示所述协同运行的动画过程，直至完成所有所述子工艺流程；当接收到用户发出的成本查询指令时，根据预设能耗模型确定所述协同运行过程中的设备能耗数据和物质消耗数据；根据所述设备能耗数据和所述物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本，并在前端显示所述执行成本，从而可准确的确定转炉炼钢生产计划在实际执行之前的执行成本，进而提高了转炉炼钢生产过程的智能化程度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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示出了本发明实施例提出的一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例中各子工艺流程的原理示意图；
图3示出了本发明实施例提出的一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制方法，应用于包括多个子工艺流程的转炉炼钢仿真系统中，如图1所示，所述方法包括：
步骤S101，根据用户发出的仿真生产计划确定各所述子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法。
本实施例中，预先采用全业务流程数据驱动构建包括多个子工艺流程的转炉炼钢仿真系统，转炉炼钢仿真系统中设置有用户预先编排的多个仿真生产计划，用户发出的仿真生产计划可包括用户新建一个的仿真生产计划，或用户选择的一个已有的仿真生产计划，或用户对一个已有的仿真生产计划进行修改后的仿真生产计划。在检测到用户发出的仿真生产计划后，根据该仿真生产计划确定各子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法。待执行参数为执行各子工艺流程时的控制参数，待执行控制算法为与转炉炼钢作业规程对应的执行各子工艺流程时的控制算法。
为了准确的确定各子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法，在本申请一些实施例中，所述仿真生产计划中包括钢种和产量，根据用户发出的仿真生产计划确定各所述子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法，具体为：
根据所述钢种和所述产量确定所述待执行参数；
根据所述仿真生产计划和预设对应关系表确定所述待执行控制算法；
其中，所述预设对应关系表表征了不同仿真生产计划与不同控制算法的对应关系。
本实施例中，预先根据不同仿真生产计划与不同控制算法的对应关系建立预设对应关系表，仿真生产计划中包括钢种和产量，根据钢种和产量可确定待执行参数，根据仿真生产计划查询预设对应关系表后可确定待执行控制算法。
可选的，可预先建立不同仿真生产计划与不同待执行参数和不同控制算法的对应关系，根据该仿真生产计划和该对应关系确定待执行参数和待执行控制算法。
需要说明的是，以上实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他根据用户发出的仿真生产计划确定各所述子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法的方式均属于本申请的保护范围。
为了更加准确的确定仿真生产计划的执行成本，在本申请一些实施例中，如图2所示，各所述子工艺流程包括：
转炉冶炼工艺，包括依次进行的转炉倾炉操作、废钢加入操作、铁水兑入操作、炉体摇正操作、降枪供氧操作、加入渣料操作、开始吹炼操作、加入渣料操作、继续吹炼操作、副枪测定操作和炉体倾炉操作；
铁水加入工艺，包括依次进行的行车移动操作、铁水兑入位置检测操作、后吊钩升起操作、铁水包倒入铁水操作、行车移动操作和铁水包离开兑入位置操作；
氧枪吹炼工艺，包括依次进行的氧枪提枪操作或氧枪降枪操作、氧枪位置检测操作、停氧操作或供氧操作；
副枪测定工艺，包括补吹/补料操作；
称料下料工艺，包括依次进行的选择合金或散装料操作、称料操作、塔楼管路传输操作和下料操作；
废钢加入工艺，包括依次进行的行车移动操作、落钢位置检测操作、后吊钩升起操作、废钢斗倒入废钢操作、行车移动操作和废钢斗离开落钢位置操作；
出钢工艺，包括出钢至钢包车操作；
倒渣工艺，包括倒渣至渣罐车操作。
本实施例中，对于转炉冶炼工艺中的副枪测定操作，若炉体内的钢水符合要求，则进行炉体倾炉操作，否则进行补吹和或补料操作。
对于铁水加入工艺中的铁水兑入位置检测操作，若到达铁水兑入位置，则执行后吊钩升起操作，否则继续进行铁水兑入位置检测操作。
对于氧枪吹炼工艺中的氧枪位置检测操作，若氧枪到达指定位置则进行供氧操作，否则继续进行氧枪位置检测操作。
对于废钢加入工艺中的落钢位置检测操作，若到达落钢位置则执行后吊钩升起操作，否则继续执行落钢位置检测操作。
为了更加准确的确定仿真生产计划的执行成本，在本申请一些实施例中，如图2所示，铁水包倒入铁水操作与铁水兑入操作衔接，供氧操作与降枪供氧操作衔接，停氧操作与炉体倾炉操作衔接，副枪测定操作与补吹/补料操作衔接，炉体倾炉操作和出钢至钢包车操作以及倒渣至渣罐车操作衔接，下料操作与加入渣料操作衔接，废钢斗倒入废钢操作与废钢加入操作衔接。
步骤S102，根据所述待执行控制算法使各所述子工艺流程按所述待执行参数协同运行，并在前端显示所述协同运行的动画过程，直至完成所有所述子工艺流程。
本实施例中，各子工艺流程需要协同运行才能正常执行仿真生产计划，根据待执行控制算法使各子工艺流程按待执行参数协同运行，前端可以为显示器，在前端显示所述协同运行的动画过程，可使用户了解仿真生产计划的详细执行过程，完成所有子工艺流程后，仿真生产计划执行完成。
步骤S103，当接收到用户发出的成本查询指令时，根据预设能耗模型确定所述协同运行过程中的设备能耗数据和物质消耗数据。
本实施例中，若用户需要了解该仿真生产计划的执行成本，可在前端发出成本查询指令，在检测到成本查询指令后，根据预设能耗模型确定协同运行过程中的设备能耗数据和物质消耗数据。设备能耗数据为仿真系统中各设备（如行车、转炉等）运行时的能量消耗数据，物质消耗数据为炼钢所需的各种材料的使用量数据。
步骤S104，根据所述设备能耗数据和所述物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本，并在前端显示所述执行成本。
为了准确的确定仿真生产计划的执行成本，在本申请实施例中，根据所述设备能耗数据和所述物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本，具体为：
根据所述设备能耗数据确定所述协同运行过程中与各设备的耗电、耗水和耗气对应的第一成本；
根据所述物质消耗数据确定所述协同运行过程中与金属料、辅料和合金料的使用量对应的第二成本；
根据所述第一成本和所述第二成本之和确定所述执行成本。
本实施例中，所述设备能耗数据表征了电、水和气的使用量，根据设备能耗数据和电、水和气的单价可确定协同运行过程中与各设备的耗电、耗水和耗气对应的第一成本；物质消耗数据表征了金属料、辅料和合金料的使用量，根据物质消耗数据和金属料、辅料和合金料的单价可确定协同运行过程中与金属料、辅料和合金料的使用量对应的第二成本，然后将第一成本和第二成本相加，最终确定执行成本。
需要说明的是，以上实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他根据设备能耗数据和物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本的方式均属于本申请的保护范围。
通过应用以上技术方案，在包括多个子工艺流程的转炉炼钢仿真系统中，根据用户发出的仿真生产计划确定各所述子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法；根据所述待执行控制算法使各所述子工艺流程按所述待执行参数协同运行，并在前端显示所述协同运行的动画过程，直至完成所有所述子工艺流程；当接收到用户发出的成本查询指令时，根据预设能耗模型确定所述协同运行过程中的设备能耗数据和物质消耗数据；根据所述设备能耗数据和所述物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本，并在前端显示所述执行成本，从而可准确的确定转炉炼钢生产计划在实际执行之前的执行成本，进而提高了转炉炼钢生产过程的智能化程度。
本申请实施例还提出了一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制设备，应用于包括多个子工艺流程的转炉炼钢仿真系统中，如图3所示，所述设备包括：
第一确定模块10，用于根据用户发出的仿真生产计划确定各所述子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法；
运行模块20，用于根据所述待执行控制算法使各所述子工艺流程按所述待执行参数协同运行，并在前端显示所述协同运行的动画过程，直至完成所有所述子工艺流程；
第二确定模块30，用于当接收到用户发出的成本查询指令时，根据预设能耗模型确定所述协同运行过程中的设备能耗数据和物质消耗数据；
第三确定模块40，用于根据所述设备能耗数据和所述物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本，并在前端显示所述执行成本。
在具体的应用场景中，所述仿真生产计划中包括钢种和产量，第一确定模块10，具体用于：
根据所述钢种和所述产量确定所述待执行参数；
根据所述仿真生产计划和预设对应关系表确定所述待执行控制算法；
其中，所述预设对应关系表表征了不同仿真生产计划与不同控制算法的对应关系。
在具体的应用场景中，各所述子工艺流程包括：
转炉冶炼工艺，包括依次进行的转炉倾炉操作、废钢加入操作、铁水兑入操作、炉体摇正操作、降枪供氧操作、加入渣料操作、开始吹炼操作、加入渣料操作、继续吹炼操作、副枪测定操作和炉体倾炉操作；
铁水加入工艺，包括依次进行的行车移动操作、铁水兑入位置检测操作、后吊钩升起操作、铁水包倒入铁水操作、行车移动操作和铁水包离开兑入位置操作；
氧枪吹炼工艺，包括依次进行的氧枪提枪操作或氧枪降枪操作、氧枪位置检测操作、停氧操作或供氧操作；
副枪测定工艺，包括补吹/补料操作；
称料下料工艺，包括依次进行的选择合金或散装料操作、称料操作、塔楼管路传输操作和下料操作；
废钢加入工艺，包括依次进行的行车移动操作、落钢位置检测操作、后吊钩升起操作、废钢斗倒入废钢操作、行车移动操作和废钢斗离开落钢位置操作；
出钢工艺，包括出钢至钢包车操作；
倒渣工艺，包括倒渣至渣罐车操作。
在具体的应用场景中，铁水包倒入铁水操作与铁水兑入操作衔接，供氧操作与降枪供氧操作衔接，停氧操作与炉体倾炉操作衔接，副枪测定操作与补吹/补料操作衔接，炉体倾炉操作和出钢至钢包车操作以及倒渣至渣罐车操作衔接，下料操作与加入渣料操作衔接，废钢斗倒入废钢操作与废钢加入操作衔接。
在具体的应用场景中，第三确定模块40，具体用于：
根据所述设备能耗数据确定所述协同运行过程中与各设备的耗电、耗水和耗气对应的第一成本；
根据所述物质消耗数据确定所述协同运行过程中与金属料、辅料和合金料的使用量对应的第二成本；
根据所述第一成本和所述第二成本之和确定所述执行成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制方法，其特征在于，应用于包括多个子工艺流程的转炉炼钢仿真系统中，所述方法包括：
根据用户发出的仿真生产计划确定各所述子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法；
根据所述待执行控制算法使各所述子工艺流程按所述待执行参数协同运行，并在前端显示所述协同运行的动画过程，直至完成所有所述子工艺流程；
当接收到用户发出的成本查询指令时，根据预设能耗模型确定所述协同运行过程中的设备能耗数据和物质消耗数据；
根据所述设备能耗数据和所述物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本，并在前端显示所述执行成本。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述仿真生产计划中包括钢种和产量，根据用户发出的仿真生产计划确定各所述子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法，具体为：
根据所述钢种和所述产量确定所述待执行参数；
根据所述仿真生产计划和预设对应关系表确定所述待执行控制算法；
其中，所述预设对应关系表表征了不同仿真生产计划与不同控制算法的对应关系。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各所述子工艺流程包括：
转炉冶炼工艺，包括依次进行的转炉倾炉操作、废钢加入操作、铁水兑入操作、炉体摇正操作、降枪供氧操作、加入渣料操作、开始吹炼操作、加入渣料操作、继续吹炼操作、副枪测定操作和炉体倾炉操作；
铁水加入工艺，包括依次进行的行车移动操作、铁水兑入位置检测操作、后吊钩升起操作、铁水包倒入铁水操作、行车移动操作和铁水包离开兑入位置操作；
氧枪吹炼工艺，包括依次进行的氧枪提枪操作或氧枪降枪操作、氧枪位置检测操作、停氧操作或供氧操作；
副枪测定工艺，包括补吹/补料操作；
称料下料工艺，包括依次进行的选择合金或散装料操作、称料操作、塔楼管路传输操作和下料操作；
废钢加入工艺，包括依次进行的行车移动操作、落钢位置检测操作、后吊钩升起操作、废钢斗倒入废钢操作、行车移动操作和废钢斗离开落钢位置操作；
出钢工艺，包括出钢至钢包车操作；
倒渣工艺，包括倒渣至渣罐车操作。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，铁水包倒入铁水操作与铁水兑入操作衔接，供氧操作与降枪供氧操作衔接，停氧操作与炉体倾炉操作衔接，副枪测定操作与补吹/补料操作衔接，炉体倾炉操作和出钢至钢包车操作以及倒渣至渣罐车操作衔接，下料操作与加入渣料操作衔接，废钢斗倒入废钢操作与废钢加入操作衔接。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述设备能耗数据和所述物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本，具体为：
根据所述设备能耗数据确定所述协同运行过程中与各设备的耗电、耗水和耗气对应的第一成本；
根据所述物质消耗数据确定所述协同运行过程中与金属料、辅料和合金料的使用量对应的第二成本；
根据所述第一成本和所述第二成本之和确定所述执行成本。
6.一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制设备，其特征在于，应用于包括多个子工艺流程的转炉炼钢仿真系统中，所述设备包括：
第一确定模块，用于根据用户发出的仿真生产计划确定各所述子工艺流程的待执行参数和待执行控制算法；
运行模块，用于根据所述待执行控制算法使各所述子工艺流程按所述待执行参数协同运行，并在前端显示所述协同运行的动画过程，直至完成所有所述子工艺流程；
第二确定模块，用于当接收到用户发出的成本查询指令时，根据预设能耗模型确定所述协同运行过程中的设备能耗数据和物质消耗数据；
第三确定模块，用于根据所述设备能耗数据和所述物质消耗数据确定仿真生产计划的执行成本，并在前端显示所述执行成本。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述仿真生产计划中包括钢种和产量，所述第一确定模块，具体用于：
根据所述钢种和所述产量确定所述待执行参数；
根据所述仿真生产计划和预设对应关系表确定所述待执行控制算法；
其中，所述预设对应关系表表征了不同仿真生产计划与不同控制算法的对应关系。
8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，各所述子工艺流程包括：
转炉冶炼工艺，包括依次进行的转炉倾炉操作、废钢加入操作、铁水兑入操作、炉体摇正操作、降枪供氧操作、加入渣料操作、开始吹炼操作、加入渣料操作、继续吹炼操作、副枪测定操作和炉体倾炉操作；
铁水加入工艺，包括依次进行的行车移动操作、铁水兑入位置检测操作、后吊钩升起操作、铁水包倒入铁水操作、行车移动操作和铁水包离开兑入位置操作；
氧枪吹炼工艺，包括依次进行的氧枪提枪操作或氧枪降枪操作、氧枪位置检测操作、停氧操作或供氧操作；
副枪测定工艺，包括补吹/补料操作；
称料下料工艺，包括依次进行的选择合金或散装料操作、称料操作、塔楼管路传输操作和下料操作；
废钢加入工艺，包括依次进行的行车移动操作、落钢位置检测操作、后吊钩升起操作、废钢斗倒入废钢操作、行车移动操作和废钢斗离开落钢位置操作；
出钢工艺，包括出钢至钢包车操作；
倒渣工艺，包括倒渣至渣罐车操作。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，铁水包倒入铁水操作与铁水兑入操作衔接，供氧操作与降枪供氧操作衔接，停氧操作与炉体倾炉操作衔接，副枪测定操作与补吹/补料操作衔接，炉体倾炉操作和出钢至钢包车操作以及倒渣至渣罐车操作衔接，下料操作与加入渣料操作衔接，废钢斗倒入废钢操作与废钢加入操作衔接。
10.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第三确定模块，具体用于：
根据所述设备能耗数据确定所述协同运行过程中与各设备的耗电、耗水和耗气对应的第一成本；
根据所述物质消耗数据确定所述协同运行过程中与金属料、辅料和合金料的使用量对应的第二成本；
根据所述第一成本和所述第二成本之和确定所述执行成本。
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| CN202210644072.4A Pending CN115113604A (zh) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | 一种转炉炼钢工艺流程的仿真控制方法和设备 |
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| CN (1) | CN115113604A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106126842A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-16 | 中冶赛迪工程技术股份有限公司 | 一种炼钢连铸车间动态生产运行的仿真方法 |
| CN108008702A (zh) * | 2016-11-01 | 2018-05-08 | 北京明诚技术开发有限公司 | 智能化自动炼钢监控方法及系统 |
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-
2022
- 2022-06-09 CN CN202210644072.4A patent/CN115113604A/zh active Pending
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