CN115125366B - 一种吹氩站智能生产控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于炼钢技术领域，进一步是一种吹氩站智能生产控制方法。本发明包括S1：出钢开始，先打开底吹氩阀门；S2：出钢结束的3分钟内控制底吹氩阀门对钢液进行一级搅拌；S3：然后对钢液取样进行测温和测定氧含量，对钢液进行二级搅拌并在1分钟内完成；S4：喂铝丝、碳丝和废钢；S5：第二次对钢液取样进行测温和测定氧含量；S6：根据第二次测温和测定氧含量判断；S7：控制底吹氩阀门；S8：关闭底吹氩阀门；S9：结束。本发明系统设计控制简单，自动计算需要喂入铝丝线、碳线的长度，实现喂丝加入的自动控制，降低冶炼过程中铝线单耗。
Description
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，进一步是一种吹氩站智能生产控制方法。
背景技术
在炼钢过程中转炉出钢后进入吹氩站进行处理，吹氩站主要操作是进行钢包吹氩和喂丝加料操作。通过吹氩搅拌钢水，驱动钢液自下而上运动，氩气泡在上升过程中吸附钢液中溶解的气体和非金属夹渣物并将其排出液面，从而能够降低钢水中的气体含量、氧含量、金属夹杂物，达到均匀钢水成分和温度的目的，在实际炼钢过程中，吹氩站还会根据脱氧要求，以及目标铝成分，硼成分、钙含量以及钢水目标温度等要求进行喂丝操作和加小废钢操作。
现有技术中，并没有结合加料过程，以及对吹氩站进行喂丝、底吹整个过程进行智能控制。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于在图像识别判断底吹效果基础之上，对吹氩站进行喂丝、底吹整个过程的智能控制。
为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种吹氩站智能生产控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：出钢开始，按照预设程序先打开底吹氩阀门，按照预设第一流量值通入氩气进行5-6分钟的预搅拌；
S2：出钢结束的3分钟内控制底吹氩阀门，按照预设第二流量值通入氩气，对钢液进行一级搅拌
S3：然后对钢液取样进行测温和测定氧含量，同时控制底吹氩阀门，按照预设第三流量值通入氩气，对钢液进行二级搅拌，在1分钟内完成；
S4：喂铝丝、碳丝和废钢，同时根据铝丝和碳丝长度和喂丝速度得到喂丝时间，控制喂丝机喂铝丝和碳丝，按照废钢加入量加入废钢；同时控制底吹氩阀门按照预设第二流量值通入氩气，对钢液进行一级搅拌，在3-5分钟内完成；
S5：喂铝丝和碳丝后，第二次对钢液取样进行测温和测定氧含量，同时控制底吹氩阀门按照预设第三流量值通入氩气，对钢液进行二级搅拌，在1分钟内完成；
S6：根据第二次测温和测定氧含量；若测温和测定氧含量没有达到要求，通过S4计算需要补充铝丝和碳丝长度；同时根据需要补充的铝丝和碳丝长度和喂丝速度得到喂丝时间，控制喂丝机喂铝丝和碳丝，同时控制底吹氩阀门按照预设第二流量值通入氩气，对钢液进行一级搅拌，在5分钟内完成；若测温和测定氧含量达到要求，则进行 S7；
S7：控制底吹氩阀门，按照预设第三流量值通入氩气，对钢液进行二级搅拌；
S8：关闭底吹氩阀门，3分钟后对钢液进行第三次测温和测定氧含量；
S9：结束。
上述方案的进一步改进在于：所述S4中，所述铝丝长度计算如下：
①当进氩站氧大于25ppm时：
LAL＝Wsteel*(272+0.953*Oin+513*(ALaim-ALenter))
②当进氩站氧小于或等于25ppm时：
LAL＝Wsteel*(-1.2+0.00754*Oin+70.7*(ALaim-ALenter))
其中：LAL:补铝线量，m；Wsteel：钢水重量，吨；Oin：钢水进氩站氧含量，％；ALaim：钢水目标铝含量，％；ALenter：钢水进氩站铝含量，％。
上述方案的进一步改进在于：所述S4中，所述碳丝长度计算如下：
LC＝(Caim-Center)*Wsteel/Ccont/Cyield/Cpiece
其中：LC:补碳线量，m；Caim：钢水碳目标值，％；Center：钢水进氩站碳，％；Wsteel：钢水重量，kg；Ccont：碳线品位，95％；Cyield：碳线收得率，95％；Cpiece：碳线比重，0.3kg/m。
上述方案的进一步改进在于：所述S4中，所述废钢加入量计算如下：
WS＝(Tenter-Taimr)*Wgt/1380
其中：Ws:小废钢加入量，kg；Tenter：钢水进氩站温度，℃；Taim：钢水出站目标温度，℃；Wgt：钢水重量，kg。
本发明的有益效果是：本发明涵盖整个吹氩生产工艺流程中对底吹和喂丝的自动控制，底吹控制和现场喂丝等操作同步进行，节约生产周期；实现喂丝加入的自动控制，降低冶炼过程中铝线单耗。
附图说明
图1是本发明实施例的流程示意图。
具体实施方式
实施例
如图1所示，一种吹氩站智能生产控制方法，
包括以下步骤：
S1：出钢开始，按照预设程序先打开底吹氩阀门，按照预设第一流量值通入氩气进行5-6分钟的预搅拌，流量范围6Nm3/h-60Nm3/h；
S2：出钢结束的3分钟内控制底吹氩阀门，按照预设第二流量值通入氩气，对钢液进行一级搅拌，在进站、加小废钢、喂丝(时的底吹氩操作，此时钢水搅动强烈，但也不允许暴吹，底吹氩孔位置裸露的钢液面直径不大于500mm；
S3：然后对钢液取样进行测温和测定氧含量，同时控制底吹氩阀门，按照预设第三流量值通入氩气，对钢液进行二级搅拌，在1分钟内完成，为进行去除夹杂物、喂钙线或以及测温取样进行的吹氩操作，底吹氩孔位置裸露的钢液面直径不大于200mm。；
S4：喂铝丝、碳丝和废钢，同时根据铝丝和碳丝长度和喂丝速度得到喂丝时间，控制喂丝机喂铝丝和碳丝，按照废钢加入量加入废钢；同时控制底吹氩阀门按照预设第二流量值通入氩气，对钢液进行一级搅拌，在3-5分钟内完成；
钢水裸露面积、氩气流量和阀门开度对应关系表如下所示：
铝丝长度计算如下：
①当进氩站氧大于25ppm时：
LAL＝Wsteel*(272+0.953*Oin+513*(ALaim-ALenter))
②当进氩站氧小于或等于25ppm时：
LAL＝Wsteel*(-1.2+0.00754*Oin+70.7*(ALaim-ALenter))
其中：LAL:补铝线量，m；Wsteel：钢水重量，吨；Oin：钢水进氩站氧含量，％；ALaim：钢水目标铝含量，％；ALenter：钢水进氩站铝含量，％。
碳丝长度计算如下：
LC＝(Caim-Center)*Wsteel/Ccont/Cyield/Cpiece
其中：LC:补碳线量，m；Caim：钢水碳目标值，％；Center：钢水进氩站碳，％；Wsteel：钢水重量，kg；Ccont：碳线品位，95％；Cyield：碳线收得率，95％；Cpiece：碳线比重，0.3kg/m。
废钢加入量计算如下：
WS＝(Tenter-Taimr)*Wgt/1380
其中：Ws:小废钢加入量，kg；Tenter：钢水进氩站温度，℃；Taim：钢水出站目标温度，℃；Wgt：钢水重量，kg。
S5：喂铝丝和碳丝后，第二次对钢液取样进行测温和测定氧含量，同时控制底吹氩阀门按照预设第三流量值通入氩气，对钢液进行二级搅拌，在1分钟内完成；
S6：根据第二次测温和测定氧含量；若测温和测定氧含量没有达到要求，通过S4计算需要补充铝丝和碳丝长度；同时根据需要补充的铝丝和碳丝长度和喂丝速度得到喂丝时间，控制喂丝机喂铝丝和碳丝，同时控制底吹氩阀门按照预设第二流量值通入氩气，对钢液进行一级搅拌，在5分钟内完成；若测温和测定氧含量达到要求，则进行 S7；
S7：控制底吹氩阀门，按照预设第三流量值通入氩气，对钢液进行二级搅拌；
S8：关闭底吹氩阀门，3分钟后对钢液进行第三次测温和测定氧含量；
S9：结束。
还设有可以应用该方法的控制系统，该系统包括计划信息采集模块、物料加入量计算模块、事件监测模块、钢包底吹氩控制系统。
计划信息采集模块主要功能是根据接收计划确认下一炉生产炉次、获取相关标准信息，包括成分和出钢温度、钢水重量等数据，并对模型所需输入数据进行相应的逻辑处理和判断等工作。
事件监测模块主要功能是监测当前生产状态，根据不同生产状态分别调用钢包底吹氩控制系统、物料加入量计算模块中的铝线加入量计算和小废钢加入量计算，用于计算底吹氩气流量和物料加入重量。
物料加入量计算模块包括喂丝加入量计算单元和小废钢加入量计算单元。具体计算过程为S4中所示。
钢包底吹氩控制系统包括钢包吹氩处理基准存储单元和底吹流量阀门开度下发单元，其中主要钢包吹氩处理基准存储单元存储根据工艺流程设定钢包吹氩处理基准，依据生产实绩情况，钢包钢水比等设定吹氩流量及吹氩时间；底吹流量阀门开度下发单元则根据吹氩流量设定底吹阀门开度，下发至基础自动化系统，写入PLC中，用于控制底吹阀门开度。
分别以全脱氧钢种：熔炼号4012174，出钢记号AP1480C1，半脱氧钢种：熔炼号4012119,出钢记号AQ0940K1,为例，吹氩站智能生产控制方法，具体步骤如下，
(1)转炉出钢开始，获取钢包吹氩处理基准，设定吹氩控制基准模式，并按照数据库中对应表自动将流量调节阀开度调节到设定值，并调用调用底吹流量阀门开度下发单元实时下发流量阀开度值至基础自动化PLC中，自动设定控制程序。
(2)出钢结束即氩站进站，根据当前工位进氩站炉次熔炼号、出钢记号获取钢水初始成份、钢水量以及对应钢种的标准目标成分等参数信息如下：
(2)按照计算公式计算铝线、碳线和小废钢加入量
(3)过程测温温度分别为1595.2℃，1603.7℃，结合钢水量，验证钢水加入量在合理范围内，按照物料计算模块计算物料进行物料加入控制。
(4)根据实际生产情况，识别的现场状态，钢包底吹氩控制系统将会匹配吹氩控制基准模式自动判别状态、同步调节底吹，适应加料、取样等操作，对底吹氩流量和开度进行实时的动态调整并下发，使得加料和底吹过程相互配合，有利于合金化过程，节约吹氩周期，提高底吹效果，从而能够更加有效的优化生产节奏。
本发明不局限于上述实施例，凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种吹氩站智能生产控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：出钢开始，先打开底吹氩阀门，按照预设第一流量值通入氩气进行5-6分钟的预搅拌,流量范围6Nm3/h-60Nm3/h；
S2：出钢结束的3分钟内控制底吹氩阀门，按照预设第二流量值通入氩气，对钢液进行一级搅拌,底吹氩孔位置裸露的钢液面直径不大于500mm；
S3：然后对钢液取样进行测温和测定氧含量，同时控制底吹氩阀门，按照预设第三流量值通入氩气，对钢液进行二级搅拌并在1分钟内完成,底吹氩孔位置裸露的钢液面直径不大于200mm；
S4：喂铝丝、碳丝和废钢，根据铝丝和碳丝长度和喂丝速度得到喂丝时间，控制喂丝机喂铝丝和碳丝，同时按照设定废钢加入量加入废钢；同时控制底吹氩阀门按照预设第二流量值通入氩气，对钢液进行一级搅拌并在3-5分钟内完成；
S5：喂铝丝和碳丝后，第二次对钢液取样进行测温和测定氧含量，同时控制底吹氩阀门按照预设第三流量值通入氩气，对钢液进行二级搅拌并在1分钟内完成；
S6：根据第二次测温和测定氧含量；若测温和测定氧含量没有达到要求，按照S4步骤计算需要补充铝丝和碳丝长度，并根据计算补充的铝丝和碳丝长度和喂丝速度得到喂丝时间，控制喂丝机喂铝丝和碳丝，同时控制底吹氩阀门按照预设第二流量值通入氩气，对钢液进行一级搅拌并在5分钟内完成；若测温和测定氧含量达到要求，则进行S7步骤；
S7：控制底吹氩阀门，按照预设第三流量值通入氩气，对钢液进行二级搅拌3分钟；
S8：关闭底吹氩阀门，3分钟后对钢液进行第三次测温和测定氧含量；
S9：结束；
所述S4步骤中，
所述铝丝长度计算如下：
①当进氩站时钢液测定氧含量大于25ppm时：
LAL＝Wsteel*(272+0.953*Oin+513*(ALaim-ALenter))
②当进氩站时钢液测定氧含量小于或等于25ppm时：
LAL＝Wsteel*(-1.2+0.00754*Oin+70.7*(ALaim-ALenter))
其中：LAL:补铝线量，m；Wsteel：钢水重量，吨；Oin：钢水进氩站氧含量，％；ALaim：钢水目标铝含量，％；ALenter：钢水进氩站铝含量，％；
所述碳丝长度计算如下：
LC＝(Caim-Center)*Wsteel/Ccont/Cyield/Cpiece
其中：LC:补碳线量，m；Caim：钢水碳目标值，％；Center：钢水进氩站碳，％；Wsteel：钢水重量，kg；Ccont：碳线品位，95％；Cyield：碳线收得率，95％；Cpiece：碳线比重，0.3kg/m；
所述设定废钢加入量计算如下：
WS＝(Tenter-Taimr)*Wgt/1380
其中：WS:废钢加入量，kg；Tenter：钢水进氩站温度，℃；Taim：钢水出站目标温度，℃；Wgt：钢水重量，kg。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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