CN115933567A - 一种智能冶炼炼钢工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能冶炼炼钢工艺，所述工艺具体为：a、建立冶炼炼钢全线数据采集系统，首先，建立工业互联网平台，并将冶炼炼钢过程中的一级以上控制系统全部融合到工业互联网平台上，b、建立冶炼炼钢操作流程，根据历史经验建立最优的冶炼炼钢操作流程，根据最优标准流程，制作自动化控制流程，c、优化冶炼炼钢操作流程，d、建立一级以上控制系统之间的关联自控，本发明的智能冶炼炼钢工艺，由人工操作向自动化、智能化操作转变，减少人为原因造成的生产波动，通过与工业互联网的信息交互，实现自动计算辅料加入、枪位推荐、合金量计算、氧压氧累智能推荐，目标碳、温预测推荐，实现对转炉冶炼过程的智能推荐和控制。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种智能冶炼炼钢工艺，属于冶炼炼钢工艺技术领域。
背景技术
转炉是冶炼炼钢生产过程中的最重要的工序，它的成本占炼钢总成本的95%以上，目前转炉冶炼过程的控制基本依靠操作工的手动操作，员工劳动强度较大，存在因人工误操作导致的安全、生产、设备事故；关键技术指标全靠个人经验，个人能力的差异对生产质量、产量、成本影响较大，易造成关键指标的波动，并且此波动性处于不可控状态，过多的依赖人员技能，无法实现冶炼炼钢的标准化，从而使整个转炉冶炼过程消耗和冶炼成品均处于大的波动状态。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种智能冶炼炼钢工艺，由人工操作向自动化、智能化操作转变，减少人为原因造成的生产波动，通过与工业互联网的信息交互，实现自动计算辅料加入、枪位推荐、合金量计算、氧压氧累智能推荐，目标碳、温预测推荐，实现对转炉冶炼过程的智能推荐和控制。
本发明的智能冶炼炼钢工艺，所述工艺具体为：
a、建立冶炼炼钢全线数据采集系统，首先，建立工业互联网平台，并将冶炼炼钢过程中的一级以上控制系统全部融合到工业互联网平台上，通过一级以上控制系统先各自采集冶炼过程数据，并将数据融合到工业互联网平台上；
b、建立冶炼炼钢操作流程，利用互联网数据库和/或历史经验获取最优的冶炼炼钢操作流程，根据最优标准流程，制作自动化控制流程，所述流程细化到一级以上控制系统能够执行的范围，包括各个数据阈值指标，及与数据阈值指标联动的执行响应机构；所述冶炼炼钢操作流程植入到工业互联网平台；
c、优化冶炼炼钢操作流程，在工业互联网平台内建立历史数据存储库和数据挖掘模块，所述数据挖掘模块从历史数据存储库中调取各阶段的冶炼炼钢全线数据，并通过相关性、回归和/或聚类方式对工艺参数和冶炼终端指标进行分析和规律找寻，获取冶炼终端指标的多个优解；并通过优化输出模块输出多组优解数据，各组优解数据根据选定某一指标或多个指标由最优解向次优解排列；并在确认后，完成炼炼钢操作流程指标的优化；
d、建立一级以上控制系统之间的关联自控，通过将转炉本体plc和底吹plc建立通讯，两plc之间数据交换，转炉本体plc接收工业互联网平台控制数据，自动控制底吹气体，完成冶炼各环节自动控制。
进一步地，所述工艺具体为：
（1）梳理最优标准化操作流程，根据最优标准流程，制作自动化控制流程，统一操作标准，并植入到工业互联网平台；
（2）根据最优标准流程，并获取入炉铁水和废钢条件数据，根据静态模型计算辅料、合金和氧气量推荐，并送入到转炉本体plc自动执行；
（3）通过废钢分类设备对废钢分类自动采集分类和储量数据，并传至工业互联网平台；
（4）通过转炉本体plc和底吹plc建立通讯，实现两plc之间数据交换，自动控制底吹气体，完成冶炼各环节自动控制建设；
（5）通过吹氧后期投弹数据实现动态计算，并根据预设的最优标准流程，确定最终推荐终点，确保碳、温双命中；
（6）通过音频化渣设备在冶炼过程中的喷溅和返干预警，参与枪位和氧压控制；
（7）通过火焰识别设备，获取识别数据，并通过植入学习模型并对模型根据历史数据进行训练，机器自学习实现碳温动态计算，完成预测钢水温度和化渣效果，确保终点命中率；
（8）通过数据挖掘模块对历史数据进行挖掘，从而对预设的最优标准流程进行更新，并重新投入到新的冶炼炼钢流程进行校验，优化结果与预设一致，则后续执行新的标准流程，否则仍采用上一次最优标准流程。
进一步地，通过获取烟气中一氧化碳和氧气含量中的数据，并通过工业互联网平台预设的模型自动判断炉内反应，从而产生调整数据送至枪位和加料设备，完成冶炼流程的动态调整枪位和加料。
与现有技术相比，本发明的智能冶炼炼钢工艺，具有以下优点：
1、将一级以上控制系统全部融合到工业互联网平台，实现扁平化管理，避免信息孤岛，实现全线数据贯通；
2、根据入炉废钢、铁水条件，结合当前原材物料成本自动推荐辅料配比，实现成本最优化；
3、结合音频化渣、投弹、火焰视觉识别技术，实现无副枪自动炼钢系统；
4、利用自动化流程将操作标准固化，从而达到统一操作和统一标准的目的。
具体实施方式
实施例1：
本发明的智能冶炼炼钢工艺，所述工艺具体为：
a、建立冶炼炼钢全线数据采集系统，首先，建立工业互联网平台，并将冶炼炼钢过程中的一级以上控制系统全部融合到工业互联网平台上，通过一级以上控制系统先各自采集冶炼过程数据，并将数据融合到工业互联网平台上；
b、建立冶炼炼钢操作流程，利用互联网数据库和/或历史经验获取最优的冶炼炼钢操作流程，根据最优标准流程，制作自动化控制流程，所述流程细化到一级以上控制系统能够执行的范围，包括各个数据阈值指标，及与数据阈值指标联动的执行响应机构；所述冶炼炼钢操作流程植入到工业互联网平台；
c、优化冶炼炼钢操作流程，在工业互联网平台内建立历史数据存储库和数据挖掘模块，所述数据挖掘模块从历史数据存储库中调取各阶段的冶炼炼钢全线数据，并通过相关性、回归和/或聚类方式对工艺参数和冶炼终端指标进行分析和规律找寻，获取冶炼终端指标的多个优解；并通过优化输出模块输出多组优解数据，各组优解数据根据选定某一指标或多个指标由最优解向次优解排列；并在确认后，完成炼炼钢操作流程指标的优化；
d、建立一级以上控制系统之间的关联自控，通过将转炉本体plc和底吹plc建立通讯，两plc之间数据交换，转炉本体plc接收工业互联网平台控制数据，自动控制底吹气体，完成冶炼各环节自动控制。
所述工艺具体为：
（1）梳理最优标准化操作流程，根据最优标准流程，制作自动化控制流程，统一操作标准，并植入到工业互联网平台；
（2）根据最优标准流程，并获取入炉铁水和废钢条件数据，根据静态模型计算辅料、合金和氧气量推荐，并送入到转炉本体plc自动执行；
（3）通过废钢分类设备对废钢分类自动采集分类和储量数据，并传至工业互联网平台；
（4）通过转炉本体plc和底吹plc建立通讯，实现两plc之间数据交换，自动控制底吹气体，完成冶炼各环节自动控制建设；
（5）通过吹氧后期投弹数据实现动态计算，并根据预设的最优标准流程，确定最终推荐终点，确保碳、温双命中；
（6）通过音频化渣设备在冶炼过程中的喷溅和返干预警，参与枪位和氧压控制；
（7）通过火焰识别设备，获取识别数据，并通过植入学习模型并对模型根据历史数据进行训练，机器自学习实现碳温动态计算，完成预测钢水温度和化渣效果，确保终点命中率；
（8）通过数据挖掘模块对历史数据进行挖掘，从而对预设的最优标准流程进行更新，并重新投入到新的冶炼炼钢流程进行校验，优化结果与预设一致，则后续执行新的标准流程，否则仍采用上一次最优标准流程。
通过获取烟气中一氧化碳和氧气含量中的数据，并通过工业互联网平台预设的模型自动判断炉内反应，从而产生调整数据送至枪位和加料设备，完成冶炼流程的动态调整枪位和加料。
本发明的智能冶炼炼钢工艺，能够根据现场工序条件判断，实现自动枪位、自动加料推荐，准确率达到90%；通过智能炼钢流程，准确率达到85%以上；更好的发挥装备能力，达到生产标准化和准时化，实现提速增效，预计精炼时间不超过27分钟；合金成分最优化控制率（窄成分合格率）不低于85%，综合降低成本7.92元/t。精炼电耗降低4.3kwh/t，成本降低成本2.58元/t，其它动力成本预计降低0.57元/t，共计为11.07元 /t。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (3)
1.一种智能冶炼炼钢工艺，其特征在于，所述工艺具体为：
a、建立冶炼炼钢全线数据采集系统，首先，建立工业互联网平台，并将冶炼炼钢过程中的一级以上控制系统全部融合到工业互联网平台上，通过一级以上控制系统先各自采集冶炼过程数据，并将数据融合到工业互联网平台上；
b、建立冶炼炼钢操作流程，利用互联网数据库和/或历史经验获取最优的冶炼炼钢操作流程，根据最优标准流程，制作自动化控制流程，所述流程细化到一级以上控制系统能够执行的范围，包括各个数据阈值指标，及与数据阈值指标联动的执行响应机构；所述冶炼炼钢操作流程植入到工业互联网平台；
c、优化冶炼炼钢操作流程，在工业互联网平台内建立历史数据存储库和数据挖掘模块，所述数据挖掘模块从历史数据存储库中调取各阶段的冶炼炼钢全线数据，并通过相关性、回归和/或聚类方式对工艺参数和冶炼终端指标进行分析和规律找寻，获取冶炼终端指标的多个优解；并通过优化输出模块输出多组优解数据，各组优解数据根据选定某一指标或多个指标由最优解向次优解排列；并在确认后，完成炼炼钢操作流程指标的优化；
d、建立一级以上控制系统之间的关联自控，通过将转炉本体plc和底吹plc建立通讯，两plc之间数据交换，转炉本体plc接收工业互联网平台控制数据，自动控制底吹气体，完成冶炼各环节自动控制。
2.根据权利要求1所述的智能冶炼炼钢工艺，其特征在于：所述工艺具体为：
（1）梳理最优标准化操作流程，根据最优标准流程，制作自动化控制流程，统一操作标准，并植入到工业互联网平台；
（2）根据最优标准流程，并获取入炉铁水和废钢条件数据，根据静态模型计算辅料、合金和氧气量推荐，并送入到转炉本体plc自动执行；
（3）通过废钢分类设备对废钢分类自动采集分类和储量数据，并传至工业互联网平台；
（4）通过转炉本体plc和底吹plc建立通讯，实现两plc之间数据交换，自动控制底吹气体，完成冶炼各环节自动控制建设；
（5）通过吹氧后期投弹数据实现动态计算，并根据预设的最优标准流程，确定最终推荐终点，确保碳、温双命中；
（6）通过音频化渣设备在冶炼过程中的喷溅和返干预警，参与枪位和氧压控制；
（7）通过火焰识别设备，获取识别数据，并通过植入学习模型并对模型根据历史数据进行训练，完成预测钢水温度和化渣效果，确保终点命中率；
（8）通过数据挖掘模块对历史数据进行挖掘，从而对预设的最优标准流程进行更新，并重新投入到新的冶炼炼钢流程进行校验，优化结果与预设一致，则后续执行新的标准流程，否则仍采用上一次最优标准流程。
3.根据权利要求1所述的智能冶炼炼钢工艺，其特征在于，所述工艺还包括：通过获取烟气中一氧化碳和氧气含量中的数据，并通过工业互联网平台预设的模型自动判断炉内反应，从而产生调整数据送至枪位和加料设备，完成冶炼流程的动态调整枪位和加料。
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| CN202211683704.4A CN115933567A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种智能冶炼炼钢工艺 |
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Publications (1)
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| CN202211683704.4A Pending CN115933567A (zh) | 2022-12-27 | 2022-12-27 | 一种智能冶炼炼钢工艺 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116640906A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-08-25 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种基于5g技术的钢包底吹二氧化碳冶炼方法及系统 |
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2022
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116640906A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-08-25 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种基于5g技术的钢包底吹二氧化碳冶炼方法及系统 |
| CN116640906B (zh) * | 2023-07-27 | 2023-10-20 | 江苏永钢集团有限公司 | 一种基于5g技术的钢包底吹二氧化碳冶炼方法及系统 |
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