基于因果关系的CBR模型用于转炉炼钢静态控制

转炉炼钢静态控制是动态控制的基础,准确的静态控制对于改善动态控制质量、提高终点命中率具有重要意义.采用案例推理方法建立了转炉炼钢静态控制模型,计算了吹氧量和冷却剂加入量;并将因果关系分析用于案例属性的确定,增强了属性选择的有效性,降低了模型计算的复杂度.对一座150t转炉的实际生产数据进行仿真,结果表明,因果关系分析能够有效地确定案例属性,基于案例推理的转炉炼钢静态控制模型是切实可行的.     

应用COMI炼钢工艺进行转炉全铁水冶炼基础研究

基于二氧化碳与氧气混合喷吹(简称COMI)炼钢工艺热力学理论计算及实验研究,建立了转炉全铁水COMI炼钢工艺物料与能量模型.研究发现:应用COMI炼钢工艺进行转炉全铁水冶炼工艺研究不仅能解决转炉全铁水常规冶炼过程中存在的大渣量及大喷溅问题,而且在提高转炉煤气热值,降低转炉吨钢氧耗及石灰消耗、调节矿石加入量方面有显著效果.     

数学模型在转炉中的研究与应用

转炉炼钢静态控制是转炉计算机的基本控制方式,副枪动态控制以静态控制为基础。针对转炉炼钢过程中复杂因素的影响,通过数学方法研究开发出一套转炉炼钢数学模型。静态模型包括终点控制模型、供氧模型、造渣模型、底吹模型;动态模型包括脱碳速度模型、钢水升温模型和冷却剂加入量模型。     

转炉炼钢智能控制系统

采用神经网络作为转炉炼钢的预报模型和控制模型,并将终点温度和终点碳含量作为控制目标值,计算氧气补吹量和冷却剂的补入量,从而实现转炉炼钢的终点控制.仿真结果表明,终点温度和终点碳含量仿真结果很理想,控制策略很有效.     

唐山钢厂首次试验五吨底吹氧气转炉

近年来,在国外底吹氧气转炉有所发展,它是炼钢工业技术发展的新动向之一。据了解,国外采用底吹氧气转炉炼钢与顶吹氧气转炉比较,在钢的质量相同的条件下,还具有多用废钢百分之二十、金属收得率高、烟尘少等优点。尤其值得注意的是:采用底吹氧气转炉对于现有的平炉、底吹空气转炉和侧吹转炉的技术改造有着现实意义。底吹氧气转炉的厂房不象顶吹氧气转炉那样高,利用原有的平炉或底吹空气转炉的厂房、吊车等,很容易改为底吹氧气转炉,大大地节约了投资。     

基于粗糙集的转炉炼钢知识发现模型

针对转炉炼钢知识发现的特点,采用粗糙集理论进行分析,应用数据清洗、标准化及离散等方式对转炉炼钢生产数据进行预处理,以炼钢生产的主要影响因素作为知识发现的条件属性,以转炉冶炼终点控制目标作为知识发现的决策属性,建立了基于粗糙集方法的转炉炼钢知识发现模型,实现转炉炼钢生产知识的自动发现、获取和规则提取。以转炉冶炼终点钢水温度的变化规律做为知识发现的决策属性,采用210 t转炉炼钢实际生产数据进行模型的应用测试,结果表明提取出的铁水硅含量、铁矿石质量、氧气消耗量等影响因素对转炉冶炼钢水终点温度存在重要影响,且模型提取出的转炉炼钢终点钢水温度知识规则与现行转炉炼钢现场的变化规律一致,证明基于粗糙集方法的转炉炼钢知识发现模型的有效性。     

转炉炼钢动态过程预设定模型的混合建模与预报

准确预报转炉炼钢动态过程的补吹氧气用量和冷却剂添加量,对于提高终点命中率具有重要意义·采用机理模型及基于数据的自适应神经模糊推理系统混合建模方法建立了转炉炼钢动态过程预设定模型·用减法聚类,最小二乘法及梯度下降法辨识了T S模型并用该模型对机理模型进行补偿建模·对一座180t转炉的实测数据进行了仿真,仿真结果表明该方法是切实可行并有效的·     

“短命炉”为什么变成了“长寿炉”?

炉令是衡量转炉炼钢生产水平的综合性指标。“向炉令要钢”,这就是说,转炉炼钢要高产、优质、低消耗,就必须做到炉令高。今年年初,我国工人阶级首创的氧气侧吹转炉炼钢法的炉令,连续创造了1043、1077和1257炉的新成绩,超过了国外首先投入生产的氧气底吹转炉的炉令的最高记录和氧气顶吹转炉炉令的最好水平,为我国氧气侧吹转炉炼钢法谱     

基于膜算法进化极限学习机的氧气转炉炼钢终点预报模型

氧气转炉炼钢的控制目标是终点温度和碳含量,但由于不能对其进行在线连续测量,直接影响了出钢的质量.针对该问题,提出一种基于膜算法进化极限学习机(ELM)的抗干扰终点预报模型.利用进化膜算法的全局寻优能力调整ELM网络参数,不仅避免了ELM网络受异常点影响出现过拟合现象,还可以寻找最优复杂度的ELM模型.将找到的ELM模型应用到转炉炼钢领域并建立终点碳含量和温度的预报模型.在仿真实验中,分别使用含有高斯噪声的标准sin C函数和氧气转炉炼钢实际生产数据进行仿真,结果表明所提模型在含噪声的数据中具有较好的预报精度和鲁棒性.     

兑铁水条件下UHP电弧炉脱碳数学模型

以脱碳反应动力学规律及质量平衡为基础导出了电炉兑铁水条件下熔池脱碳速度与相应工艺参数之间关系的数学模型.与某钢厂100 t UHP电弧炉实际冶炼结果对比表明,该模型可以比较准确地预测熔池含碳量的变化和控制冶炼终点碳含量.研究表明,在高碳范围内脱碳速度与供氧流量成正比;在中碳范围内,其脱碳速度与熔池碳含量的平方根成正比;在低碳范围内脱碳速度与熔池碳含量成正比.用最小经济吹氧量曲线,即根据钢水碳含量降低相应递减吹氧量的吹氧方式,可以获得最佳的冶炼效果.     

超低碳铝镇静钢冶炼过程氮含量的控制

针对企业冶炼超低碳铝镇静钢过程中增氮量高、波动大及控制不稳定的问题,采用工艺数据统计和现场取样的手段,系统梳理了冶炼过程钢液脱氮和增氮的主要环节和影响因素.转炉脱碳期和真空处理是脱氮的主要环节,碳氧期的总脱碳量高则终点氮含量低;转炉底吹N2/Ar切换点在吹炼70%以前对终点氮含量影响不大;VD在无氧条件下脱氮有利,RH则在有氧条件下脱氮有利.控制钢中溶解氧>200×10-6则出钢过程增氮可控制在5×10-6以下;炉料的氮带入是真空精炼环节增氮的重要因素,最高达11×10-6;采用密封垫+吹Ar的保护方式,增氮量最低为1×10-6.     

RH脱碳过程中极低氧钢水的碳氧反应机理

BOF+LF+RH+CC工艺路线生产IF钢,在RH脱碳前,钢水经脱氧和LF精炼后,钢中自由氧达到极低水平.根据表观脱碳速率常数的不同,这种极低氧钢水的RH脱碳可以划分为四个阶段.与传统三个阶段的RH脱碳不同的是在低速脱碳阶段和快速脱碳阶段存在一个脱碳速率介于两者之间的过渡阶段.在正规溶液模型的基础上,建立了能够准确预报钢液氧含量及顶渣FeO含量的RH脱碳模型.结果表明:在RH吹氧前,极低氧含量的钢液与顶渣之间基本不传氧;吹氧之后,钢液氧含量呈线性增加,当钢液氧势大于顶渣氧势后,钢液向顶渣传氧,渣中FeO含量上升;RH处理结束FeO含量较处理初始有所回升,但是仍处于极低水平,能够有效降低顶渣对钢液的二次氧化.     

Coordinated control of carbon and oxygen for ultra-low-carbon interstitial-free steel in a smelting process

Low residual-free-oxygen before final de-oxidation was beneficial to improving the cleanness of ultra-low-carbon steel. For ul-tra-low-carbon steel production, the coordinated control of carbon and oxygen is a precondition for achieving low residual oxygen during the Ruhrstahl Heraeus (RH) decarburization process. In this work, we studied the coordinated control of carbon and oxygen for ultra-low-carbon steel during the basic oxygen furnace (BOF) endpoint and RH process using data statistics, multiple linear regressions, and thermodynamics computations. The results showed that the aluminum yield decreased linearly with increasing residual oxygen in liquid steel. When the mass ratio of free oxygen and carbon ([O]/[C]) in liquid steel before RH decarburization was maintained between 1.5 and 2.0 and the carbon range was from 0.030wt%to 0.040wt%, the residual oxygen after RH natural decarburization was low and easily controlled. To satisfy the re-quirement for RH decarburization, the carbon and free oxygen at the BOF endpoint should be controlled to be between 297 × 10?6 and 400 × 10?6 and between 574 × 10?6 and 775 × 10?6, respectively, with a temperature of 1695 to 1715°C and a furnace campaign of 1000 to 5000 heats.     

A process model for BOF process based on bath mixing degree

The process model for BOF process can be applied to predict the liquid steel composition and bath temperature during the whole steelmaking process. On the basis of the traditional three-stage decarburization theory, the concept of mixing degree was put forward, which was used to indicate the effect of oxygen jet on decarburization. Furthermore, a more practical process model for BOF steelmaking was developed by analyzing the effect of silicon, manganese, oxygen injection rate, oxygen lance height, and bath temperature on decarburization. Process verification and end-point verification for the process model have been carried out, and the verification results show that the prediction accuracy of carbon content reaches 82.6% (the range of carbon content at the end-point is less than 0.1wt%) and 85.7% (the range of carbon content at end-point is 0.1wt%–0.7wt%) when the absolute error is less than 0.02wt% and 0.05wt%, respectively.     

转炉吹炼后期动态终点控制

建立了转炉吹炼后期的系统状态模型,讨论了在正常吹炼条件下系统吹炼后期的动态行为与状态的可达性等问题。并在此基础上,提出了两种实用的动态终点控制方案,后期初始点调整与终点调整。     

RH-KTB顶吹氧吸收及脱碳过程的水模型

为深入了解RH-KTB真空精炼过程的传质现象,建立了与原型1∶5.5的水模型,并利用NaOH-CO2溶液体系考察了不同工艺参数对RH-KTB顶吹氧吸收及脱碳和脱气过程的影响.实验结果表明,增大提升气量和顶吹气量,以及降低顶枪高度均有利于顶吹氧吸收过程的进行;增大提升气量有利于脱碳过程的进行;对于顶吹氧的吸收过程,真空室内液面高度存在一个最佳值;当采取顶枪吹氧操作时,应达到最佳真空度以实现顶吹氧的快速吸收;当关闭顶枪吹氧时,应尽可能提高真空度以加速脱碳.     

侧底复吹RH真空精炼脱碳过程研究

基于RH内流场,结合冶金反应热力学及动力学,通过建立数学模型研究了侧底复吹RH真空脱碳过程.数值结果表明计算结果与试验结果符合良好.在总吹气量相同条件下,侧底复吹RH前20 min的脱碳速率高于传统RH的脱碳速率.对于传统RH脱碳,前3 s以熔池内CO本体脱碳为主,3~1 000 s以氩气泡表面脱碳为主;对于侧底复吹RH脱碳,前1 000s以氩气泡表面脱碳为主,并且氩气泡表面脱碳速率约为熔池内CO本体脱碳速率的两倍;提高RH处理后期的脱碳速率可提高超低碳钢生产效率.     

基于一类GA-RBF神经网络的转炉炼钢静态模型控制

讨论了具有非线性、大时滞、不确定特性的工况复杂的转炉炼钢过程建模与控制问题.针对传统的控制方法控制效果差、精度不高,难以达到期望结果的问题,结合RBF神经网络的特点,提出用基于混合编码方式的混合遗传算法训练的RBF神经网络,同时优化网络的结构和参数,并利用RBF神经网络建立转炉炼钢静态模型.仿真结果表明,该模型具有在线调整和学习的功能,比传统模型具有更好的计算精度和适应能力,为提高转炉冶炼过程的控制精度给出了一个有效的方法.