基于专家内模的氩氧精炼低碳铬铁的碳含量终点控制系统

为了实现低碳铬铁冶炼时间的必要缩短,分别建立氩氧精炼低碳铬铁过程中碳含量降低速率与温度变化速率与氧气供给速度之间的机理模型方程,且根据不同碳含量阶段的供氧速率构造专家控制系统,实现内模控制器滤波器时间常数的自调节,建立了基于专家内模的氩氧精炼低碳铬铁的碳含量终点控制系统。仿真结果表明:该系统能够在实现内模控制稳态无误差的基础上,进一步提高系统的动态响应,有效缩短了整个氩氧精炼铬铁合金的冶炼时间。在内模控制的基础上结合使用专家控制的方法对解决输出和扰动均不可测一类工业对象的控制问题具有一定借鉴作用。     

基于案例推理的电弧炉终点预报

在电弧炉(EAF)冶炼生产过程中,出钢温度、碳含量和磷含量等终点参数直接关系到后续生产工艺,甚至影响产品质量.基于增量预报模型的思想,提出采用案例推理方法进行电弧炉炼钢的终点预报,该方法由于建立在已有的炼钢案例基础上,具有方法简单、不需要复杂数学推理的优点,并具有较强的鲁棒性.考虑到电弧炉炼钢影响因素较多、具有较强的非线性,采用支持向量机对案例推理的结果进行增量补偿修整.实践证明,经补偿后的案例推理方法预报精度较高,预报结果接近实际值,该方法是切实可行并有效的,可以用于电弧炉炼钢终点钢水温度、碳含量和磷含量的预报.     

基于烟气成分分析的电弧炉炼钢脱碳模型

为了连续地预测电弧炉熔池中碳含量,实现对冶炼终点碳含量的控制,以红外烟气分析技术和物质质量守恒计算为基础,结合入炉总碳量和供氧量等生产数据,建立了电弧炉炼钢脱碳数学模型.对莱芜钢铁股份有限公司特殊钢厂50tUHP电弧炉实际冶炼数据的模拟计算表明,该模型能实现对熔池碳含量的连续预测和终点控制.模拟计算结果还表明,电弧炉冶炼过程中,脱碳速度主要受供氧流量的影响,最大可达0.12%～0.16%min-1.该模型用于电弧炉供氧优化后,氧气消耗明显降低.     

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.     

超低碳钢BOF渣成分对终点[ C ]含量影响

采用共存理论、动力学分析和实验验证的方法,研究转炉冶炼超低碳钢吹炼末期炉渣成分对终点[ C]含量的影响规律,建立1853~1973 K时终点[ C]与炉渣成分和温度的回归模型. 结果表明:FeO活度受温度影响较小,主要受炉渣成分的影响;脱碳动力学条件主要受炉渣成分和温度的影响. 炉渣碱度增加,终点[ C]含量升高;渣中FeO含量增加,终点[ C]含量迅速降低,渣中FeO质量分数应控制在12. 0% ~18. 0%之间;渣中MgO质量分数在7. 0% ~13. 0%范围内逐渐增加,钢液中[ C]质量分数增加值不足0. 01%;随着温度的增加,钢液中[ C]含量降低. 回归模型对冶炼超低碳钢的转炉终点[ C]含量的预判平均误差率为± 15. 25%,[ C]含量误差在± 0. 01%以内的炉次占69. 19%.     

采用石油液化气进行钢液脱氧

在实验室利用石油液化气对钢中氧进行去除。研究结果表明：利用石油液化气对钢液脱氧是可行的,配合 VD 真空冶炼,可用于生产高碳、高质量洁净钢。钢液脱氧时,通入氩气和液化气两者的混合气体的脱氧效果优于单纯通入单一气体,钢中氧含量下降更明显,碳含量增加幅度更低。混合气体对钢液脱氧操作8 min 后,钢中脱氧减慢,氧含量下降不明显。钢液脱氧的起始阶段,钢中碳含量增加较为缓慢,当钢中氧含量降低到一定水平后,钢中碳含量迅速增加。通入氩气,加强了钢液搅拌,在一定程度上抑制钢中氢含量的增加速度,促进了钢中氢的去除。     

AOD炉冶炼18-8型不锈钢吹炼工艺参数的讨论

本文利用热力学原理及数理统计方法中的回归分析法,以AOD炉冶炼18—8型不锈钢工艺为例,讨论AOD炉冶炼过程耗氧量计算,进一步讨论吹炼过程(Ar/O_2)修的确定。 作为冶炼不锈钢钢种为主的AOD炉,问世已近十年,冶炼工艺较为完善。日本曾估计,1978年全世界不锈钢总产量的百分之七十五将由AOD炉生产。但是,目前手动操作AOD炉冶炼过程还是需要两三个阶段,弱点是氩气耗量大,冶炼工艺不稳定。理想的操作方法,应根据炉内钢液中碳含量的降低过程,连续改变氩氧混合气体的比例,采用自动控制操作。为此目的曾根据热力学原理导出氩氧比值随碳变化关系式:     

RH精炼脱碳与夹杂物控制

为了提高RH精炼处理效率及钢水的洁净度,鞍钢股份有限公司炼钢总厂针对RH精炼装置脱碳、氧含量和夹杂物控制等相关工艺进行了研究和改进.通过控制转炉粗钢液中的碳氧含量、快速提高RH真空度、增加提升钢液的驱动气体氩气流量、吹氧强制脱碳、延长真空脱碳时间、增大插入管管径以及改善插入管形状维护等措施,保证了RH精炼的脱碳效果.通过控制钢包及浇注过程增碳,保证了成品碳稳定控制在20×10-6以下;同时优化了RH精炼升温工艺,并开发硅脱氧、镁脱氧及中间包改质工艺,显著降低了钢坯的全氧含量,降低了冷轧夹杂比率,从而确定了合理的RH冶炼超低碳钢工艺参数及RH精炼搬出后超低碳钢增碳的控制工艺.     

转炉铁水预处理脱磷实验研究

首钢京唐公司采用转炉铁水预处理脱磷工艺作为洁净钢生产平台,通过前期58炉冶炼实验,摸索出一套适和京唐公司生产实际的操作工艺,并在造渣制度、吹炼模式、温度控制等方面取得了重大突破,实现了稳定、高效生产低磷钢、超低磷钢的目标.脱磷炉终点磷的质量分数平均为0.017%,碳的质量分数为3.69%,脱磷炉终点平均温度为1350℃,并有10炉钢的脱磷炉终点磷的质量分数小于0.015%,最低为0.008%,达到了生产超低磷钢的预脱磷要求.对实验中影响脱磷效果的因素,如铁水硅含量,脱磷炉终点温度、终点碳含量、终渣碱度和氧化性等,进行了深入研究.分析表明当铁水硅的质量分数小于0.45%时,可以达到比较好的脱磷效果;脱磷炉的脱磷效果随终点温度的升高而逐渐变差,但为保证脱碳炉有足够的热量,脱磷炉终点温度控制范围为1350～1380℃;脱磷炉合理的碳含量范围应该在3.3%～3.8%之间;碱度控制在1.8～2.2即可满足脱磷炉的脱磷效果;通过增加矿石加入量,保持较高枪位可以提高冶炼过程渣中(FeO)含量,提高脱磷炉的脱磷效率.     

从炉身喷吹预热气体时氧气高炉内冶炼过程的数学模型

建立了氧气高炉从炉身喷吹预热气体时，高炉冶炼过程的一维数学模型，该模型描述了高炉炉型的变化，炉内１３个化学反应，炉墙的热损失，气－固相间的热效换及压力损失，讨论了氧气高炉冶炼的特点。模拟结果表明：随着喷吹预热气体流量增加及温度的升高，炉身上部炉料的温度升高；喷吹预热气体成分的变化，对炉身上部炉料的加热作用不大。     

抗饱和内模控制的氩氧精炼铬铁合金碳含量控制系统

针对氩氧精炼铬铁合金过程,建立了一种基于抗饱和内模控制的氩氧精炼铬铁合金碳含量控制系统,且依据实际生产数据,构造了供氧速率饱和约束专家系统。通过对受到控制器饱和的内模控制器进行饱和补偿,弥补了系统控制量超出实际工艺水平的缺陷,在保证整个过程中冶炼温度不会超出限制的前提下,发挥出内模控制稳态无误差的特点,准确达到冶炼过程的预期目标。     

钢铁冶炼中的DCS波动温度稳定控制技术研究

钢铁冶炼中的温度是一个时变性、非线性的控制对象,很难对其构建准确的模型,采用数学模型技术在很大程度上无法得到准确的控制结果。为此,提出一种新的钢铁冶炼中的DCS波动温度稳定控制技术,给出钢铁冶炼炉DCS控制系统结构,介绍了钢铁冶炼中的DCS波动温度稳定控制原理,在PC机设定炉内最高温度后,下位机依据设定温度值令温度上升,通过模糊上升原理进行升温控制,达到设定温度值后,执行单神经元PID控制。将炉内温度偏差作为输入,将热电偶温度作为输出,通过单神经元PID技术进行DCS波动温度稳定控制。实验结果表明,所提方法稳定性和控制精度高。     

45t电炉终点碳控制技术研究与应用

对45 t电炉终点碳控制技术进行研究,优化了冶炼工艺及用氧制度,改进了泡沫渣工艺.电炉氧化末期钢水碳的合格率得到较大提高,减少了脱氧材料加入量,在一定程度上降低了LF座包钢水中的氧含量.通过优化泡沫渣工艺,电炉炉盖结冷钢现象已基本杜绝,炉子水冷件漏水现象大幅度减少,缩短了热停时间.     

LF钢包精炼过程中的脱氧

研究了钢包精炼过程中钢水流动现象及吹氩对钢液中固脱氧产物去除行为的影响和不同脱氧条件下吹氩过程对钢中溶解氧的去除规律,指出合理的吹氩制度对钢液中固相脱氧产物的去除至关重要。当钢液不用铝脱氧时,吹氩过程对钢液中溶解氧的去除具有十分重要的意义。     

垃圾焚烧炉炉膛温度的多变量内模控制

垃圾焚烧炉的运行过程受到众多因素的影响,焚烧过程的不稳定将导致产生大量新的有害物质,为了确保垃圾的清洁燃烧需要将整个炉膛的温度控制在一定范围之内。该文针对循环流化床垃圾焚烧炉,取炉膛上部和下部两个温度变量作为被控量,采用多变量内模控制的策略,实现了输出变量之间的解耦,保证了全炉膛温度的稳定。文中给出了控制器的设计过程,并分析了控制器稳定的条件。对所设计的多变量内模控制器进行了仿真验证,仿真结果表明所采用的控制策略是有效的。     

RH处理超低碳铝镇静钢的总氧预测模型及应用

根据300t钢包RH真空处理超低碳铝镇静钢的实验数据,建立了RH处理过程钢中总氧含量的预测模型,得到了钢中氧含量的预测公式.模型综合考虑了处理时间、真空室吹氩流量、钢水环流量、浸渍管直径和钢包渣中(FeO+MnO)含量等因素对总氧含量的影响,并对改进RH处理工艺进行了讨论.模型分析表明,促进夹杂物上浮的手段有增大吹氩流量、增加浸渍管直径,但都有一个合适的范围.     

基于遗传算法的电炉载能值综合优化

引入载能体的方法,统筹电炉炉料结构、电炉供氧、配碳和供电等多种因素,建立了电炉载能值综合优化模型.模型约束复杂,采用线性规划难以求解,本文采用遗传算法进行求解.对BH1H、BHDDQ和SUS304钢种进行能值计算.结果表明:在保证电炉出钢钢水化学成分、温度和渣的碱度等指标符合要求的前提下,每炉钢水能值分别降低了22.8%、21.4%和23.6%.     

基于机理模型的加热炉在线炉温模糊决策

以加热炉动态过程全炉钢坯温度跟踪计算机理模型获得控制输入信息,将模糊控制方法应用于炉温的动态控制,构造了带有前馈修正的模糊控制器.该模糊控制器不仅把本段控制点的输出偏差和偏差变化率作为模糊决策的依据,并且将前段控制点的偏差也作为控制器的前馈输入,使炉温决策具有超前功能.利用计算机仿真,模拟了炉子产量波动和非计划待轧时模糊决策系统的执行结果,表明该控制方法适应炉内动态特性,具有良好的控制品质.     

高炉过共晶铁水的热分析定硅

应用热响应时间短的2型热分析样杯,使过共晶铁水按灰口凝固。通过准确测得共晶反应的最低、最高和结束温度等特征点,来预报其含硅量,预报精度满足实际生产中控制炉外喷粉增硅的精度要求。     

钛渣电弧炉中的多物理场和还原反应模型

针对电弧炉操作参数的选取与控制，建立了一个物料、钛渣、铁水三相传输与反应过程的三维多物理场模型.基于有限体积法，求解模型方程，结果表明:焦耳热、温度场和电压压降都主要集中在熔池表面接近电极的区域，表现出多物理场的强耦合性和不均匀性；熔池沿横向的扩张随着时间的推移而明显减缓，直至稳定在炉壁附近，形成挂渣层；料层内钛精矿和焦炭的质量分数影响还原反应发生的位置，使之不断向炉膛入料口移动；电炉入料量与反应速率拥有相似的变化趋势，当炉况趋于稳定时，钛渣生成速率为2.4kg·s^-1，铁水生成速率为1.5kg·s^-1，主料口、副料口和炉心料口的质量流量之比为20∶22∶9.