一种在线控制LF精炼过程钢水温度的系统及方法

摘要

一种在线控制LF精炼过程钢水温度的系统及方法，属于冶金过程的生产与控制技术领域，系统：包括信息采集模块、加热判断模块、电极加热升温模块、钢包包衬散热模块、添加合金判断模块、合金热效应模块、添加渣料判断模块、渣料热效应模块、氩气吹开渣层判断模块、钢水辐射散热模块、氩气吸热模块、渣层散热模块、温度计算模块、温度校正判断模块、温度校正模块、温度预报模块、温度控制模块。方法：在线控制LF精炼过程钢水温度是通过计算LF精炼过程的加热升温和散热降温过程所引起的钢水温度变化量后，获得钢水的实时温度，并通过调节加热时间控制加热过程，使钢水的实时温度达到钢水的目标温度，且控制在LF精炼现场允许的控制精度范围内。

主权项

一种在线控制LF精炼过程钢水温度的系统，其特征在于：包括：信息采集模块(1)：用来采集LF精炼过程中对应钢种、炉号、钢水重量、渣层厚度、渣层表面积、现场合金的添加量、合金的入炉温度、现场渣料的添加量、渣料的入炉温度、临界氩量、实时底吹氩量、电极的电流值、电极的电压值、电极加热档位、电极加热效率、精炼起始时间、精炼时间、环境温度、吹入氩气的初始温度、吹开渣层钢水裸露面积、根据现场工艺要求设定的加热时间、钢水目标温度、钢水初始温度及现场测得的钢水温度；加热判断模块(2)：根据信息采集模块(1)采集到的电极的电流值，判断钢水是否正在加热，若电极的电流大于0时，则钢水正在加热，此时传递指令给电极加热升温模块(3)，若电极的电流为0则钢水不在加热，此时传递指令给温度计算模块(13)；电极加热升温模块(3)：根据信息采集模块(1)采集到的钢水重量、钢水初始温度、根据现场工艺要求设定的加热时间和电极加热效率，计算电极的各加热档位加热到钢水目标温度所需要的时间，将加热到钢水目标温度所需时间小于根据现场工艺要求设定的加热时间的各档位进行排序，控制电极调整到该排序中最高的加热档位进行加热，并计算现场电极加热过程引起的钢水温度的变化量；钢包包衬散热模块(4)：根据信息采集模块(1)采集到的精炼时间，计算钢包包衬散热引起的钢水温度的变化量，并将该变化量传至温度计算模块(13)；添加合金判断模块(5)：根据信息采集模块(1)采集到的合金的添加量信息，判断该时刻现场是否向钢水中添加了合金，是，则传递指令给合金热效应模块(6)，否，则传递指令给温度计算模块(13)；合金热效应模块(6)：根据信息采集模块(1)采集到的合金入炉温度、合金添加量、钢水初始温度及钢水重量，计算添加的合金的热效应引起的钢水温度的变化量，并将该变化量传至温度计算模块(13)；添加渣料判断模块(7)：根据信息采集模块(1)采集到的渣料添加量信息，判断该时刻现场是否向钢水中添加了渣料，是，则传递指令给渣料热效应模块(8)，否，则传递指令给温度计算模块(13)；渣料热效应模块(8)：根据信息采集模块(1)采集到的渣料入炉温度、渣料添加量、钢水温度及钢水的重量，计算添加的渣料的热效应引起的钢水温度的变化量，并将该变化量传至温度计算模块(13)；氩气吹开渣层判断模块(9)：根据信息采集模块(1)采集到的临界氩量与实时底吹氩量，判断底吹氩气是否吹开了渣层，若实时底吹氩量大于临界氩量，表示底吹氩气吹开渣层，则传递指令给钢水辐射散热模块(10)，若实时底吹氩量小于临界氩量，表示底吹氩气未吹开渣层，系统传递指令给氩气吸热模块(11)；钢水辐射散热模块(10)，根据信息采集模块(1)采集到的环境温度、吹开渣层钢水裸露面积、钢水重量及现场测得的钢水温度，计算底吹氩气吹开渣层时裸露钢水的辐射散热引起的钢水温度的变化量，并将该变化量传至温度计算模块(13)；氩气吸热模块(11)，根据信息采集模块(1)采集到的吹入氩气的初始温度、实时底吹氩量、钢水重量及现场测得的钢水温度，计算钢水底吹氩气未吹开渣层时氩气吸热引起的钢水温度的变化量，并将该变化量传至温度计算模块(13)；渣层散热模块(12)，根据信息采集模块(1)采集到的渣层表面积、钢水重量及现场测得的钢水温度，计算渣层表面散热引起的钢水温度的变化量，并将该变化量传至温度计算模块(13)；温度计算模块(13)：根据电极加热升温模块(3)计算出的现场电极加热过程引起的钢水温度的变化量、钢包包衬散热模块(4)计算出的钢包包衬散热引起的钢水温度的变化量、合金热效应模块(6)计算出的添加合金的热效应引起的钢水温度的变化量、渣料热效应模块(8)计算出的添加渣料的热效应引起的钢水温度的变化量、钢水辐射散热模块(10)计算出的底吹氩气吹开渣层时裸露钢水的辐射散热引起的钢水温度的变化量、氩气吸热模块(11)计算出的钢水底吹氩气未吹开渣层时氩气吸热引起的钢水温度的变化量和渣层散热模块(12)计算出的渣层表面散热引起的钢水温度的变化量，计算出LF精炼过程中钢水的实时温度，并将该实时温度分别传递给温度校正判断模块(14)和温度预报模块(16)；温度校正判断模块(14)：设定温度校正规则，计算该时刻现场测得的钢水温度值与温度计算模块(13)得到的钢水实时温度值之间的温度差值，根据校正规则和该温度差值判断是否需要对温度计算模块(13)计算得到的钢水实时温度进行校正，是，则将现场测得的钢水温度值传至温度校正模块(15)，否，则将温度计算模块(13)得到的钢水实时温度值传至温度预报模块(16)；温度校正模块(15)：对钢水实时温度进行校正，并将校正后的钢水实时温度值传至温度预报模块(16)；温度预报模块(16)：预报LF精炼过程钢水的实时温度，并将该实时温度值传至温度控制模块(17)；温度控制模块(17)：根据信息采集模块(1)采集到的LF精炼过程钢水目标温度、此时刻的加热档位及温度预报模块(16)预报的LF精炼过程钢水的实时温度值，重新计算加热时间，继续调整电极加热升温模块(3)的加热过程。