专利名称：一种rh轻处理模式的控制方法
技术领域：
本发明属于RH精炼工艺自动控制技术领域，特别是提供了一种RH轻处理模式的控制方法。
背景技术：
RH精炼工艺是依靠真空室和大气间的压差，将钢包中的钢水提升到真空室，并通过吹氩造成钢水连续地循环处理的一种冶金方法。由于RH生产的操作模式相对比较规范化，钢水温度检测、预报和控制自动化水平较高，在保证终点钢水温度和成分的基础上，便于实现精炼自动控制。RH精炼工艺根据钢种要求不同，可分为轻处理模式、普通处理模式、脱碳处理模式和脱气处理模式。轻处理模式是在一定真空度下对钢水进行碳氧反应，钢水成分、温度、时 间调整的真空处理。碳氧反应结束后，加铝脱氧，这样可降低脱氧剂和铁合金消耗，提高综合经济效益。由于轻处理模式工艺相对比较灵活，碳氧反应可以降低脱氧剂和合金的消耗，而不脱碳又可提高钢水温度，减少吹氧。另外，钢水初始阶段，钢包热状态、真空槽带入冷钢难以量化，影响后续钢水温度的控制。一种RH轻处理模式的控制方法，主要是在准确预报钢水温度的基础上，实现真空脱碳、顶枪吹氧、废钢、铝粒的自动控制，规范化生产。济南济钢设计院开发应用高效RH新工艺，针对脱气、轻处理、自然脱碳、强制脱碳处理模式进行工艺改进，提高生产效率。RH四种处理模式中轻处理模式相对比较灵活的特点，初调阶段判断是否预调铝粒、是否脱碳的判断比较模糊。另外，冶炼过程中存在大量不确定因素(如真空室和钢包粘冷钢、钢包初始热状态等对温度的影响等)，模型自我调整能力差，进而限制了模型精度的提高。为了实现精炼的自动控制，本发明进行了初始条件的判断和量化。根据钢水初始数据，判断初调阶段是否吹氧、是否预调铝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种RH轻处理模式的控制方法，采用二级控制软件(软件生产线上已有)，将轻处理模式初调阶段的加料制度和吹氧制度模式化，通过二级控制软件与一级基础自动化控制系统数据通讯，实现轻处理模式初调阶段吹氧、废钢和铝粒的自动控制。轻处理模式初调阶段，也就是真空开始后，由于真空槽冷钢量、初始钢包热状态信息难以量化，影响了初始钢水温度、初始氧活度，进而难以实现自动化精炼。本发明针对轻处理模式初调阶段，基于初始温度和目标温度要求，制定温度控制方案；基于初始碳含量和目标碳含量要求，制定脱碳控制方案；基于脱碳结束钢水氧活度不能过高的要求，制定预调铝粒控制方案。本发明包括轻处理模式初调阶段吹氧自动控制，铝粒的自动控制，废钢的自动控制三部分内容。所述吹氧自动控制如下步骤一根据轻处理模式钢水的操作要点，对吹氧升温和吹氧脱碳控制制度进行规范化。真空开始后，根据初始条件和目标要求，计算吹氧升温还是吹氧强制脱碳。I、计算吹氧强制脱碳计算脱碳结束剩余氧活度；如果计算脱碳结束剩余氧活度<设定值200ppm,计算脱碳吹氧加入量；按照脱碳结束后估算的剩余氧活度计算预计真空结束目标温度；
如果(预计真空结束温度-目标温度)<设定值0°C，计算升温吹氧加入量；铝粒加入量=升温吹氧消耗的铝粒；2、计算吹氧升温计算脱碳结束剩余氧活度；如果计算脱碳结束剩余氧活度 >设定值400ppm，计算预调铝粒加入量；按照脱碳结束后估算的剩余氧活度计算预计真空结束目标温度；如果(预计真空结束温度-目标温度)<设定值0°C，计算升温吹氧加入量；铝粒加入量=升温吹氧消耗的铝粒+预调铝粒；步骤二 二级控制软件下发吹氧开始信号后，一级基础自动化控制系统按照二级控制软件发送参数执行氧枪控制程序。所述轻处理模式钢水的操作要点如下钢水进站测温、定氧，真空循环3min后取样，定氧测温，根据定氧结果进行预调铝操作；真空时间在20-30min范围，需要脱碳8-lOmin ;吹氧升温在脱碳阶段进行；脱碳结 束后根据定氧结果调铝，根据化验结果调合金，真空度要求为脱碳阶段使用B3泵，脱碳结束后使用BI泵；脱碳结束后定氧、测温、取钢样；调合金3min后取钢样，定氧，测温；破真空后定氧，测温，取样。所述铝粒自动控制如下步骤一根据轻处理模式钢水的操作要点，对预调铝粒控制制度进行规范化。真空开始后，二级控制软件根据脱碳要求以及热平衡、物料平衡原理，计算铝粒加入量；I、预调铝粒控制计算脱碳结束剩余氧活度；如果计算脱碳结束剩余氧活度 >设定值400ppm,计算预调招粒；2、升温预调铝粒控制如果计算出需要吹氧升温，计算升温铝粒；步骤二 二级控制软件下发加铝粒信号后，一级基础自动化控制系统按照二级控制软件发送参数执行加料控制程序。所述废钢自动控制如下步骤一根据轻处理模式钢水的操作要点，对初调阶段废钢控制制度进行规范化。真空开始后，二级控制软件根据热平衡原理，计算废钢加入量。
I、如果计算废钢加入量彡设定值IOOOkg (为终调预留温降5-10°C的范围)，由二级控制软件将废钢设定值下发给一级基础自动化控制系统自动执行，按照(计算废钢加入量-1000kg)下发；2、如果(废钢设定值-1000kg)在500_3000kg之间，立即下发；所述二级控制软件，是基于RH轻处理模式的能量守恒、冶金机理，计算初调阶段吹氧、废钢、铝粒的过程控制系统。步骤二 二级控制软件下发加废钢信号后，一级基础自动化控制系统按照二级控制软件发送参数执行加料控制程序。备注3000kg的设计是基于料仓承载能力和计算偏差的范围内。IOOOkg的设计是基于初调阶段钢水初始温降速率波动较大设计的参数。本发明具有操作规范、准确控制、自动化水平高的特点，便于实现RH轻处理模式自动化控制。
图I为本发明轻处理模式初调阶段控制过程流程图。
具体实施例方式在本发明的控制方法中，将影响钢水初调阶段预调铝的因素分为两类，一类是预报脱碳结束时钢水[O]大于400ppm;—类是预报真空结束温度低于目标温度，加铝升温。另外，当预报真空结束温度高于目标温度时，由于初始钢包热状态等不确定因素难以量化钢水温降速率，所以轻处理初调阶段不能一次调废钢降温。下面针对本发明的具体实施方式
进行详细的说明。(一 )冶炼炉次121B03523真空初始温度1612°C ;初始[C]含量0.051%，初始[O]含量335ppm,目标[C]含量0. 03% ；真空结束目标温度1592°C ;钢水重量295吨；按如下步骤进行Stepl :采集分析初始钢水信息；St印2 :根据冶金原理和初始钢水[C]含量，计算脱碳终点[O]含量；脱碳终点[O]含量< 200ppm,计算强制脱碳吹氧量78标立；根据热平衡理论，计算真空结束钢水温度，计算升温吹氧24标立；预调铝粒为Okg (升温吹氧对应的铝粒小于设定值30kg，不下发)；Step3:操作员确认数据后，二级控制软件设定值下发给一级基础自动化控制系统，自动执行；Step4 :一级基础自动化控制系统根据二级控制软件发送的参数自动执行冶炼过程，结果如下强制脱碳氧枪控制开吹时刻12:57:36，结束时刻12:59:49 ；
吹氧流量3000Nm3/h枪高4800mm环流流量120Nm3/h耗氧量103m3;Step5:真空结束后测温取样，结果如下真空结束温度1593°C结束样[C]含量O.024%( 二 )冶炼炉次121B03554·真空初始温度1617°C ；初始[C]含量0.034%，初始[O]含量595ppm,目标[C]含量0. 03% ；真空结束目标温度1585°C ;钢水重量290吨；按如下步骤进行Stepl :采集分析初始钢水信息；St印2 :根据冶金原理和初始钢水[C]含量，计算脱碳终点[O]含量；脱碳终点[O]含量〉200ppm,无需强制吹氧脱碳；根据热平衡理论，计算真空结束钢水温度，计算升温吹氧O标立；预调铝粒为Okg ；Step3:操作员确认数据后，不下发设定值给一级基础自动化控制系统。
权利要求
1.一种RH轻处理模式的控制方法，采用二级控制软件，将轻处理模式初调阶段的加料制度和吹氧制度模式化，通过二级控制软件与一级基础自动化控制系统数据通讯，实现轻处理模式初调阶段吹氧、废钢和铝粒的自动控制；其特征在于，包括轻处理模式初调阶段吹氧自动控制，铝粒的自动控制，废钢的自动控制； 所述吹氧自动控制如下 步骤一根据轻处理模式钢水的操作要点，对吹氧升温和吹氧脱碳控制制度进行规范化；真空开始后，根据初始条件和目标要求，计算吹氧升温还是吹氧强制脱碳； 计算吹氧强制脱碳 计算脱碳结束剩余氧活度；如果计算脱碳结束剩余氧活度<设定值200ppm,计算脱碳吹氧加入量；按照脱碳结束后估算的剩余氧活度计算预计真空结束目标温度；如果(预计真空结束温度-目标温度)<设定值0°C，计算升温吹氧加入量；铝粒加入量=升温吹氧消耗的铝粒； 计算吹氧升温 计算脱碳结束剩余氧活度；如果计算脱碳结束剩余氧活度 >设定值400ppm,计算预调铝粒加入量；按照脱碳结束后估算的剩余氧活度计算预计真空结束目标温度；如果(预计真空结束温度-目标温度)<设定值0°C，计算升温吹氧加入量；铝粒加入量=升温吹氧消耗的铝粒+预调铝粒； 步骤二 二级控制软件下发吹氧开始信号后，一级基础自动化控制系统按照二级控制软件发送参数执行氧枪控制程序； 所述招粒自动控制如下 步骤一根据轻处理模式钢水的操作要点，对预调铝粒控制制度进行规范化；真空开始后，二级控制软件根据脱碳要求以及热平衡、物料平衡原理，计算铝粒加入量； 预调铝粒控制 计算脱碳结束剩余氧活度；如果计算脱碳结束剩余氧活度>设定值400ppm,计算预调招粒; 升温预调铝粒控制 如果计算出需要吹氧升温，计算升温铝粒； 步骤二 二级控制软件下发加铝粒信号后，一级基础自动化控制系统按照二级控制软件发送参数执行加料控制程序； 所述废钢自动控制如下 步骤一根据轻处理模式钢水的操作要点，对初调阶段废钢控制制度进行规范化；真空开始后，二级控制软件根据热平衡原理，计算废钢加入量； 步骤二 二级控制软件下发加废钢信号后，一级基础自动化控制系统按照二级控制软件发送参数执行加料控制程序。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述轻处理模式钢水的操作要点如下 钢水进站测温、定氧，真空循环3min后取样，定氧测温，根据定氧结果进行预调铝操作； 真空时间在20-30min范围，需要脱碳8-lOmin ;吹氧升温在脱碳阶段进行；脱碳结束后根据定氧结果调铝，根据化验结果调合金，真空度要求为脱碳阶段使用B3泵，脱碳结束后使用BI泵； 脱碳结束后定氧、测温、取钢样；调合金3min后取钢样，定氧，测温；破真空后定氧，测温，取样。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述二级控制软件，是能够根据初始钢水温度和成分条件，以及目标温度要求，计算吹氧设定值、铝粒设定值、废钢设定值，实现二级控制软件设定值自动计算、控制过程。
全文摘要
一种RH轻处理模式的控制方法，属于RH精炼工艺自动控制技术领域。采用二级控制软件，将轻处理模式初调阶段的加料制度和吹氧制度模式化，通过二级控制软件与一级基础自动化控制系统数据通讯，实现轻处理模式初调阶段吹氧、废钢和铝粒的自动控制；二级控制软件下发加控制信号后，一级基础自动化控制系统按照二级控制软件发送参数执行控制程序，实现自动控制，满足目标钢水温度的精确控制。优点在于生产规范、自动化水平高。
文档编号C21C7/10GK102758052SQ20121023840
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者刘丹妹, 廖慧, 李海森, 杨伟强, 沈会良, 王贵阳, 蒋学军, 邱成国, 郭亮, 陈俊锋, 陈玉鑫, 黄财德 申请人:北京首钢自动化信息技术有限公司, 首钢京唐钢铁联合有限责任公司