本发明涉及一种计算机辅助转炉提钒方法，属于冶金技术领域。
背景技术：
河钢承钢应用转炉提钒工艺己经有40多年的时间,转炉提钒是借鉴氧气顶吹转炉炼钢工艺基本原理发展起来的。转炉提钒就是将含钒铁水经氧化吹炼得到钒渣作为生产钒产品的主要原料。随着公司转型升级及产品的开发力度加大，做强做大钒钛板块，公司提出“以钒定钢”生产组织模式就是提高钒回收率。转炉提钒具有反应速度快、冶炼周期短、钒渣品位好、生产效率高等优点。但同时由于该过程是由传质、传热、固体添加料的加热和溶解、化学动力学、质量平衡与热平衡等子过程所组成的非常复杂的高温冶金过程，影响终点成分和温度的因素很多，不便于人工手动控制。我国目前的转炉提钒都是人工操作方式，由操作人员根据经验和感觉进行操作。实践表明，人工操作方式是导致半钢和钒渣质量波动较大的主要原因，因此必须改变这种操作方式。提出一种转炉计算机辅助提钒方法即应用计算机控制可显著改善和稳定产品质量，提高劳动生产率、降低原材料消耗和改善劳动条件。因此，将计算机控制技术应用到转炉提钒生产过程中，可减少人为因素的影响，提高提钒的技术水平，为实现转炉提钒过程计算机控制必须建立一种计算机辅助转炉提钒方法。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种计算机辅助转炉提钒方法，将计算机控制技术应用到转炉提钒生产过程中，可减少人为因素的影响，可显著改善和稳定产品质量，提高劳动生产率、降低原材料消耗和改善劳动条件，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种计算机辅助转炉提钒方法，（1）采集相应的铁水和铁块实时信息；（2）通过设计出的算法计算出提钒所需的料量和氧量数据；（3）将计算数据发送给一级程序实现自动提钒。
所述步骤（1）中，包含生产指导模块、维护模块和采集模块，数据库中建有冷料和铁水成分表、铁块信息表、系数判断表以及氧枪和底吹信息采集表；将算法中使用到的参数或修正值统一管理，将通过算法计算数据存入物料表，数据库中设计了计划数据和实时现场数据存储的历史数据表；铁水信息从三级系统上采集，通过数据接口采集，做为算法参数；脱硫后的铁水到兑铁的过程中会有温度变化，根据实际情况修正铁水入炉温度，实现计算结果精确；半钢及冷料成分部分：半钢成分存在本地库中，操作人员根据相应的铁水条件选择操作模式，冷料部分的设计类似于半钢成分，用户可以根据生产的具体情况进行类别确认。
所述步骤（2）中，铁水、半钢和冷料成分都具备后，通过各参数运行后台算法，计算出指导提钒所需的过程数据，通过通讯程序发给一级，实现自动备料和加料；a、铁块实际加入部分，按照算法计算值调配进行加料；加料后，废钢区实际加料量在物流系统中记录数据，通过废钢区的实际料量及实际的铁水重量运行算法，计算出下一个工序的冷料及氧量值；计算的数据通过通讯程序转发给一级，实现控制枪位和氧量；物料值计算分为单一料量计算和混合加料计算，据实际加料情况界面录入，根据算法的结果控制投料设备，完成整个提钒自动控制过程；氧步控制：氧枪会按照发送数据控制氧步，实现氧量和枪位的控制；b、在冷料成分部分：选中模式，界面确认，冷料成分改变时，界面维护；冷料配比计算，可通过三种冷料的百分比含量及冷料成分进行冷料平均配比，此模式设计有计算权限，激活计算权限，通过平均配比算法，计算配比结果，配比结果自动保存，退出计算权限后进入模式选择状态；c、半钢信息部分：半钢信息以模式的方式在维护子模块中进行维护，各模式按生产要求进行修改，保存后半钢信息及模式号将自动显示在主窗体；氧步维护功能，可以添加不同的氧步模式，可在界面进行维护，模式确认后将氧步信息发送到一级控制现场设备，工艺参数维护，工艺参数维护功能与用户权限相关，进行授权登录后工艺人员才可修改参数，退出登录后，修改权限失效，防止岗位人员任意修改工艺参数，为了数据库显示的准确性和使用的可操作性，设计数据更新后自动刷新。
所述步骤（2）中，在算法设计上：包括热平衡算法和物料平衡算法；在设计上采用多变量解耦技术，提高程序设计的简洁性与模型的运行速度；算法设计所使用计算的数据：铁水耗氧量、铁块耗氧量、铁水烟尘耗氧、钒渣量、氧化钒渣中铁的耗氧量、其他元素氧化耗氧量、铁皮球带入的氧、烟尘量、铁块熔点、铁水熔点、半钢熔点、铁水物理热、元素氧化量、烟尘氧化、渣铁氧化、半钢物理热、钒渣物理热、烟尘物理热、炉气的总体积、炉气中氮气重量、炉气中自由氧重量和炉气物理热；通讯程序的主要功能：完成向一级传送计算数据，通过计算数据指导提钒，现场设备根据计算数据执行自动备料、加料动作。
本发明的有益效果是：将计算机控制技术应用到转炉提钒生产过程中，可减少人为因素的影响，可显著改善和稳定产品质量，提高劳动生产率、降低原材料消耗和改善劳动条件。
具体实施方式
为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。
一种计算机辅助转炉提钒方法，包含以下步骤：（1）采集相应的铁水和铁块实时信息；（2）通过设计出的算法计算出提钒所需的料量和氧量数据；（3）将计算数据发送给一级程序实现自动提钒。
所述步骤（1）中，包含生产指导模块、维护模块和采集模块，数据库中建有冷料和铁水成分表、铁块信息表、系数判断表以及氧枪和底吹信息采集表；将算法中使用到的参数或修正值统一管理，将通过算法计算数据存入物料表，数据库中设计了计划数据和实时现场数据存储的历史数据表；铁水信息从三级系统上采集，通过数据接口采集，做为算法参数；脱硫后的铁水到兑铁的过程中会有温度变化，根据实际情况修正铁水入炉温度，实现计算结果精确；半钢及冷料成分部分：半钢成分存在本地库中，操作人员根据相应的铁水条件选择操作模式，冷料部分的设计类似于半钢成分，用户可以根据生产的具体情况进行类别确认。
所述步骤（2）中，铁水、半钢和冷料成分都具备后，通过各参数运行后台算法，计算出指导提钒所需的过程数据，通过通讯程序发给一级，实现自动备料和加料；a、铁块实际加入部分，按照算法计算值调配进行加料；加料后，废钢区实际加料量在物流系统中记录数据，通过废钢区的实际料量及实际的铁水重量运行算法，计算出下一个工序的冷料及氧量值；计算的数据通过通讯程序转发给一级，实现控制枪位和氧量；物料值计算分为单一料量计算和混合加料计算，据实际加料情况界面录入，根据算法的结果控制投料设备，完成整个提钒自动控制过程；氧步控制：氧枪会按照发送数据控制氧步，实现氧量和枪位的控制；b、在冷料成分部分：选中模式，界面确认，冷料成分改变时，界面维护；冷料配比计算，可通过三种冷料的百分比含量及冷料成分进行冷料平均配比，此模式设计有计算权限，激活计算权限，通过平均配比算法，计算配比结果，配比结果自动保存，退出计算权限后进入模式选择状态；c、半钢信息部分：半钢信息以模式的方式在维护子模块中进行维护，各模式按生产要求进行修改，保存后半钢信息及模式号将自动显示在主窗体；氧步维护功能，可以添加不同的氧步模式，可在界面进行维护，模式确认后将氧步信息发送到一级控制现场设备，工艺参数维护，工艺参数维护功能与用户权限相关，进行授权登录后工艺人员才可修改参数，退出登录后，修改权限失效，防止岗位人员任意修改工艺参数，为了数据库显示的准确性和使用的可操作性，设计数据更新后自动刷新。
所述步骤（2）中，在算法设计上：包括热平衡算法和物料平衡算法；在设计上采用多变量解耦技术，提高程序设计的简洁性与模型的运行速度；算法设计所使用计算的数据：铁水耗氧量、铁块耗氧量、铁水烟尘耗氧、钒渣量、氧化钒渣中铁的耗氧量、其他元素氧化耗氧量、铁皮球带入的氧、烟尘量、铁块熔点、铁水熔点、半钢熔点、铁水物理热、元素氧化量、烟尘氧化、渣铁氧化、半钢物理热、钒渣物理热、烟尘物理热、炉气的总体积、炉气中氮气重量、炉气中自由氧重量和炉气物理热；通讯程序的主要功能：完成向一级传送计算数据，通过计算数据指导提钒，现场设备根据计算数据执行自动备料、加料动作。
在实际应用中。
1、一种计算机辅助转炉提钒方法主要功能：采集相应的铁水、铁块等实时信息。通过设计出的算法计算出提钒所需的料量、氧量等数据。将计算数据发送给一级程序实现自动提钒，减少人为干预，实现操作统一。
2、计算机辅助转炉提钒方法设计有多个模块：生产指导模块、维护模块、采集模块等。数据库中建有冷料、铁水成分表，铁块信息表，系数判断表，氧枪、底吹信息采集表。将算法中使用到的参数或修正值等数据统一管理，将通过算法计算数据存入物料表，数据库中设计了计划数据和实时现场数据存储的历史数据表以及一些辅助数据表。铁水信息从三级系统上采集，通过数据接口采集到计算机辅助转炉提钒方法中，做为算法参数。脱硫后的铁水到兑铁的过程中会有温度变化，根据实际情况修正铁水入炉温度，实现计算结果精确。半钢及冷料成分部分：半钢成分存在本地库中，操作人员根据相应的铁水条件选择操作模式。冷料部分的设计类似于半钢成分，用户可以根据生产的具体情况进行类别确认。铁水、半钢、冷料成分都具备后，计算机辅助转炉提钒方法通过各参数运行后台算法，计算出指导提钒所需的过程数据，通过通讯程序发给一级，实现自动备料、加料。铁块实际加入部分，按照计算机辅助转炉提钒方法算法计算值调配进行加料。加料后，废钢区实际加料量在物流系统中记录数据。通过废钢区的实际料量及实际的铁水重量运行算法、计算出下一个工序的冷料及氧量值。计算的数据通过通讯程序转发给一级，实现控制枪位、氧量。物料值计算分为单一料量计算和混合加料计算，据实际加料情况界面录入，根据计算机辅助转炉提钒方法算法的结果控制投料设备，完成整个提钒自动控制过程。氧步控制：氧枪会按照计算机辅助转炉提钒方法发送数据控制氧步，实现氧量和枪位的控制。在冷料成分部分：选中模式，界面确认，冷料成分改变时，界面维护。冷料配比计算，可通过三种冷料的百分比含量及冷料成分进行冷料平均配比，此模式设计有计算权限，激活计算权限，通过平均配比算法，计算配比结果，配比结果自动保存，退出计算权限后进入模式选择状态。半钢信息部分：半钢信息以模式的方式在维护子模块中进行维护，各模式按生产要求进行修改，保存后半钢信息及模式号将自动显示在主窗体。氧步维护功能，可以添加不同的氧步模式，可在界面进行维护。模式确认后将氧步信息发送到一级控制现场设备。工艺参数维护，工艺参数维护功能与用户权限相关，进行授权登录后工艺人员才可修改参数，退出登录后，修改权限失效，防止岗位人员任意修改工艺参数，为了数据库显示的准确性和使用的可操作性，设计数据更新后自动刷新。
3、将工艺工程师所给的工艺数学算法转化为计算机辅助转炉提钒方法程序算法。在算法设计上：包括热平衡、物料平衡算法。在设计上采用了多变量解耦技术，提高了程序设计的简洁性与模型的运行速度。算法设计所使用计算的数据：铁水耗氧量、铁块耗氧量、铁水烟尘耗氧、钒渣量、氧化钒渣中铁的耗氧量、其他元素氧化耗氧量、铁皮球带入的氧、烟尘量、铁块熔点、铁水熔点、半钢熔点、铁水物理热、元素氧化量、烟尘氧化、渣铁氧化、半钢物理热、钒渣物理热、烟尘物理热、炉气的总体积、炉气中氮气重量、炉气中自由氧重量、炉气物理热等。通讯程序的主要功能：主要完成计算机辅助转炉提钒方法向一级传送计算数据，通过计算数据指导提钒，现场设备根据计算数据执行自动备料，加料等动作。
4、一种计算机辅助转炉提钒方法使用了网络通讯技术、数据库技术、稳定高效的开发方法。系统程序编制完成后，利用模拟器进行离线模拟实验，试验运行稳定后，投入现场进行测试，在试运行期不断地对系统完善、磨合，最终实现计算机辅助转炉提钒方法稳定运行，成功实现了提钒操作控制统一，大大减少了人为干预。