转炉自动炼钢技术的研究与应用

论文摘要

转炉自动炼钢技术从控制角度来说包含三个关键因素：精准的模型、精确的数据采集和关键工艺设备自动控制。本文的主要任务是通过对炼钢生产系统的深入研究,以提高钢水质量、提高终点命中率、提高金属收得率和降低生产成本为目的,采用先进的自动控制技术,达到对过程变量的实时检测,工艺流程的实时监控,过程参数的实时控制。本文以新余钢铁厂(新钢)二钢厂210t转炉系统为背景,对其自动炼钢控制技术进行了研究。首先阐述了转炉炼钢的发展现状、设备及工艺流程,分析了国内外转炉炼钢的各种自动控制方法,指出了炼钢技术目前存在的问题,并结合炼钢国内外实际情况,给出了自动炼钢技术的发展趋势。然后,对新钢210t转炉炼钢自动控制系统进行了深入探析,确立了以副枪检测信息为基础的静态过程控制与动态过程控制相结合的分段控制策略,并对副枪设备、静动态模型以及数据分析系统进行了分析。这套系统在新钢的成功应用,进一步验证国内转炉自动控制系统已经成熟,技术渐入国际先进行列。本文通过对新钢转炉自动炼钢控制系统的深入研究,为新钢转炉炼钢技术的进一步提高奠定了坚实的基础,对新钢未来的发展有着深远的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 转炉自动化炼钢简介
• 1.2.1 转炉炼钢的设备及自动化炼钢的工艺流程
• 1.2.2 转炉炼钢过程自动化的现状与发展
• 1.3 转炉炼钢控制模型的发展与研究
• 1.3.1 静态转炉控制模型
• 1.3.2 动态转炉控制模型
• 1.3.3 全自动吹炼控制
• 1.4 课题研究的目的及价值
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 转炉自动炼钢工艺与控制系统组成
• 2.1 转炉炼钢过程控制的复杂性分析
• 2.2 自动化炼钢系统总体设计
• 2.3 转炉炼钢过程控制流程
• 2.4 副枪的主要控制功能
• 2.4.1 副枪概述
• 2.4.2 副枪探头
• 2.4.3 副枪主要控制功能
• 2.5 OTCBM过程控制的基本原理和数学基础
• 2.6 数据分析系统
• 第3章 转炉自动炼钢系统的控制模型
• 3.1 新钢二钢厂工艺现状
• 3.2 转炉炼钢过程中控制模型的前提条件
• 3.2.1 铁水条件
• 3.2.2 废钢条件
• 3.2.3 造渣条件
• 3.2.4 工艺要求
• 3.3 转炉炼钢的控制策略
• 3.4 转炉炼钢控制模型
• 3.4.1 静态模型计算
• 3.4.2 动态模型计算
• 3.5 小结
• 第4章 副枪的测量与数据分析方法
• 4.1 副枪的测量
• 4.1.1 测量分析的基本原理
• 4.1.2 计算机控制模式测量
• 4.2 数据分析方法
• 4.2.1 熔池温度分析
• 4.2.2 结晶温度分析
• 4.2.3 氧活度分析
• 4.2.4 熔池液位分析
• 4.3 DAS的运行效果分析
• 4.4 小结
• 第5章 自动化炼钢的分析与改进
• 5.1 自动炼钢系统应用后的技术进步
• 5.2 系统的改进
• 5.2.1 系统运行中出现的问题
• 5.2.2 自动化炼钢控制系统的运行与改进
• 5.3 “一键式”炼钢技术的开发
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢