基于转炉容积模型的转炉自动出钢方法及转炉系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111809015A(43)申请公布日2020.10.23(21)申请号202010519031.3(22)申请日2020.06.09(71)申请人中冶南方工程技术有限公司地址430223湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路33号(72)发明人蔡炜(74)专利代理机构北京汇泽知识产权代理有限公司11228代理人胡建文(51)Int.Cl.C21C5/28(2006.01)C21C5/42(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称基于转炉容积模型的转炉自动出钢方法及转炉系统(57)摘要本发明涉及一种转炉自动出钢方法，包括：根据转炉炉型参数计算转炉容积模型h＝P(θ，V)，V＝Q(θ，h)和θ＝R(V，h)；打开出钢口，转炉倾动旋转，出钢口有炉渣流出时关闭出钢口，根据此时的转炉倾动角度θ1计算炉内初始熔液体积V1＝Q(θ1，0)；转炉旋转至θ2，该θ2＝R(V1，h0)，开始出钢；根据钢包内的实时钢液体积V2计算炉内熔液体积Va及炉内实际液面高度ha＝P(θ，Va)；判断熔液液位基准阈值hs与ha之间的相对大小，若ha＜hs，转炉继续倾动，重复计算ha，直至ha＝hs，转炉停止转动；出钢完毕后关闭出钢口。相应地提供了一种转炉系统。本发明能实时、连续地控制炉内熔液液面高度，操作简单、可控且可靠，在实现自动出钢的同时，有效地防止炉口溢流事故，极大地缩短出钢时间。CN111809015ACN111809015A权利要求书1/2页1.一种基于转炉容积模型的转炉自动出钢方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，根据转炉炉型参数计算出转炉容积模型h＝P(θ，V)，V＝Q(θ，h)和θ＝R(V，h)，其中，θ为转炉倾动角度，V为炉内所盛装的熔液体积，h为液面高度，所述液面高度为熔液液面与出钢口之间的高度差；S2，打开出钢口，转炉倾动旋转，检测到出钢口有炉渣流出时关闭出钢口，获取此时的转炉倾动角度θ1，由此计算炉内初始熔液体积V1＝Q(θ1，0)；S3，计算预设液面高度h0下的初始转炉倾动角度θ2＝R(V1，h0)，转炉旋转至θ2，台车就位后打开出钢口，钢流开始流入钢包内；S4，获取钢包内的实时钢液体积V2，据此计算炉内熔液体积Va＝V1-V2，以及计算炉内实际液面高度ha＝P(θ，Va)；S5，以hs为熔液液位基准阈值，判断hs与ha之间的相对大小，若ha＜hs，增大转炉倾动角度，并且重复S4～S5，直至ha＝hs，转炉停止转动；S6，当下渣检测装置检测到钢流中渣含量超标时，关闭出钢口，转炉回位。2.如权利要求1所述的转炉自动出钢方法，其特征在于：S1中，具体地，获取转炉炉型参数后，通过柱面坐标体积分的方式计算出V＝Q(θ，h)的表达式，再通过反函数计算出h＝P(θ，V)以及θ＝R(V，h)的表达式。3.如权利要求1所述的转炉自动出钢方法，其特征在于：S5中，ha＜hs时，转炉的倾动速度ω∝hs-ha。4.如权利要求1或3所述的转炉自动出钢方法，其特征在于，所述hs以如下公式确定：hs＝Lsin(a-θ)-HΔ，其中，L为沿炉帽倾斜方向炉口与出钢口之间的距离，α为炉帽与炉身之间的夹角，θ为转炉的倾动角度，HΔ为预设安全裕量。5.如权利要求1所述的转炉自动出钢方法，其特征在于：S4～S5中，实时监测转炉炉口溢流情况，若转炉炉口出现溢流，则对Va和ha的计算公式进行修正。6.如权利要求5所述的转炉自动出钢方法，其特征在于，修正方法包括：获取炉口溢流瞬间的转炉倾动角度θ3以及钢包内的钢液体积V3，计算炉内熔液体积V4＝Q(θ3，H)，其中H＝Lsin(a-θ3)，其中，L为沿炉帽倾斜方向炉口与出钢口之间的距离，α为炉帽与炉身之间的夹角；修正后的Va的计算公式为Va＝V4-(V2-V3)；ha的计算公式对应修正。7.如权利要求1所述的转炉自动出钢方法，其特征在于：转炉出钢过程中，根据转炉的倾动角度调节台车的位置以便承接钢流，具体地，采用分段线性函数拟合台车位置与转炉倾动角度之间的关系，根据实际的转炉倾动角度计算台车位置目标值并以此对台车位置进行闭环控制。8.如权利要求1所述的转炉自动出钢方法，其特征在于，钢包内的实时钢液体积V2的获取方法包括：获取流入至钢包内的钢液重量并计算出钢包内的钢液体积，和/或获取钢包内的钢液液位并计算出钢包内的钢液体积。9.一种实现如权利要求1至8中任一项所述的转炉自动出钢方法的转炉系统，包括转炉，所述转炉配置有下渣检测装置和挡渣装置，其特征在于，还包括：钢包体积测量仪，用于测量钢包内的实时钢液体积；炉后红外相机，安装于炉后平台，用于在转炉出钢过程中拍摄转炉出钢口及炉口的红2CN111809015A权利要求书2/2页外图像；转炉倾