一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法.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CN108676955A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810410253.4(22)申请日2018.05.02(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人蒋朝辉谢禁陈致蓬桂卫华阳春华谢永芳(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人王莹吴欢燕(51)Int.Cl.C21C5/30(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图5页(54)发明名称一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法(57)摘要本发明提供了一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法和设备，以副枪第一次检测点为分界点，将转炉炼钢过程分为第一阶段和第二阶段，在第一阶段中，根据铁水初始状态的特征参数和冶炼目标钢种的要求，基于吹氧量预测模型和终点碳含量预测模型，对终点碳含量和温度进行控制，克服了人工经验预测，导致精度不足的缺点，同时考虑了钢水喷溅、后期脱碳反应偏离平衡等不确定因素的影响，若第一阶段完毕时副枪第一次检测点对应的碳含量和温度不满足出钢要求，进行第二阶段，直至碳含量和温度满足出钢要求，提高了冶炼控制的精度；另外，终点碳含量预测模型中用于训练样本的炉次较多，训练神经网络的参数复杂，得到的神经网络误差较小。CN108676955ACN108676955A权利要求书1/2页1.一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法，其特征在于，包括：根据铁水初始状态的特征参数和冶炼目标钢种的要求，基于转炉冶炼终点碳含量和温度控制模型，进行终点碳含量和温度控制；所述转炉冶炼终点碳含量和温度控制模型以副枪第一次检测点为分界点，分为第一阶段和第二阶段；所述第一阶段包括吹氧量预测模型和终点碳含量预测模型，所述第二阶段包括对碳含量进行逻辑控制或对温度进行PID控制。2.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法，其特征在于，所述第一阶段具体包括：S1、根据所述铁水初始状态的特征参数和冶炼目标钢种的要求，基于所述吹氧量预测模型，获得操作量吹氧量和冷却剂加入量；根据所述操作量吹氧量和现场吹氧流量，计算吹氧时间；S2、若所述吹氧时间在预设时间范围内，则按照所述吹氧时间和所述冷却剂加入量进行冶炼，直至所述副枪第一次检测点。3.根据权利要求2所述的一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：若所述吹氧时间不在所述预设时间范围内，则设置初始吹氧时间，基于所述终点碳含量预测模型，获得预测终点碳含量；若所述预测终点碳含量和所述目标终点碳含量的偏差值不大于预设偏差值，则按照初始吹氧时间进行冶炼，直至所述副枪第一次检测点；若所述预测终点碳含量和所述目标终点碳含量的偏差值大于所述预设偏差值，则将初始吹氧时间与预设时间步长相加，形成新的初始吹氧时间；根据所述新的吹氧时间，获得新的预测终点碳含量，直至获得不大于所述预设偏差值对应的吹氧时间；按照不大于所述预设偏差值对应的吹氧时间和所述冷却剂加入量进行冶炼，直至所述副枪第一次检测点。4.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法，其特征在于，所述第二阶段具体包括：若所述副枪第一次检测点对应的碳含量和温度满足出钢要求，则直接出钢；若所述副枪第一次检测点对应的碳含量不满足所述出钢要求，则对碳含量进行所述逻辑调控；若所述副枪第一次检测点对应的温度不满足出钢要求，则对温度进行所述PID控制。5.根据权利要求4所述的一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法，其特征在于，所述对温度进行所述PID控制具体包括：根据期望温度值与实际温度值的差值，基于温度PID控制器，确定所述冷却剂加入量后进行冶炼，直至副枪第二次检测点；若所述副枪第二次检测点对应的温度满足出钢要求，则直接出钢；若所述副枪第二次检测点对应的温度不满足出钢要求，则重复上一步骤，直至温度满足出钢要求。6.根据权利要求5所述的一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法，其特征在于，所述温度PID控制器的处理方程为：2CN108676955A权利要求书2/2页其中，u为冷却剂加入量，e(t)为期望温度值与实际温度值的差值；Kp,Ki和Kd分别为所述温度PID控制器的性能参数。7.根据权利要求6所述的一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法，其特征在于，所述Kp,Ki和Kd性能参数由PSO算法进行优化，包括：随机产生初始的粒子群，并分别赋值给所述Kp,Ki和Kd；通过T＝f(u)的关系方程，计算出所述粒子的适应度函数值；其中，u为冷却剂加入量，T为钢水温度；若T和预设温度T0之间的差值是否小于阈值ε，则所述PSO算法结束；若T和预设温度T0之间的差值是否不小于阈值ε，则更新所述粒子群，并重复上述步骤。8.根据权利要求7所述的一种转炉炼钢终