电炉炼钢过程计算机控制蓄能器

电炉炼钢过程计算机控制

电炉炼钢过程计算机控制 2011： 摘要　结合江阴兴澄钢铁有限公司电炉车间介绍了过程计算机对电炉炼钢控制的内容和过程，并对此提出改进的措施。关键词　电炉炼钢　过程计算机　过程控制　　当前我国引进了一系列的电炉炼钢过程控制计算机设备，促进了电炉炼钢控制水平的提高。本文主要介绍江阴兴澄钢铁有限公司电炉炼钢过程计算机控制系统。本系统由北京钢铁设计研究总院和德国ORSI公司联合负责设计和现场调试，已于1998年上半年投入使用。1　硬件系统构成　　该系统采用1台过程计算机站通过ARCNET网与1级自动化系统相联(见图1)，在1级自动化系统中配备了两台功能很强的可编程多功能控制器(PMC)。位于电炉电气室的可编程多功能控制器配备了3台PC机，主要用于废钢配料控制和电炉炼钢过程控制；位于除尘电气室的可编程控制器主要用于除尘控制。

2　应用软件功能　　从国外引进的电炉炼钢过程控制计算机软件是按工艺要求配置的，由炼钢准备和炼钢控制过程两部分组成。过程控制流程图如图2所示。

2.1　炼钢准备　　该部分虽然没有管理级，但系统提供了冶炼计划管理软件，无论何时，操作员可以通过人机接口在冶炼计划中插入一种冶炼方案，即输入生产顺序号、冶炼号、所炼钢种等信息。炼钢准备虽不直接参与控制，但它直接影响电炉炼钢的过程控制。在正式冶炼前，系统可以用手动或自动方式通过人机接口选择冶炼方案，然后，由静态模型进行料篮废钢最佳装料计算，通知原料系统装料，将选中的废钢装入料篮，运到电炉区，准备冶炼。2.2　炼钢过程的控制　　电炉炼钢过程控制由4个阶段组成：(1)冶炼设定阶段；(2)料篮管理和熔融阶段；(3)精炼阶段；(4)出钢阶段。2.2.1　冶炼设定阶段　　冶炼设定阶段可以看作进入新冶炼的开始，系统自动地从冶炼计划中选择一种冶炼方案作为新冶炼方案，记录生产日期和时间，确定一组控制参数(冶炼参数等)。　　第1篮料兑入炉内前，操作员按照工艺要求，决定是否进行如下处理：(1)修改废钢配料方案；(2)从冶炼计划中选择另外的冶炼方案，改变所炼钢种。然后，请求系统执行如上处理工作，执行新的冶炼号。从冶炼过程来看，冶炼号仅可看作冶炼计划中的顺序号。但是，这个冶炼号非常重要，当发出冶炼号的设定请求时，系统就给出了一次新的冶炼方案。2.2.2　料篮管理和熔融阶段　　(1)料篮管理　　系统通过料篮管理软件管理料篮堆放场，并掌握料篮的实际状态(装料、空等)、料篮内所装废钢种类和成分等信息。操作员通过与料篮堆放场有关画面向系统发出将料篮料装入炉内或废弃料篮的命令，并通知1级自动化系统执行。　　(2)熔融阶段　　当第1篮料兑入炉内，该炉的冶炼参数生效，进入熔融阶段。　　1)熔融阶段预计算　　进入熔融阶段后，1级自动化系统通知2级计算机电炉电源已接通，系统的静态模型开始熔融阶段的预计算。它按如下信息进行计算：料篮内废钢的种类、成分、重量及最后一篮料标识；上一炉剩余钢水信息或上一篮料熔融后熔池钢水信息；炉内原料(废钢、钢水)比热容等实际参数。计算结果可在屏幕上显示，它们是：动态模型计算的第1组信息，即该篮料兑入前熔池内的钢水信息；系统用来估计熔融过程的状态信息——该篮料的目标能量以及熔融完成时熔池内应有的目标能量，在最后一篮料时估计钢水成分。　　一旦废钢装入炉内，电炉电极开始为熔池提供能量，执行电极操作图。电极操作有自动/半自动方式和手动方式，自动/半自动方式由2级计算机通知1级自动化系统执行，手动方式由操作员通知1级自动化系统执行。熔融阶段开始后，系统开始动态地管理熔融阶段的周期计算等过程。　　2)熔融阶段的周期计算　　在整个熔融阶段，在操作系统的控制下，按照如下信息定时地执行动态模型的周期计算：熔融过程信息的实际值和估计值；现场信息的测量值。周期计算后，生成熔融阶段过程控制的修正值，对熔融阶段进行连续地监督控制，反复不断地进行如下功能计算：　　能量计算估计该料篮废钢所带来的能量，同时估计到下一篮料装料时，熔池内所保存的能量。如果是最后一篮料，估计熔融完成后，熔池所保存的能量。这种计算基于能量平衡，它由所提供能量和能量损耗(如炉壁和炉盖的损耗)所组成。于是就可以估计有多少废钢还没熔融，从而可以估计到熔融完成还需多少能量。　　预报熔融时间预报到下一篮料向炉内装料时所剩余的时间，或熔池内废钢全部熔融完成所需的时间。这种计算与能量计算密切相关，因为该预报值即为转换熔池剩余废钢能量所需时间。　　监督炉内温度观察炉壁和炉盖冷却水的温度，以检查炉子的不正常状态。由于炉壁和炉盖全部用冷却水覆盖，监督冷却水的出口温度，可避免由于炉子过热在熔融阶段出现不正常状态。这种现象出现后，为

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