[发明专利]一种氧气顶吹转炉氧枪点吹操作自动控制方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢工艺领域，特别涉及一种用于氧气顶吹转炉氧枪点吹操作的自动控制方法。

背景技术

氧气顶吹转炉由于具有生产效率高，成本低的特点，已成为一种主要的炼钢设备。转炉自动化炼钢操作一般是指从吹氧打火开始至终点抬枪之前的自动冶炼控制过程，为实现自动冶炼控制过程，现场均配备有转炉测量仪表、一级计算机（人机操作界面计算机）、二级计算机（过程控制计算机）、三级计算机（生产管理计算机）、转炉计算机可编程序控制器（简称转炉PLC）。点吹操作是指一次拉碳未命中钢种目标时所采取的氧枪补吹操作。目前，国内转炉氧枪点吹操作的比例约占20%，并普遍使用手动操作。

这种手动操作存在着弊端：首先，操作工人根据钢种目标与冶炼终点处理结果进行对比，凭经验估算出点吹方案，由于操作工人的个人经验不同，采取的点吹方案不尽相同。其次，操作工人通过操作台手动控制氧枪的升降操作，由于操作工人的操作技能与精神状态不同，对点吹控制的准确性较差。另外，操作工是根据抬枪时间与氧枪到位的时间计算出点吹时间并进行记录，由于操作工人计算的准确性不同，因此对点吹数据的记录精确性不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单易行，稳定可靠，控制精度高，无需额外投资的氧气顶吹转炉氧枪点吹操作自动控制方法。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种氧气顶吹转炉氧枪点吹操作自动控制方法，包括转炉测量仪表、一级计算机、二级计算机、三级计算机、转炉计算机可编程序控制器即转炉PLC、氧枪升降装置及氧气阀门；其特征在于：

在一级计算机中增设点吹控制画面、点吹方式切换及状态显示按钮；

在二级计算机中增设点吹计算模块；

    在转炉PLC中增设点吹数据通讯模块，包括熔炼号、设定点吹时间、实际点吹时间；

在转炉PLC中增设点吹执行模块，包括点吹开始控制模块和点吹结束控制模块。

其具体控制过程为：

三级计算机将钢种目标温度T_tar、目标碳含量C_tar以电文形式发送给二级计算机，同时转炉PLC中的测量结果通讯模块亦将转炉测量仪表的测量温度T_m、测量碳含量C_m结果以电文形式发送给二级计算机；

二级计算机点吹计算模块根据三级计算机的钢种目标数据和转炉PLC的转炉测量仪表测量结果数据计算出包括目标枪高H_tar、目标吹氧时间D_tar的点吹方案，并将点吹方案发送给转炉PLC和一级计算机；

转炉PLC中的点吹数据通讯模块根据点吹方案，确定熔炼号、设定点吹时间及实际点吹时间，并发送给一级计算机；

一级计算机点吹控制画面显示设定点吹时间数据D_tar及实际点吹时间数据D_act；

转炉PLC启动点吹执行模块，当一级计算机点吹方式为自动状态且操作台上的氧枪到吹炼点信号启动时，转炉PLC点吹开始控制模块控制氧枪到达吹炼点位置即H_tar= H_act，并开启氧气阀门，同时开始计时并写入到实际点吹数据中；

当D_tar= D_act时，即实际点吹数据达到设定点吹数据时，转炉PLC点吹结束控制模块控制氧枪到达等候点位置，关闭氧气阀门，停止计时器，并将包括实际枪高H_act、实际吹氧时间D_act的控制结果发送到二级计算机；

二级计算机读取转炉PLC中点吹数据通讯模块数据，并以电文形式发送给三级计算机，从而实现氧气顶吹转炉氧枪点吹操作的全过程自动控制。

所述目标吹氧时间D_tar的计算公式为：

当C_tar＜C_m时：

C_tar为目标碳含量（%）；C_m为测量碳含量（%）；D_tar为目标吹氧时间（s）；为炉内钢水量（t）；C₀为极限碳含量（%）；F为氧气流量（Nm³/s）；、为脱碳速率，=0.27～0.30（t/Nm³），=88000；e为自然对数；

当T_tar＞T_m时：