[发明专利]一种氩氧精炼低碳铬铁工艺终点碳含量和温度的控制方法

摘要

本发明公开了一种氩氧精炼低碳铬铁工艺终点碳含量和温度的控制方法，该方法是把电炉粗炼好的铁水倒入AOD炉，从顶枪吹氧气进行快速脱碳，当碳含量降到一临界值后，底枪开始吹氧气和氩气混合气体进行脱碳反应，最后再用纯Ar气吹数分钟，使铁水中残余氧继续与碳反应，进一步降低碳含量，当碳含量达到预定目标时，在Ar气搅拌下加入硅铁进行还原；在深入分析冶炼过程机理的基础上，建立了低碳铬铁生产过程的部分数学模型，基于模型，采用推理控制方法准确控制熔池碳含量和温度，大大提高了终点的命中率，增加了产量，改善了铁合金质量，减少了原材料与能量消耗，降低了生产成本，提高了经济效益。

主权项

1.一种氩氧精炼低碳铬铁工艺终点碳含量和温度的控制方法，该方法是：(一)、把电炉粗炼好的铁水倒入AOD炉，从顶枪吹氧气进行快速脱碳，当碳含量降到一临界值后，底枪开始吹氧气和氩气混合气体进行脱碳反应，最后再用纯Ar气吹数分钟，使铁水中残余氧继续与碳反应，进一步降低铁水碳含量，当碳含量达到预定目标时，在Ar气搅拌下加入硅铁进行还原；(二)、通过控制铁水温度间接控制铁水碳含量，使铁水温度和碳含量在精炼过程的每一个时间点上都能得到较精确控制，尤其是准确控制铁水终点温度和碳含量；整个系统由计算机自动控制，系统由推理控制部分和过程部分构成，其中的推理控制部分是由推理控制器G_i(s)、信号分离器和估计器组成，过程部分是由供氧速率U(s)对铁水碳含量的影响关系通道、供氧速率U(s)对铁水温度的影响关系通道、供氩速率D(s)对铁水碳含量以及供氩速率D(s)对铁水温度的影响关系通道组成；在推理控制部分，由于引入了氩氧精炼低碳铬铁供氧速率与铁水温度之间关系数学模型当可得A(s)D(s)即为供氩速率D(s)对铁水温度Y_s(s)的影响，实现了将供氩速率D(s)对铁水温度Y_s(s)的影响从Y_s(s)中分离出来，然后将信号A(s)D(s)送入估计器选择估计器当时，估计器的观测输出为B(s)D(s)；而B(s)D(s)为供氩速率对铁水碳含量的干扰，所以通过估计器的观测可以将供氩速率对铁水碳含量的影响观测出来；观测值B(s)D(s)与系统设定值R(s)比较后送入推理控制器若所建立的4个模型都准确，在设定值R(s)作用下的过程主要输出(铁水碳含量)Y(s)＝R(s)，在供氩速率D(s)作用下的过程主要输出即铁水碳含量Y(s)＝0；所以，针对氩氧精炼低碳铬铁生产工艺过程，采用推理控制方法控制铁水终点碳含量，能实现输出对输入的完全跟踪性能，对不可测干扰的完全补偿；推理控制部分是基于下述数学模型进行过程控制和在线求解：(1)AOD炉冶炼低碳铬铁供氧速率与铁水碳含量之间的关系模型：Y(s)U(s)=-0.0000055s]]>(2)AOD炉冶炼低碳铬铁供氧速率与铁水温度之间的关系模型：Ys(s)U(s)=0.1157s]]>(3)AOD炉冶炼低碳铬铁供氩速率与铁水碳含量之间的关系模型：Y(s)D(s)=-1.589×10-17s-1.635×10-17s+0.05801]]>(4)AOD炉冶炼低碳铬铁供氩速率与铁水温度之间的关系模型：Ys(s)D(s)=-0.02333s.]]>