一种炼钢转炉出钢时间的计算方法与流程

专利2026-09-16  2


本发明涉及炼钢转炉,具体为一种炼钢转炉出钢时间的计算方法。


背景技术:

1、炼钢转炉是冶金工业中常见的重要设备,用于将生铁或废钢等原料加热熔化,通过吹氧等工艺操作,调整合金成分和温度,最终得到符合要求的钢铁产品。在炼钢转炉的操作过程中,出钢的出炉时间是通过多种因素综合影响而确定的,通常,出钢时间的计算需要考虑炉料的成分和温度、吹氧量和时间、炉衬状况等多个参数,这些参数会影响炉内反应的进行速度、炉料的熔化情况以及最终钢水的质量和温度,因此,准确计算出钢时间对于确保炉内工艺稳定、产品质量合格至关重要。

2、然而传统方法在计算炼钢转炉出钢时间时仍存在一些不足之处。首先,传统方法往往缺乏对炉内复杂动态过程的准确建模,无法充分考虑炉料成分、氧气供应、吹氧时间等关键参数的影响,从而导致计算结果可能与实际生产情况存在较大偏差,影响生产效率和产品质量。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,解决了现有的出钢时间计算方法无法充分考虑炉料成分等关键参数的影响,从而导致计算结果可能与实际生产情况存在偏差,影响生产效率和产品质量的问题。

2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,包括以下步骤:

3、s10、参数设定与工艺分析:确定炉容量、出钢量,并分析炼钢工艺参数;

4、s20、动态模拟建模:建立炼钢转炉动态模拟模型;

5、s30、仿真验证:对模型进行仿真验证,获取不同参数下的炼钢过程时间数据;

6、s40、实时数据采集:实际生产中,采集炉料温度、氧气流量、炉内压力数据;

7、s50、数据分析和优化:利用实时数据对模型进行实时校准和优化;

8、s60、智能决策支持:基于模型和实时数据,采用人工智能算法进行智能决策支持,优化炼钢转炉的操作参数;

9、s70、实时调整:根据智能决策结果,实时调整炉料配比、氧气供应参数。

10、优选的,步骤s10中,炼钢工艺参数包括炉料成分、氧气供应、吹氧时间。

11、优选的,步骤s20中,建立炼钢转炉动态模拟模型的过程用函数表达式呈现为:[t(t)=tin+(t0-tin)·e-kt],其中,(t0)是初始温度,(e)是自然对数的底。

12、优选的,步骤s30中,通过灵敏度分析评估模型输出对输入参数的敏感程度,确定哪些参数具有重要影响,函数表达式为:

13、

14、其中,(s)是灵敏度指标,用于表示函数(f)对参数(θ)的灵敏度,灵敏度指标(s)表示函数输出对参数变化的响应程度,是函数(f)对参数(θ)的偏导数,它表示了函数(f)对参数(θ)的变化率,即函数输出如何随参数(θ)的微小变化而变化。

15、优选的,步骤s50中,采用参数估计算法来拟合模型并估计模型的参数,将实时数据融入到模型中,不断进行校准和优化,函数表达式如下:

16、[y=β0+β1x1+β2x2+…+βnxn],

17、其中,(β0,β1,…,βn)是模型的参数,(x1,x2,…,xn)是特征变量。

18、优选的,步骤s20中,建立炼钢转炉的动态模拟模型,考虑炉料熔化和氧气吹炼。

19、优选的,步骤s60中,采用人工智能算法进行智能决策支持,用函数表达式呈现为:

20、

21、其中,(x)是输入数据,(w(1))和(w(2))是权重矩阵,(b(1))和(b(2))是偏置向量,(σ)是激活函数,是神经网络的输出。

22、优选的,步骤s40中,炉料温度、氧气流量、炉内压力显示如下:

23、炉料入炉温度:20℃-40℃;

24、炉料熔化温度:1400℃-1600℃;

25、炉料出炉温度:1500℃-1700℃;

26、氧气流量:50nm3/h-300nm3/h;

27、炉内压力:0.1mpa-1.0mpa。

28、优选的,所述炉料熔化和氧气吹炼的化学反应式为:

29、炉料熔化:[fe2o3+3c→2fe+3co];

30、氧气吹炼:[c+o2→co2],[2fe+o2→2feo]。

31、优选的,步骤s40中,炉料温度、氧气流量和炉内压力数据的采集间隔为每分钟一次。

32、本发明提供了一种炼钢转炉出钢时间的计算方法。具备以下有益效果:

33、1、本发明通过参数设定与工艺分析、动态模拟建模和仿真验证等步骤,能够精确预测不同参数下的炼钢过程时间数据,动态模拟建模使得可以模拟炉内各种物理和化学过程,从而为生产计划的优化提供了可靠依据,而通过优化生产计划,生产效率得以提高,生产过程更加高效稳定。

34、2、本发明通过考虑炉料成分、氧气供应、吹氧时间等参数,能够更全面地分析和优化炼钢过程,确保生产过程稳定和产品质量优良。

35、3、本发明通过实时数据采集、数据分析和优化、智能决策支持等步骤,能够根据实际生产情况进行实时调整,保证炼钢转炉操作参数的及时优化,从而提高生产效率和降低生产成本。

36、4、本发明采用人工智能算法进行智能决策支持,结合实时数据对模型进行校准和优化,使得炼钢转炉的操作更加智能化和高效化,为炼钢行业的发展带来新的技术突破和竞争优势。



技术特征:

1.一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,其特征在于,所述步骤s10中,炼钢工艺参数包括炉料成分、氧气供应、吹氧时间。

3.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,其特征在于,所述步骤s20中,建立炼钢转炉动态模拟模型的过程用函数表达式呈现为:[t(t)=tin+(t0-tin)·e-kt],其中,(t0)是初始温度,(e)是自然对数的底。

4.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,其特征在于,所述步骤s30中,通过灵敏度分析评估模型输出对输入参数的敏感程度,确定哪些参数具有重要影响,函数表达式为:

5.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,其特征在于,所述步骤s50中,采用参数估计算法来拟合模型并估计模型的参数,将实时数据融入到模型中,不断进行校准和优化,函数表达式如下:

6.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,其特征在于,所述步骤s20中,建立炼钢转炉的动态模拟模型,考虑炉料熔化和氧气吹炼。

7.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,其特征在于,所述步骤s60中,采用人工智能算法进行智能决策支持,用函数表达式呈现为:

8.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,其特征在于,所述步骤s40中,炉料温度、氧气流量、炉内压力显示如下:

9.根据权利要求6所述的一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,其特征在于,所述炉料熔化和氧气吹炼的化学反应式为:

10.根据权利要求1所述的一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,其特征在于,所述步骤s40中,炉料温度、氧气流量和炉内压力数据的采集间隔为每分钟一次。


技术总结
本发明涉及炼钢转炉技术领域,公开了一种炼钢转炉出钢时间的计算方法,包括以下步骤:S10、参数设定与工艺分析:确定炉容量、出钢量,并分析炼钢工艺参数;S20、动态模拟建模:建立炼钢转炉动态模拟模型;S30、仿真验证:对模型进行仿真验证,获取不同参数下的炼钢过程时间数据;S40、实时数据采集:实际生产中,采集炉料温度、氧气流量、炉内压力数据。通过参数设定与工艺分析、动态模拟建模、仿真验证等步骤,能够准确预测不同参数下的炼钢过程时间数据,从而优化生产计划和提高生产效率,并通过考虑炉料成分、氧气供应、吹氧时间等参数,能够更全面地分析和优化炼钢过程,确保生产过程稳定和产品质量优良。

技术研发人员:贺旭杨,魏鑫燕,吴志敏,付立平,张海涛,张琦,刘界鹏,李宏锐,李永康
受保护的技术使用者:青岛特殊钢铁有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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