一种基于按需脱硫的KR智能控制方法与流程

一种基于按需脱硫的kr智能控制方法
技术领域
1.本发明涉及kr铁水预处理技术领域，具体涉及一种基于按需脱硫的kr智能控制方法。


背景技术：

2.目前，铁水预处理过程相对比较盲目，kr铁水预处理智能化系统解决方案缺失，作业过程随意性较强，给转炉入炉铁水成分控制、kr处理过程铁水损耗等带来很大影响，因此kr铁水预处理过程普遍存在铁水损耗高、转炉入炉铁水成分【s】不稳定、智能化水平低等问题。kr铁水预处理过程不仅涉及铁水脱硫过程的冶金物理化学反应，同时也存在高温液态金属的搅拌、扒渣等机械作业，kr铁水预处理过程不仅关乎入炉铁水成分质量的控制，更需考虑铁水损耗、脱硫剂单耗等综合成本。
3.中国发明专利申请cn202010837149.0提供了一种铁水kr搅拌混合特性量化表征方法及智能脱硫方法，通过铁水扒渣位激光物位计的安装与距离测量，实现了铁水渣面高度与铁水液面高度的准确测量以及扒渣量的准确计算；通过铁水脱硫位高清视频摄像机安装与图像识别软件的应用，保证了视频图像质量和表征准参数的快速识别获取，并基于建立的脱硫剂投加阶段与搅拌脱硫阶段表征参数控制范围要求的不同，按照5～10转/min的调节速率，达到搅拌转速的精准快捷智能控制的目的。该方法重点对铁水扒渣过程搅拌器插入深度的识别及脱硫表征提出了概述性论证，没有形成结合实际生产的控制模型。
4.中国发明专利申请cn202010233904.4提供了一种分步式铁水kr搅拌脱硫方法，包括如下步骤：步骤一、对铁水进行扒渣，测量液面深度，并进行测温和取样；步骤二、将搅拌器插入铁水液面浅层，旋转至工作转速；步骤三、保持搅拌深度和转速，加入脱硫剂；步骤四、调整搅拌器的插入深度和工作转速；步骤五、搅拌至脱硫结束，再次进行扒渣、测温和取样。该方法没有结合具体工艺要求进行分级设置，仅从搅拌和投料两方面进行了说明。


技术实现要素：

5.针对现有技术的铁水预处理过程相对比较盲目，作业过程随意性较强的技术问题，本发明提供一种基于按需脱硫的kr智能控制方法，在一级控制系统与mes系统之间设置二级模型控制系统，以计划执行钢种工艺路径、计划执行钢种成分要求、铁水原始成分等为依据进行按需脱硫设计，为有效降低kr铁水预处理综合成本、改善转炉铁水入炉条件提供了有效支撑。
6.本发明技术方案如下：
7.一种基于按需脱硫的kr智能控制方法，在一级控制系统与mes系统之间设置二级模型控制系统，二级模型控制系统判断脱硫等级，一级控制系统根据脱硫等级进行投料操作，其中脱硫等级包括深脱硫、中脱硫、浅脱硫和不脱硫，深脱硫要求脱硫剂吨铁投料量为6-7kg，中脱硫要求脱硫剂吨铁投料量为4-5kg，浅脱硫要求脱硫剂吨铁投料量为2-3kg，不脱硫不投加脱硫剂；
8.二级模型控制系统还根据脱硫等级判断扒渣等级，一级控制系统根据扒渣等级进行扒渣操作，其中扒渣等级包括一级、二级和三级，深脱硫钢种按照一级要求进行扒渣，中脱硫钢种按照二级要求进行扒渣，浅脱硫和不脱硫钢种按照三级要求进行扒渣；
9.一级要求前渣扒渣露出铁水面3/5以上，后渣扒渣露出铁水面4/5以上，
10.二级要求前渣扒渣露出铁水面1/2以上，后渣扒渣露出铁水面2/3以上，
11.三级要求前渣扒渣露出铁水面1/4以上，后渣扒渣露出铁水面1/4以上。
12.进一步的，二级模型控制系统根据由mes系统获取的计划执行钢种的成分、当前炉次铁水成分和当前炉次铁水的后续工艺路线判断脱硫等级。
13.进一步的，脱硫等级的判断方法如下：
14.(1)判断计划执行钢种是否经rh/vd处理，如是，脱硫等级为深脱硫；
15.如否，进行步骤(2)；
16.(2)判断计划执行钢种是否为cas直上钢种，如是，按照入炉铁水【s】确定脱硫等级，
17.入炉铁水【s】≤0.035％，脱硫等级为不脱硫；
18.入炉铁水【s】》0.035％，脱硫等级为浅脱硫；
19.如否，进行步骤(3)；
20.(3)判断计划执行钢种【s】最大值是否》0.015％，如是，按照入炉铁水【s】确定脱硫等级，
21.入炉铁水【s】≤0.035％，脱硫等级为不脱硫；
22.入炉铁水【s】》0.035％，脱硫等级为浅脱硫；
23.如否，按照计划执行钢种【s】最大值确定脱硫等级，
24.计划执行钢种【s】最大值≤0.0010％，脱硫等级为深脱硫；
25.0.0010％《计划执行钢种【s】最大值≤0.0020％，脱硫等级为中脱硫；
26.0.0020％《计划执行钢种【s】最大值≤0.0025％，脱硫等级为浅脱硫；
27.0.0025％《计划执行钢种【s】最大值≤0.015％，脱硫等级为不脱硫。
28.进一步的，根据脱硫等级，二级模型控制系统输出投料指令和搅拌指令，并将投料指令和搅拌指令传递至一级控制系统进行作业。
29.进一步的，投料指令包括脱硫剂投料量、投料时机、下料管伸入或移出；搅拌指令包括搅拌头插入深度、搅拌时间、搅拌转速。
30.进一步的，利用红外成像对铁水包液面进行实时监测分析，对铁水包液面进行图形识别，判断扒渣是否达到要求。
31.进一步的，根据扒渣等级，二级模型控制系统输出扒渣指令，并将扒渣指令传递至一级控制系统进行作业。
32.进一步的，投料指令包括不同钢种扒渣类型、图像识别后扒渣臂伸缩摆动幅度控制、铁水包倾动角度。
33.本发明的有益效果在于：
34.本发明提供的kr智能控制方法针对计划执行钢种工艺路径、计划执行钢种成分要求、铁水原始成分等进行分级脱硫和扒渣设置，实现kr铁水预处理按需智能化处理，为降低铁水损耗、提高kr处理效率提供了标准化作业指导和智能制造系统解决方案，实现了成本、
效率、质量的统筹兼顾。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本发明实施例1的kr铁水预处理生产系统结构原理图。
具体实施方式
37.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
38.实施例1
39.一种基于按需脱硫的kr智能控制方法，在一级控制系统与mes系统之间设置二级模型控制系统，二级模型控制系统根据由mes系统获取的计划执行钢种的成分、当前炉次铁水成分和当前炉次铁水的后续工艺路线判断脱硫等级和扒渣等级，其中脱硫等级的判断方法如下：
40.(1)判断计划执行钢种是否经rh/vd处理，如是，脱硫等级为深脱硫；
41.如否，进行步骤(2)；
42.(2)判断计划执行钢种是否为cas直上钢种，如是，按照入炉铁水【s】确定脱硫等级，
43.入炉铁水【s】≤0.035％，脱硫等级为不脱硫；
44.入炉铁水【s】》0.035％，脱硫等级为浅脱硫；
45.如否，进行步骤(3)；
46.(3)判断计划执行钢种【s】最大值是否》0.015％，如是，按照入炉铁水【s】确定脱硫等级，
47.入炉铁水【s】≤0.035％，脱硫等级为不脱硫；
48.入炉铁水【s】》0.035％，脱硫等级为浅脱硫；
49.如否，按照计划执行钢种【s】最大值确定脱硫等级，
50.计划执行钢种【s】最大值≤0.0010％，脱硫等级为深脱硫；
51.0.0010％《计划执行钢种【s】最大值≤0.0020％，脱硫等级为中脱硫；
52.0.0020％《计划执行钢种【s】最大值≤0.0025％，脱硫等级为浅脱硫；
53.0.0025％《计划执行钢种【s】最大值≤0.015％，脱硫等级为不脱硫。
54.具体钢种与脱硫等级的对照关系如下表1所示。
55.表1具体钢种与脱硫等级对照表
[0056][0057][0058]
扒渣等级的判断方法如下：
[0059]
深脱硫钢种按照一级要求进行扒渣，中脱硫钢种按照二级要求进行扒渣，浅脱硫和不脱硫钢种按照三级要求进行扒渣。
[0060]
然后二级模型控制系统向一级控制系统输出脱硫投料指令(如脱硫剂投料量、投料时机、下料管伸入或移出)、脱硫搅拌指令(如搅拌头插入深度、搅拌时间、搅拌转速等)和扒渣指令(如扒渣臂伸缩摆动幅度控制、铁水包倾动角度等)，一级控制系统根据指令进行脱硫和扒渣操作，利用红外成像对铁水包液面进行实时监测分析，对铁水包液面进行图形识别，判断扒渣是否达到要求。脱硫等级及对应的脱硫方案如下表2所示，扒渣等级及对应的扒渣要求如下表3所示。
[0061]
表2脱硫等级及对应脱硫方案
[0062]
脱硫等级吨铁投料量深脱硫6-7kg中脱硫4-5kg浅脱硫2-3kg不脱硫不投料
[0063]
表3扒渣等级及对应扒渣要求
[0064][0065]
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。