一种基于等比例修正原理的转炉钢包合金重量计算方法与流程

1.本发明涉及转炉炼钢技术领域，具体涉及一种基于等比例修正原理的转炉钢包合金重量计算方法。


背景技术：

2.转炉出钢前，一般需要添加各种钢包合金，以保证钢水的各种合金元素的质量百分比达到目标控制范围。提高钢中合金元素的质量百分比的控制精度，对于提高钢的质量稳定性以及合金的减量化具有重要的实际意义。
3.由于合金的种类较多，比如高碳铬铁、中碳铬铁、低碳铬铁、硅锰、硅铁、碳粉等10余种，并且不同的钢种，有时添加的合金种类差别较大，甚至相同的钢种，不同的炉次也可能采取不同的合金种类。根据统计，某转炉实际配料的合金组合种类超过100种。并且由于复杂的化学反应，当合金种类变化，甚至合金间的比例变化时，都可能会导致各种合金的收得率不同。
4.综上，合金的收得率受钢种、合金种类、合金间比例的影响，变化复杂。所以合金收得率是一个动态变化的量，很难精准把握，因此传统的基于合金收得率计算钢包合金重量的方式无法精准把握钢中合金元素的质量百分比。


技术实现要素：

5.发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于等比例修正原理的转炉钢包合金重量计算方法，以等比例修正为基础进行转炉钢包合金重量计算，可以大幅提高钢包合金料的重量计算精度。
6.技术方案：本发明提供了一种基于等比例修正原理的转炉钢包合金重量计算方法，包括如下步骤：
7.步骤1：根据人工指定的钢种及计划采用的钢包合金的种类，自动根据历史数据，搜索相同钢种、相同合金种类组合的历史炉次记录，并读取各炉次的相关参数，所述参数包括各炉次出钢重量、所用合金的重量、加料后实测百分比含量、成分控制的目标百分比含量；
8.步骤2：选定某种需要控制的合金元素，以各炉次真实添加的与该合金元素相关的合金重量及该元素实际百分含量为基础，基于等比例原理，进行各炉次达到目标成分α所需要的该合金量重量的修正，计算各炉次为达到目标成分α，所需要的合金添加量m
i1-1
，i＝1～n；
9.步骤3：等比例修正，计算各炉次达到当前炉次重量g
now
，所需要的该合金添加量m
i1-2
，i＝1～n；
10.步骤4：对其他各种合金，重复上述步骤，直到完成所有合金的计算。
11.进一步地，在步骤3与步骤4之间还包括：
12.对m
i1-2
的数据进行过滤处理，并对过滤后的数据进行求平均操作，计算m
i1-ave
，以
平均后的重量作为该钢包合金重量的计算值。
13.进一步地，所述对m
i1-2
的数据进行过滤处理具体包括：
14.计算各各炉次合金添加量m
i1-2
的方差，若方差小于5％，则不执行过滤处理，若方差大于5％，则将各各炉次合金添加量m
i1-2
从大到小排序，并滤除头尾各n*20％(向下取整)个数的m
i1-2
。
15.进一步地，所述步骤2中计算m
i1-1
具体为：
[0016][0017]
其中，m
i1-1
为各炉次为达到目标成分α，所需要的合金添加量，m
i1
为历史各炉次所用合金的重量，βi为历史各炉次实际成分。
[0018]
进一步地，所述步骤3中计算合金添加量m
i1-2
具体为：
[0019][0020]
其中，gi为各历史炉次钢液重量。
[0021]
有益效果：
[0022]
本发明以人工指定待生产钢种和钢包合金加料种类为依据，计算机搜索历史相同的钢种及合金加料种类的实际生产数据，通过两次等比例修正、数据过滤、取平均等操作，实现了转炉钢包合金重量的计算功能，通过多次重复的类似操作，可以实现所需要控制的所有元素对应的钢包合金加料重量的计算。相比于传统的基于合金收得率计算钢包合金重量的方式，可以大幅提高钢包合金料的重量计算精度。
附图说明
[0023]
图1为本发明实施例等比例修正原理的转炉钢包合金重量计算流程图。
具体实施方式
[0024]
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0025]
本发明公开了一种基于等比例修正原理的转炉钢包合金重量计算方法，下面以一具体实例进行详细描述。
[0026]
1、历史数据准备
[0027]
即将生产的当前炉次的配料种类(采用的合金料的种类)由人工指定，假设当前钢种为a，则首先搜索历史所有钢种为a、而且所用合金种类与当前炉次指定的种类相同的组合的历史生产炉次号，并统计出这些炉次号的相关信息，比如出钢重量、所用合金的种类及重量、加料后实测百分比含量、成分控制的目标值等，这里假设工人选定的种类为x1、x2、x3、x4四种合金，形如表1所示。本实施例以cr合金的控制为例，假设x1是为了调整cr元素的钢包合金，x2、x3、x4是为了调整其他元素的钢包合金，因此，表1只列出与cr相关的合金x1的信息。这里表中的α、β均为反应百分比的小于1的小数。
[0028]
表1钢种a历史炉次数据
[0029][0030]
下面介绍合金重量的修正计算过程，假设当前炉次重量为g
now
。
[0031]
2、第1次修正-各炉次达到α所需要的合金量的修正
[0032]
设各炉次为达到目标成分，所需要的合金添加量为m
i1-1
，由比例原理可知，式(1)成立，
[0033][0034]
因此有，
[0035][0036]
因此，将表1中第3列的钢包合金重量m
i1
变为m
i1-1
，则对应的cr实际成分将会达到目标值α，如表2所示。
[0037]
表2第一次修正结果
[0038][0039]
3、第2次修正-各炉次达到当前炉次重量g
now
所需要的合金添加量
[0040]
针对表2的数据，设各炉次为达到前炉次重量g
now
所需要的合金添加量为m
i1-2
，由比例原理可知，式(3)成立，
[0041][0042]
因此，式(4)成立，
[0043][0044]
此时，表2可以变形为表3所示。
[0045]
至此，通过两次修正计算，实现历史各炉次同时达到目标成分α及当前炉次重量g
now
所分别需要的合金添加量m
i1-2
，m
i1-2
对当前炉次的合金添加量具有重要的指导意义。
[0046]
表3第二次修正结果
[0047][0048][0049]
4、m
i1-2
的数据过滤处理
[0050]
实践应用发现，由于可能存在称重偏差、数据异常等原因，会导致m
i1-2
大小不同，甚至差别较大，因此，需要对表3中的m
i1-2
进行过滤处理。本发明采用以下方式进行处理：
[0051]
计算炉次合金添加量m
i1-2
的方差，如果方差小于5％，则不执行过滤处理；如果方差大于5％，则将m
i1-2
从大到小排序，完成排序后，滤除头尾各n*20％(向下取整)个数的m
i1-2
。设n个原始样本，过滤后的样本剩余个数为k。
[0052]
5、钢包合金添加重量的最终确定
[0053]
对过滤后的k个m
i1-2
取平均值，设为m
i1-ave
，本专利将该m
i1-ave
作为钢包合金添加量的最终预测值，如式(5)所示，
[0054][0055]
本发明以cr元素为例，其他各种合金元素的合金量计算均采用类似方法进行。
[0056]
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。