本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐工藝控制領(lǐng)域，尤其涉及一種轉(zhuǎn)爐合金添加控制方法。
背景技術(shù)：
：轉(zhuǎn)爐煉鋼是將鐵水和少量的廢鋼通過吹氧冶煉成合格鋼水的過程，其中根據(jù)鋼種制造標(biāo)準(zhǔn)的不同，需要在轉(zhuǎn)爐裝料時和或在出鋼時在爐中和或在鋼包中加入適量的合金。由于合金種類繁多，價格昂貴，在轉(zhuǎn)爐冶煉鋼水的過程中加入適量的合金配比一直是煉鋼廠關(guān)心的問題，這一合金配比要求加入的合金種類和重量適量，使得本爐添加合金的總成本最小。在現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程中，合金添加計算大多使用lp(linearprogramming)線性規(guī)劃算法，由于現(xiàn)場條件的缺失，例如吹止成分缺失、游離氧數(shù)據(jù)缺失，導(dǎo)致lp算法計算有解率非常低。造成這種現(xiàn)狀的主要原因是：(1)吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)的缺失lp算法需要使用鋼種目標(biāo)成分與鋼水吹止成分的差值來計算元素的需求量，在轉(zhuǎn)爐實際生產(chǎn)中，操作人員往往在吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)尚未獲得的情況下就要使用lp算法進(jìn)行合金添加計算，造成這一現(xiàn)實的原因是由于從吹止到出鋼開始的時間間隔較短，如果等待吹止后才進(jìn)行合金添加計算，再通知l1及設(shè)備進(jìn)行供料，此時由于供料設(shè)備本身的限制，在時間上往往來不及供料。此時，在鋼水吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)缺失的情況下，lp算法計算合金添加配比失去了可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。(2)吹止游離氧數(shù)據(jù)不準(zhǔn)轉(zhuǎn)爐煉鋼靠吹氧來脫碳、升溫，在出鋼時，鋼水中不可避免的含有一定的游離氧，在加合金前如果不將鋼水中的游離氧先脫掉，加入鋼水中的部分合金將被鋼水中存在的游離氧氧化，合金收得率降低，造成合金料的浪費(fèi)。所以，在添加合金前，往往需要通過加入適量的脫氧劑將鋼水中的游離氧先脫掉，然后再加入需要加的合金。在實際生產(chǎn)中，在進(jìn)行合金添加計算時，尚未進(jìn)行鋼水游離氧測量，游離氧數(shù)據(jù)缺失，通常也是通過人工經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)定。(3)在lp算法無解時沒有相應(yīng)的處理在現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐合金計算模型使用過程中，lp算法無解的比例非常高，此時合金計算模型 沒有任何處理，直接的體現(xiàn)就是合金計算模型無解。但實際上操作人員肯定是可以通過人工計算添加合金的，此時有另外一種合金控制方法來確定合金添加方案就顯得十分重要?，F(xiàn)有技術(shù)，中國專利cn200910272870.3公開了一種方法，該專利使用條件是首先測定每爐鋼水的實際含氧量，然后準(zhǔn)確計算脫氧及合金化所需要的合金量，再將粒度適中的合金通過噴吹管及惰性氣體輸送到鋼包的鋼水中。使用范圍是鋼包，合金是通過噴吹管吹入鋼水，合金最小粒度有要求，合金加入量計算采用重量和含量公式直接計算，未使用lp算法，同時具有測量誤差，并且無法保證投入方案為最優(yōu)解。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種轉(zhuǎn)爐合金添加控制方法，該方法通過建立數(shù)據(jù)庫引入?yún)⒖紶t，參考爐的數(shù)據(jù)都是已經(jīng)成功的經(jīng)驗，以此補(bǔ)充在實績時可能缺乏的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，消除了lp算法計算時吹止成分缺失、游離氧數(shù)據(jù)缺失給算法帶來的影響，提高了lp算法計算的成功率；同時，當(dāng)lp算法失敗時，直接利用參考爐的數(shù)據(jù)加權(quán)得到最終的合金添加方案，同樣能在一定程度上保證鋼水質(zhì)量，大大避免了合金計算模型無解的情況。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種轉(zhuǎn)爐合金添加控制方法，包括以下步驟：s1，以歷次轉(zhuǎn)爐的數(shù)據(jù)作為參考爐建立數(shù)據(jù)庫并選定常規(guī)合金添加算法，所述數(shù)據(jù)庫內(nèi)包括參考爐的煉鋼參數(shù)，所述煉鋼參數(shù)由索引參數(shù)、工藝參數(shù)構(gòu)成和合金添加方案構(gòu)成；所述工藝參數(shù)包括鋼種、吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)、游離氧數(shù)據(jù)、鋼水重量、元素收得率和待添加合金種類；所述鋼種、鋼水重量、元素收得率和待添加合金種類由上位控制計算機(jī)下發(fā)得到；s2，設(shè)定參考爐的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量；s3，從數(shù)據(jù)庫內(nèi)查找與當(dāng)前轉(zhuǎn)爐的索引參數(shù)完全相同的參考爐，根據(jù)查找結(jié)果作如下選擇；1)當(dāng)查找到索引參數(shù)完全相同的參考爐的數(shù)量≥標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量時，選出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量個參考爐后進(jìn)入步驟s4；2)當(dāng)查找到索引參數(shù)完全相同的參考爐的數(shù)量＜閾值數(shù)量時，直接進(jìn)入步驟s4；s4，獲取吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和游離氧數(shù)據(jù)，分如下兩種情況：1)在實測成功時，以實測數(shù)據(jù)作為吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和游離氧數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟s5；2)在實測失敗時，如有參考爐數(shù)據(jù)，則以參考爐數(shù)據(jù)計算得到吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和游離氧數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟s5；如無參考爐數(shù)據(jù)，則進(jìn)入步驟s6；s5，根據(jù)吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和游離氧數(shù)據(jù)結(jié)合常規(guī)合金添加算法求解：當(dāng)常規(guī)合金添加算法有解時，得到本次轉(zhuǎn)爐合金添加方案，結(jié)束本次轉(zhuǎn)爐合金添加控 制；當(dāng)常規(guī)合金添加算法無解時，進(jìn)入步驟s6；s6，獲取合金添加方案，分如下兩種情況：1)如有參考爐數(shù)據(jù)，則以參考爐數(shù)據(jù)計算得到本次轉(zhuǎn)爐合金添加方案，結(jié)束本次轉(zhuǎn)爐合金添加控制；2)如無參考爐數(shù)據(jù)，由操作工按經(jīng)驗確定合金添加方案，結(jié)束本次轉(zhuǎn)爐合金添加控制；在結(jié)束本次轉(zhuǎn)爐合金添加控制后，當(dāng)冶煉并澆鑄完畢生產(chǎn)調(diào)度人員根據(jù)制造標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)實績判定此爐的生產(chǎn)合格時，則將本次轉(zhuǎn)爐的數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫內(nèi)作為參考爐。所述步驟s4中，在實測失敗時，如有參考爐數(shù)據(jù)，將參考爐的吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)加權(quán)平均得到的吹止成分估算值作為本次轉(zhuǎn)爐的吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)。所述步驟s4中，在實測失敗時，如有參考爐數(shù)據(jù)，將參考爐的游離氧數(shù)據(jù)算術(shù)平均得到的游離氧估算值作為本次轉(zhuǎn)爐的游離氧數(shù)據(jù)。所述步驟s6中如有參考爐數(shù)據(jù)，則以參考爐數(shù)據(jù)通過公式1計算得到本次轉(zhuǎn)爐合金添加方案：式中，xi為本次轉(zhuǎn)爐合金添加方案中第i種合金的添加量；n為待添加合金種類的數(shù)量，i＝1，2，……m；m為參考爐的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量，j＝1，2，……m；mi為在m個參考爐中含有第i種合金的參考爐數(shù)量；w為本次轉(zhuǎn)爐的鋼水重量；wj為第j個參考爐的鋼水重量；為第j個參考爐的合金添加方案中第i種合金的添加量；1)參考爐中無合金添加方案時，由操作工按經(jīng)驗確定合金添加方案。所述的索引參數(shù)包括鋼種、爐座號和操作工班號。所述步驟s3中，選出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量個參考爐的具體方法為，1)將所有被選出的參考爐的權(quán)重系數(shù)歸0；2)選定若干工藝參數(shù)作為權(quán)重參數(shù)，被選出的參考爐的數(shù)據(jù)中每具有一項權(quán)重參數(shù)的具體 數(shù)值，則該參考爐的權(quán)重系數(shù)+1；3)按權(quán)重系數(shù)將所有被選出的參考爐從大到小排序，如權(quán)重系數(shù)相同則按數(shù)據(jù)更新時間從新往舊排序；選出排序在前的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量個參考爐。本發(fā)明轉(zhuǎn)爐合金添加控制方法通過建立數(shù)據(jù)庫引入?yún)⒖紶t，參考爐的數(shù)據(jù)都是已經(jīng)成功的經(jīng)驗，以此補(bǔ)充在實績時可能缺乏的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，消除了lp算法計算時吹止成分缺失、游離氧數(shù)據(jù)缺失給算法帶來的影響，提高了lp算法計算的成功率；同時，當(dāng)lp算法失敗時，直接利用參考爐的數(shù)據(jù)加權(quán)得到最終的合金添加方案，同樣能在一定程度上保證鋼水質(zhì)量，大大避免了合金計算模型無解的情況，對后期模型實用化推進(jìn)具有十分重要的現(xiàn)實意義。附圖說明圖1為本發(fā)明轉(zhuǎn)爐合金添加控制方法的流程框圖。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明表述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1如圖1所示，一種轉(zhuǎn)爐合金添加控制方法，包括以下步驟：s1，以歷次轉(zhuǎn)爐的數(shù)據(jù)作為參考爐建立數(shù)據(jù)庫并選定常規(guī)合金添加算法，所述數(shù)據(jù)庫內(nèi)包括參考爐的煉鋼參數(shù)，所述煉鋼參數(shù)由索引參數(shù)、工藝參數(shù)構(gòu)成和合金添加方案構(gòu)成；所述工藝參數(shù)包括鋼種、吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)、游離氧數(shù)據(jù)、鋼水重量、元素收得率和待添加合金種類；所述鋼種、鋼水重量、元素收得率和待添加合金種類由上位控制計算機(jī)下發(fā)得到；s2，設(shè)定參考爐的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量m；s3，從數(shù)據(jù)庫內(nèi)查找與當(dāng)前轉(zhuǎn)爐的索引參數(shù)完全相同的參考爐，根據(jù)查找結(jié)果作如下選擇；1)當(dāng)查找到索引參數(shù)完全相同的參考爐的數(shù)量≥標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量時，選出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量個參考爐后進(jìn)入步驟s4；2)當(dāng)查找到索引參數(shù)完全相同的參考爐的數(shù)量＜閾值數(shù)量時，直接進(jìn)入步驟s4；在本發(fā)明中，作為優(yōu)選，所述的索引參數(shù)包括鋼種、爐座號和操作工班號；即選取數(shù)據(jù) 庫中與當(dāng)前轉(zhuǎn)爐的鋼種、爐座號和操作工班號完全一致的參考爐；s4，獲取吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和游離氧數(shù)據(jù)，分如下兩種情況：1)在實測成功時，以實測數(shù)據(jù)作為吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和游離氧數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟s5；2)在實測失敗時，如有參考爐數(shù)據(jù)，則以參考爐數(shù)據(jù)計算得到吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和游離氧數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟s5；如無參考爐數(shù)據(jù)，則進(jìn)入步驟s6，無參考爐數(shù)據(jù)分為s3中沒有選出參考爐和選出的參考爐中缺少吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和/或游離氧數(shù)據(jù)兩種情況；當(dāng)被選出參考爐具有吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和/或游離氧數(shù)據(jù)時，對被選出參考爐的吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)加權(quán)平均得到吹止成分估算值，對被選出參考爐的游離氧數(shù)據(jù)算術(shù)平均得到游離氧估算值；吹止成分估算值為第j個參考爐中第l種元素的吹止成分，設(shè)參考爐中共有l(wèi)種元素，l＝1，2，……l；游離氧估算值zj為第j個參考爐的游離氧數(shù)據(jù)；當(dāng)被選出參考爐缺少吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和/或游離氧數(shù)據(jù)時，實測得到吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和/或游離氧數(shù)據(jù)；s5，根據(jù)吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)和游離氧數(shù)據(jù)結(jié)合常規(guī)合金添加算法求解：當(dāng)常規(guī)合金添加算法有解時，得到本次轉(zhuǎn)爐合金添加方案，結(jié)束本次轉(zhuǎn)爐合金添加控制；但是，由于常規(guī)合金添加算法固有的缺陷，造成在利用工藝參數(shù)進(jìn)行合金添加方案計算時，可能出現(xiàn)無解的情況；因此，當(dāng)常規(guī)合金添加算法無解時，進(jìn)入步驟s6；s6，獲取合金添加方案，分如下兩種情況：1)如有參考爐數(shù)據(jù)，即被選出的參考爐數(shù)據(jù)中具有合金添加方案時，則以參考爐數(shù)據(jù)通過公式1計算得到本次轉(zhuǎn)爐合金添加方案，結(jié)束本次轉(zhuǎn)爐合金添加控制；式中，xi為本次轉(zhuǎn)爐合金添加方案中第i種合金的添加量；n為待添加合金種類的數(shù)量，i＝1，2，……m；m為參考爐的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量，j＝1，2，……m；mi為在m個參考爐中含有第i種合金的參考爐數(shù)量；w為本次轉(zhuǎn)爐的鋼水重量；wj為第j個參考爐的鋼水重量；為第j個參考爐的合金添加方案中第i種合金的添加量；2)如無參考爐數(shù)據(jù)，由操作工按經(jīng)驗確定合金添加方案，結(jié)束本次轉(zhuǎn)爐合金添加控制；在結(jié)束本次轉(zhuǎn)爐合金添加控制后，當(dāng)冶煉并澆鑄完畢生產(chǎn)調(diào)度人員根據(jù)制造標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)實績判定此爐的生產(chǎn)合格時，則將本次轉(zhuǎn)爐的數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫內(nèi)作為參考爐。在本發(fā)明中，所述步驟s3選出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量個參考爐時，數(shù)量不總是剛好等于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量，因此當(dāng)被選出的數(shù)量大于了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量時，需要剔除多余的部分，因此采用如下方式進(jìn)行選取：1)將所有被選出的參考爐的權(quán)重系數(shù)歸0；2)選定若干工藝參數(shù)作為權(quán)重參數(shù)，被選出的參考爐的數(shù)據(jù)中每具有一項權(quán)重參數(shù)的具體數(shù)值，則該參考爐的權(quán)重系數(shù)+1；如在本實施例中，選取吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)、鋼水重量、游離氧數(shù)據(jù)和合金添加方案作為選中參數(shù)，各爐初始權(quán)重為0，其有吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)時權(quán)重加1、有鋼水重量數(shù)據(jù)時權(quán)重加1、有游離氧數(shù)據(jù)時權(quán)重加1，有合金添加實績數(shù)據(jù)時權(quán)重加1；3)找出參考爐次權(quán)重最小的爐次，如果此爐次比新確認(rèn)的爐次權(quán)重小，則用新確認(rèn)的爐次替換它，如果參考爐次中權(quán)重最小的爐次同時有多個，則替換生產(chǎn)時間最早的那個爐次，否則不進(jìn)行替換。4)按權(quán)重系數(shù)將所有被選出的參考爐從大到小排序，如權(quán)重系數(shù)相同則按數(shù)據(jù)更新時間從新往舊排序；5)選出排序在前的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量個參考爐。在某煉鋼廠現(xiàn)場實驗時，加工鋼種it234567、當(dāng)前爐號167604、生產(chǎn)班號丙班，設(shè)定參考爐的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量m為5個，本次轉(zhuǎn)爐的鋼水重量為300噸，從歷次轉(zhuǎn)爐的數(shù)據(jù)庫中選取出表3、表4、表5的數(shù)據(jù)；表3為參考爐的鋼水重量和游離氧數(shù)據(jù)表表4為參考爐的爐吹止成分?jǐn)?shù)據(jù)表表5為參考爐合金添加方案表通過步驟s4計算得到，各元素的吹止成分估算值如表6所示，表6為當(dāng)前轉(zhuǎn)爐吹止成分估算值表通過步驟s4計算得到，當(dāng)前轉(zhuǎn)爐游離氧估算值m為參考爐中，具有游離氧數(shù)據(jù)的參考爐數(shù)量，根據(jù)表3可知，此時m＝4，z＝(743+559+754+529)/4＝646。在本實施例中，將游離氧估算值和吹止成分估算值使用現(xiàn)有的常規(guī)合金添加算法求解時失敗，未得到解，因此根據(jù)表5的數(shù)據(jù)，采用公式1進(jìn)行計算，得到表7，表中s-al為酸溶鋁，dcsi為低碳硅鐵，lccr為低碳鉻鐵；合金添加種類合金添加重量(kg)s-al378dcsi11695lccr512表7為當(dāng)前轉(zhuǎn)爐的合金添加方案表冶煉并澆鑄完畢后，生產(chǎn)調(diào)度人員根據(jù)制造標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)實績判定此爐的生產(chǎn)合格，此時將當(dāng)前轉(zhuǎn)爐的數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫內(nèi)。當(dāng)前第1頁12