简述精炼炉莱钢50T精炼炉底吹氩智能制约体系运用结论

论文导读：吹人钢液中，形成大耸的小氩气泡，这些小气泡对于钢水中的有害气体N2，02，H2等来说，这些有害气体溶解在钢液中的其他气体不断向氩气泡中扩散；扩散过程中。和氢氮在氩气泡中的分压力随着气泡上长而增加，但气泡在钢液中受热膨胀，氢和氮的分压力仍能保持较低的水平，故上浮过程中继续吸收氢和氮，最后随着氩气泡上浮而逸出钢液。另外
摘 要：莱钢50T精炼炉底吹氩智能控制系统有2套S7 300 PLC系统组成，控制上位机安装在精炼炉主控室，吹氩控制由操作工在炉前操作箱操作，或在主控室通过工控机画面操作。在控制系统中中可以根据工艺要求设定和修改吹氩流量曲线，手动控制或主控制台上操作，画面显示相关的报警信息，便于操作人员及时了解氩气情况并及时排除。
关键词：底吹氩；神经网络；模糊控制；PID
中图分类号：TP273.5
1 概述
特钢厂精炼炉炉底吹氩控制系投入使用后，该系统有2套PLC组成，全部为西门子S7 300 PLC系列，控制上位机安装在精炼炉主控室，吹氩控制由操作工在炉前操作箱操作，或在主控室通过工控机画面操作。通过对精炼炉底吹氩过程控制系统进行研究与分析，并根据流体力学的有关知识建立起了被控对象的平均神经网络模型和执行机构在此模型的基础上，以实现氩气流量的精确控制。通过仿真结果可知，莱钢50T电炉控制策略与常规的PID控制相比，具有较强的棒性和良好的动态性能。
随着科技的发展，用户对钢材的质量提出了越来越高的要求。因此炉外精炼已成为现代化钢厂的重要组成部分，本次改造莱钢50T电炉炉底吹氩将较传统的吹氩装置的优势。
（1）节能：本机吨钢吹氩量仅为传统吹氩装置的三分之二。
（2）较传统吹氩装置更能有效地提高钢的纯净度和质量。
（3）较传统吹氩装置钢夜升温快，精炼时间缩短20%。
（4）绿色环保，100%吹气搅拌成功。
2 精炼炉底吹氩系统

2.1 莱钢50T精炼炉底吹氩的原理

源于：职称论文www.7ctime.com
钢水进人钢包后，Ar气通过钢包底部的透气砖不断吹人钢液中，形成大耸的小氩气泡，这些小气泡对于钢水中的有害气体N2，02，H2等来说，这些有害气体溶解在钢液中的其他气体不断向氩气泡中扩散；扩散过程中。和氢氮在氩气泡中的分压力随着气泡上长而增加，但气泡在钢液中受热膨胀，氢和氮的分压力仍能保持较低的水平，故上浮过程中继续吸收氢和氮，最后随着氩气泡上浮而逸出钢液。另外，氩气上浮时引起的钢液搅动，提供了气相成核和夹杂颗粒碰撞的机会。有利于气体及夹杂的排除。因此，采用钢包底吹Ar精炼法，可以显著减少钢水巾有害气体的含量。明显提高钢水质量，并且还其有设备简单、工艺操作方便、投资少、见效快的特点。
精炼炉数控吹氩机由一组流星控制阀，莱钢50T精炼炉数控吹氩采用的PCM流量控制技术是将控制信号以2进制的形式输出控制一组阀门的开关。 下面程序为控制一组阀门的开关组合的控制方式。

2.2 莱钢50T精炼炉现场操作箱画面组成

数控吹氩机由两个炉前操作箱和工控机组成，操作工既可在炉前操作箱操作，也可在主控室通过
工控机画面操作。炉前操作箱：
操作说明：当将计算机主画面上“本地/远程”按钮摁下显示“远程”时，
操作工可用该操作箱按钮进行操作。
操作箱上方数显表显示的是当前流量 （NL/Min）；
同时下方数显表显示的是出口压力（Mpa）

2.3 莱钢50T精炼炉现场操作系统组成

氩气管道与钢包连接好后，将“开始/停止”按钮旋至“开始”，即钢包吹氩开始。
将“开始/停止”旋钮打到“开始”位。系统吹氩开始后，为了防止钢包堵塞，前5秒系统自动打开旁吹，此时压力和流量都很大，此时的流量显示为零。5秒后系统自动进入正常吹氩状态，此时的吹氩数据将按主画面上设定流量进行吹氩；
进入吹氩过程中可以调节旋钮开关"弱吹/正常/强吹"进行流量的转换，以实现快速调流；
操作工可根据实际情况通过“增大”或“减小”按钮进行微调以满足炼钢工艺的要求。增大或减小按钮每按一次，设定流量改变5NL/min，也可一直摁住按钮直到所需流量为止；
在正常吹氩过程中，当出口压力大于0.82MPa系统会自动转入高压旁吹，在高压旁吹时当出口压力低于1.10MPa系统又会自动转入正常吹氩。在下列情况下操作工可手动切换“正常/旁吹”旋钮：管道泄漏，流量很大而出口压力不大时，或者需要大流量的氩气，或是管道堵塞的情况可采用旁吹；
全程吹氩结束后，将“开始/停止”旋钮打到“停止”位，此时消声节流阀打开，将管道内余压泄掉，以保护透气砖不被堵塞。延时5秒后系统自动关闭。

2.4 莱钢50T精炼炉计算机操作系统组成

论文导读：“流量设定显示框”中直接写入，也可通过画面拖拉滑块输入。氩气流量大范围精确PID控制，可进行远程自动和现场手动操作。（3）累积流量、吹氩时间均为统计用数据，随时可清零；2.5精炼炉底吹氩系统的分析在实际生产中，随着氩气流量的增大，而氩气压力也增大，容易造成钢液面的裸露，钢水二次氧化，导致钢水中的氧和氧化夹
　（1）可以在主画面上操作“本地/远程”旋钮旋至“本地”；
（2）流量大小可在主画面上的“流量设定显示框”中直接写入，也可通过画面拖拉滑块输入。氩气流量大范围精确PID控制，可进行远程自动和现场手动操作。
（3）累积流量、吹氩时间均为统计用数据，随时可清零；

2.5 精炼炉底吹氩系统的分析

在实际生产中，随着氩气流量的增大，而氩气压力也增大，容易造成钢液面的裸露，钢水二次氧化，导致钢水中的氧和氧化夹杂物增加，从而限制了搅拌强度的进一步增大；而当搅拌能量太小时，则起不到吹氩搅拌去除夹杂物的作用。
3 结束语
精炼炉炉底吹氩控制系投入使用后，该系统有2套PLC组成，全部为西门子S7 300 PLC系列，控制上位机安装在精炼炉主控室，吹氩控制由操作工在炉前操作箱操作，或在主控室通过工控机画面操作。50T精炼炉本套炉底吹氩系统较以前传统炉底吹氩实现了节能、降耗增效的效果。
参考文献：
高泽平.钢水精炼吹氩搅拌机理的研究[J].湖南冶金，2000（7）.
李树江，高宪文，柴天佑.模糊串级控制及其在精炼炉吹氢系统中应用[J].信息与控制，1998（2）.
[3]李国勇.智能控制及其MATLAB实现[M].北京：电子工业出版社，2005.
[4]李军.武钢第二炼钢厂转炉底吹控制系统[J].冶金自动化，1999（1）.