[发明专利]一种转炉炼钢石灰加入量计算方法

说明书

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，涉及转炉炼钢生产静态模型的建立，特别涉及一种转炉炼钢生产过程中石灰加入量的计算方法。

背景技术

转炉炼钢生产是将铁水降碳、升温、降低磷硫等杂质元素含量，获得合格钢水的工业过程。通过顶吹氧气将铁水中的杂质元素氧化，加入造渣材料将杂质从钢水中脱除。造渣制度是转炉炼钢生产中重要的工艺制度之一，炉渣的碱度是衡量造渣好坏的重要指标，也是影响磷、硫脱除比例的主要因素之一。碱度通常定义为炉渣中CaO含量和SiO₂含量的比值：R＝w(CaO)/w(SiO₂)。控制合适的石灰加入量、保证炉渣终点碱度对于生产出合格的钢水至关重要。

石灰加入量计算模型属于转炉静态模型的一部分。目前，针对石灰加入量计算的建模方法主要有：

基于物料平衡的经验公式法，经验公式法将铁水中硅含量和工艺目标碱度作为确定石灰加入量的参考(陈忠伟，袁守谦.LD转炉冶炼的静态数学模型及实现[J].炼钢，2000，16(5)：31-34)；

基于统计理论的增量回归法，增量回归方法以当前炉次铁水条件与标准炉次之间的增量值为基础计算当前炉次的石灰加入量(朱光俊，梁本川.转炉炼钢静态控制优化模型[J].炼钢，1999，15(4)：25-28)。

然而，这两种石灰加入量计算方法无法很好地保证炉渣终点碱度满足工艺要求，有时甚至使炉次间的炉渣碱度波动很大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种转炉炼钢石灰加入量计算方法，该方法通过碱度偏差估计模型预报输入碱度与炉渣终点碱度之间的偏差，修正石灰加入量经验计算公式中的碱度参数，以保证炉渣终点碱度满足工艺要求。

本发明的技术方案为：

分析转炉吹炼过程中影响石灰溶解的因素，根据分析结果选择合适的输入变量，并建立支持向量机碱度偏差估计模型，预报当前炉次输入碱度与终点炉渣碱度之间的偏差。之后利用碱度偏差的估计值修正经验公式中的碱度值，得到改进的石灰加入量计算模型。

支持向量机碱度偏差估计模型建立的步骤如下：

步骤1：分析影响炉渣终点碱度的主要因素，包括炉渣成分、熔池温度、石灰质量以及吹氧量。

步骤2：确定支持向量机碱度偏差估计模型的输入变量，包括铁水硅含量、铁水锰含量、铁水磷含量、铁水硫含量、白云石加入量、钢水终点温度、石灰活度以及炉次总耗氧量。

步骤3，构建适用于建模的标准炉次库：

(1)在历史数据库中选择有终点炉渣成分化验的数据记录；

(2)选择终点碳含量和温度同时命中的数据记录；

(3)选择铁水硅含量在0.2～0.6％之间，并且炉渣终点碱度在2.8～3.5之间的数据记录，建立标准炉次库。

步骤4，建立支持向量机碱度偏差估计模型：

(1)计算标准炉次库中各炉次的输入碱度R_input：

Rinput=(CaOlime+CaOdolomite)(SiO2lime+SiO2dolomite+K×w[Si]×WHM+SiO2scrap)]]>