宝钢-BRP-炼钢新工艺过程控制模型研究与应用

郭亚芬郭亚芬宝钢研究院自动化研究所；el：56780880-2186；PAGE5E_MailHYPERLINKmailto::guoyf@:guoyf@宝钢BRP炼钢新工艺过程控制模型研究与应用郭亚芬 杜斌 陈军鹏 谢树元(宝钢研究院（技术中心）上海201900)[摘要]本文介宝钢转炉脱磷/碳BRP新工艺过控制模型研发和应用运用冶金机理统计回归神经元网络等多种方法结合宝钢生产实践经验，研发了转炉脱磷/脱碳新工艺成套过程控制模型，并投入生产应用，使炼钢生产更规范、稳定、低耗、高效。[关键词]过程控制模型；转炉炼钢；神经元网络1 引言转炉炼钢过程控制模型是全自动炼钢的关键技术，是集自动控制、冶金机理、生产工艺、数学建模人工智能数字仿真计算机等多种技术于一体的高难度复杂技术宝钢在上世纪90年代以二炼钢建造、一炼钢三电改造为契机，把炼钢这一复杂过程分解为多个控制对象或子过程，并分别建模，成功地研制开发了拥有自主知识产权的转炉常规冶炼成套模型，实现了转炉炼钢的全过程自动控制，从而使炼钢生产过程更规范、稳定、低耗、高效。2003年宝股份是国内第一个开“双联法新工（BRP转炉脱磷脱碳炼钢的钢铁公司。双联法是采用两座转炉双联作业一座进行铁水脱磷操作称为脱磷炉另一座接受来自脱磷炉的低磷半钢水进行脱碳升温操作称为脱碳炉这种炼钢方法可以实现少渣冶炼有利于经济地冶炼低磷、超低磷钢及高碳钢合金钢能有效改善钢的质量提高钢的纯净度和产品质量的稳定性针对转炉脱磷/脱碳BRP新工艺宝钢又研发了相对应的过程控制模型转炉脱磷/碳成套过程控制模型已于2004年0－2005年4月陆续投入运行模型起到生产指导和控制作用目前宝钢一炼钢计算机系统能同时运行常规炉脱磷炉脱碳炉三套过程控制模型从而使不同生产工艺不同的控制模型能有序有效地控制炼钢生产过程。2.炼钢模型简介转炉炼钢是一个非常复杂的多元多相高温状态下进行的非线性的物理化学反应过程，存在很多不确定的因素且难以获得准确连续的检测信息因此理论模型很难精确反映转炉炼钢过程我们根据炼钢生产特点运用冶金机理统计回归神经元网络人工智能等多种方法结合宝钢生产实践经验，研发了常规炉/脱磷炉/脱碳炉三套过程控制模型。宝钢一二炼钢300和250吨炉采用顶底复吹方式由过程计算机系统进行炼钢全过程的生产指导生产控制和生产实绩收集过程控制模型贯穿整个转炉吹炼过程按工艺流程主要进行转炉液面计算、副原料计算、副原料投入分配计算、副枪测定氧量计算、冷却材计算、总吹氧量计算、合金最小成本投入量计算、钢水成分预报，实时推算钢水温度和钢水碳含量等，进行吹止控制。3.炼钢模型原理宝钢针对常规炉脱磷炉脱碳炉三种炼钢工艺自主研发的离线在线转炉模型有20多个宝钢有一支技术力量长期耕耘在炼钢领域从事过程控制模型跟踪优化研发工作使模型适合不断改进的生产工艺以确保炼钢生产的产量和质量下面介绍宝钢近几年针对BRP新工艺研和优化改进的几个主要的转炉过程控制模型。转炉过程控制模型结构见图1。定有关规则。转炉复合动态模型将基于专家知识的神经元网络模型和优化代数学经验模型有机复合既拥有高精度同时又适用于有副枪转炉自投产初期开始到稳定生产的各个阶段目前宝钢一炼钢双联法新工艺中的脱碳炉就应用该复合动态模型进行吹止控制模型精度达到控制要求有副枪转炉复合动态模型在模型结构上更加完善在模型精度上更高在工艺适应性上更强复合动态模型的投运已成为宝钢全自动炼钢推进的有力保证。4 结束语转炉过程控制模型凝聚了工艺设备自动控制人工智能等领域的技术诀窍过程控制模型必须随生产工艺设备状况用户需求的变化而进行优化完善目前我们已基本完成宝钢分公司二炼钢新增加的6号炉BRP新艺的成套过程控制模型开发工作年底模型投入在线运行宝钢逐渐形成了具有自主知识产权的炼钢系列过程控制模型技术。参考文献1.郭亚芬，生产过程控制