[发明专利]炼钢合金投入量控制方法

说明书

本发明涉及冶金过程的生产与控制领域，尤其涉及一种炼钢时各类合金投入量的控制方法。一种炼钢合金投入量控制方法，先根据冶炼工艺设定各个元素的标准收得率和出钢目标成分，并选定若干炉钢水作为参考炉；再利用参考炉的生产实绩数据计算得到各个合金的学习收得率；建立合金投入量模型，根据学习收得率计算得到各个合金投入量用于控制料仓控制系统进行合金投料操作。一种炼钢合金投入量控制方法通过选取参考炉的方式获得元素的学习收得率并转换成为合金综合收得率后，以合金成本作为优化目标，采用线性规划方式确定炼钢区域合金投入量，实现对钢水成分的精确控制，降低了合金投入成本，通过避免有害元素合金的方式提升了钢水冶炼质量。

技术领域

本发明涉及冶金过程的生产与控制领域，尤其涉及一种炼钢时各类合金投入量的控制方法。

背景技术

在炼钢区域转炉炼钢、LF精炼、RH精炼等冶炼工序，都需要投入一定量的合金对钢水成分进行调整，以满足钢水目标成分的要求。在实际生产中操作中，大多根据钢水目标成分对多种元素含量上限、中限、下限的要求，在可供选择的合金中挑选几种有效的合金，计算其需要的添加组合与数量，满足炼钢的工艺要求，该问题通常有二种解决方法：

方法一，转化为线性规划问题，参见中国专利CN200410024741.X中公开的一种RH精炼过程中的合金化控制方法。线性规划的约束条件为该钢种标准成分中有上限、中限、下限要求的元素，约束变量为各种合金的投入量，目标函数为合金投入成本最小，合金的选择范围为料仓中存在的所有合金：

S.T.

其中，Cj为合金Aj的价格，Aij为合金Aj中元素Ei的含量，Bi，Bui分别为钢水目标成分、目标上限。

使用上述方法能够满足一般的合金需求量的计算需求，但该方法存在如下两个明显的缺陷：其一，上述方法未能考虑投入合金后会改变钢水总重量，从而导致钢水元素目标成分含量％比要求的偏低。特别是对合金添加量较大的钢种如硅钢，有时需要添加十余吨合金，按照上述计算方法，最终元素目标成分造成较大偏差；其二，未考虑合金中有害元素对炼钢品质的负面影响。针对一类纯静度要求较高的钢种，由于最小成本的优化目标，上述LP模型会导致选择成本较低但含有杂质有害元素的合金，如P，S等，造成钢水品质的下降。对有害成分而言，该钢种对其中的S、P为仅只有目标成分上限要求，明显地这类元素是该钢种的杂质元素，成分调整后，含量越低越好。但使用上述LP方法，最终的配比方案会导致杂质配比不可控，影响钢水质量。

方法二，参见中国专利CN201310566379.8中公开的一种炼钢区域合金料单的计算方法，根据目标元素成分要求、以及合金元素收得率，直接计算对应合金的需求量。该方法依次针对需要进行成分调整的合金元素，根据元素初始成分、目标成分要求、合金元素含量等，估算需要加入合金量；在此基础上，再进行相互调整，最终经过多次迭代计算，找到合适的合金配比及投入量。该方法虽然计算简单、快捷，也可以通过选择恰当的合金配比来避免提升有害元素的提升，但也存在如下缺陷：其一，同样无法解决由于添加合金导致钢水增加引发的最终目标成分偏差；其二，由于一种合金往往包含多种合金元素，在调整新元素成分时，会导致已调整好的元素目标超量，需要重新调整。由于合金包含多种元素成分耦合影响，极端情况下无法找出都满足目标元素成分要求的合金匹比，也无法保证合金投入成本最优。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种炼钢合金投入量控制方法，该控制方法通过选取参考炉的方式获得元素的学习收得率并转换成为合金综合收得率后，以合金成本作为优化目标，采用线性规划方式确定炼钢区域合金投入量，实现对钢水成分的精确控制，降低了合金投入成本，通过避免有害元素合金的方式提升了钢水冶炼质量，为企业带来较好的经济效益。

本发明是这样实现的：一种炼钢合金投入量控制方法，包括以下步骤：