[发明专利]一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法

权利要求书

1.一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法，其特征在于，包括：

根据铁水初始状态的特征参数和冶炼目标钢种的要求，基于转炉冶炼终点碳含量和温度控制模型，进行终点碳含量和温度控制；

所述转炉冶炼终点碳含量和温度控制模型以副枪第一次检测点为分界点，分为第一阶段和第二阶段；所述第一阶段包括吹氧量预测模型和终点碳含量预测模型，所述第二阶段包括对碳含量进行逻辑控制或对温度进行PID控制；

其中，所述第二阶段具体包括：

若所述副枪第一次检测点对应的碳含量和温度满足出钢要求，则直接出钢；

若所述副枪第一次检测点对应的碳含量不满足所述出钢要求，则对碳含量进行所述逻辑调控；若所述副枪第一次检测点对应的温度不满足出钢要求，则对温度进行所述PID控制；

其中，所述对温度进行所述PID控制具体包括：

根据期望温度值与实际温度值的差值，基于温度PID控制器，确定冷却剂加入量后进行冶炼，直至副枪第二次检测点；

若所述副枪第二次检测点对应的温度满足出钢要求，则直接出钢；若所述副枪第二次检测点对应的温度不满足出钢要求，则重复上一步骤，直至温度满足出钢要求；

其中，所述温度PID控制器的处理方程为：

其中，u为冷却剂加入量，e(t)为期望温度值与实际温度值的差值；K_p,K_i和K_d分别为所述温度PID控制器的性能参数。

2.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法，其特征在于，所述第一阶段具体包括：

S1、根据所述铁水初始状态的特征参数和冶炼目标钢种的要求，基于所述吹氧量预测模型，获得操作量吹氧量和冷却剂加入量；根据所述操作量吹氧量和现场吹氧流量，计算吹氧时间；

S2、若所述吹氧时间在预设时间范围内，则按照所述吹氧时间和所述冷却剂加入量进行冶炼，直至所述副枪第一次检测点。

3.根据权利要求2所述的一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法，其特征在于，步骤S2还包括：

若所述吹氧时间不在所述预设时间范围内，则设置初始吹氧时间，基于所述终点碳含量预测模型，获得预测终点碳含量；

若所述预测终点碳含量和所述目标终点碳含量的偏差值不大于预设偏差值，则按照初始吹氧时间进行冶炼，直至所述副枪第一次检测点；

若所述预测终点碳含量和所述目标终点碳含量的偏差值大于所述预设偏差值，则将初始吹氧时间与预设时间步长相加，形成新的初始吹氧时间；根据所述新的吹氧时间，获得新的预测终点碳含量，直至获得不大于所述预设偏差值对应的吹氧时间；

按照不大于所述预设偏差值对应的吹氧时间和所述冷却剂加入量进行冶炼，直至所述副枪第一次检测点。

4.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢终点碳含量和温度控制方法，其特征在于，所述K_p,K_i和K_d性能参数由PSO算法进行优化，包括：

随机产生初始的粒子群，并分别赋值给所述K_p,K_i和K_d；

通过T＝f(u)的关系方程，计算出所述粒子的适应度函数值；其中，u为冷却剂加入量，T为钢水温度；

若T和预设温度T₀之间的差值是否小于阈值ε，则所述PSO算法结束；

若T和预设温度T₀之间的差值是否不小于阈值ε，则更新所述粒子群，并重复上述步骤。