熱力動力學(xué)模型基礎(chǔ)上的控制系統(tǒng).ppt

1、特米托里.阿力克山特洛維奇.巴那馬林可 總經(jīng)理,GIBBS 熱力動力學(xué)模型基礎(chǔ)上的控制系統(tǒng),構(gòu)建的主要原則: 各煉鋼設(shè)備工藝過程自動化控制系統(tǒng)的共同裝備 熱力動力學(xué)模型 采用各種模型的效果 控制系統(tǒng): 電弧煉鋼爐 轉(zhuǎn)爐 爐外精煉部分 生產(chǎn)鏈 工藝師自動化工作臺 技術(shù)咨詢服務(wù),推介內(nèi)容,各煉鋼設(shè)備工藝過程自動化控制系統(tǒng)的共同裝備,按各標(biāo)準(zhǔn)制度控制,過程數(shù)據(jù),樣板 圖案板 馬斯基 模范操作 專家系統(tǒng) 冶金模型 加熱模型 合金化模型 真空處理模型 變性處理模型 ,質(zhì)量(金屬、渣、氣) 化學(xué)成分(金屬、渣、氣) 溫度(金屬、渣、氣),結(jié)果,原始數(shù)據(jù),熱力動力學(xué)模型,+考慮到動力學(xué),+ 熱能模型,質(zhì)量

2、化學(xué)成分 溫度 壓力,模擬的原則,機(jī)組的數(shù)學(xué)模型,直接任務(wù),結(jié)果：知道任何時間的金屬和渣的化學(xué)成分當(dāng)時的數(shù)值，也能預(yù)報到冶煉終結(jié)時的數(shù)值變化,監(jiān)察和預(yù)報,質(zhì)量(金屬、渣、氣) 化學(xué)成分(金屬、渣、氣) 溫度(金屬、渣、氣),質(zhì)量 化學(xué)成分 溫度 壓力,結(jié)果,原始數(shù)據(jù),機(jī)組的數(shù)學(xué)模型,反向任務(wù)，最佳化,結(jié)果：計算所有合理的制度和操作-從冶煉開始(或者從適時)到冶煉過程的終點(diǎn),編制工藝解決措施,質(zhì)量(金屬、渣、氣) 化學(xué)成分(金屬、渣、氣) 溫度(金屬、渣、氣),加料的數(shù)量和時間 進(jìn)行冶煉的工藝制度,直接任務(wù),結(jié)果：知道任何時間的金屬和渣的化學(xué)成分當(dāng)時的數(shù)值，也能預(yù)報到冶煉終結(jié)時的數(shù)值變化,質(zhì)量

3、化學(xué)成分 溫度 壓力,結(jié)果,原始數(shù)據(jù),機(jī)組的數(shù)學(xué)模型,模型的萬能牲,質(zhì)量(金屬、渣、氣) 化學(xué)成分(金屬、渣、氣) 溫度(金屬、渣、氣),加料的數(shù)量和時間 進(jìn)行冶煉的工藝制度,反向任務(wù)，最佳化,結(jié)果：計算所有合理的制度和操作-從冶煉開始(或者從適時)到冶煉過程的終點(diǎn),機(jī)組的數(shù)學(xué)模型,不是用鋼種，而是用化學(xué)成分, 采用任何物料, 冶煉任何鋼種,質(zhì)量(金屬、渣、氣) 化學(xué)成分(金屬、渣、氣) 溫度(金屬、渣、氣),模型的萬能牲,質(zhì)量 化學(xué)成分 溫度 壓力,采用熱力動力學(xué)模型的優(yōu)點(diǎn), 冶煉任何鋼種, 采用任何物料, 在整個冶煉過程中可以實(shí)現(xiàn)最佳化的操作, 在任何情況下，包括意外情況，都具有工作能力,

4、 其中-可靠性, 不仃的對金屬和渣的適時狀況進(jìn)行監(jiān)察, 監(jiān)察非金屬夾雜物對金屬的污染, 可以模擬任何的煉鋼過程, 可以適應(yīng)任何具體的機(jī)組,過程數(shù)據(jù),按冶煉進(jìn)程編制工藝解決措施,吉布斯控制系統(tǒng),1. 工藝過程控制 冶煉工藝過程的設(shè)計按照冶煉進(jìn)程計算所有必須的和相關(guān)的操作，這是為了保證在現(xiàn)有條件下，在冶煉終止時刻能得到金屬所需要的化學(xué)成分和溫度 對冶煉過程的跟蹤監(jiān)察從一級工藝過程自動化控制系統(tǒng)得到和分析數(shù)據(jù) 情況修正根據(jù)實(shí)際累計的情況進(jìn)行冶煉操作方案的重新計算 控制所有的裝備在冶煉方案的基礎(chǔ)上形成指令和發(fā)布指令給控制基站 2. 信息跟蹤 收集和保存冶煉和所煉金屬的所有數(shù)據(jù) 標(biāo)準(zhǔn)參考信息 形象化 編

5、制報告和其他文件 確保和所有相鄰控制系統(tǒng)的通信和數(shù)據(jù)貯存,吉布斯控制系統(tǒng) 主要功能,冶煉開始(在得到冶煉任務(wù)后) ： 首次計算冶煉方案: 計算爐料廢鋼、生鐵(鐵水/鐵塊)、球團(tuán)礦、熱壓鐵塊(HBI) 和其它 計算輸入功率曲線 計算工作槍的圖表 (所有槍共同的或按每枝單獨(dú)的) 計算氧氣吹煉制度 計算每爐鋼所要加的造渣料和其他物料的數(shù)量，以及它們的給料制度 預(yù)先計算在出鋼時往鋼包加的脫氧劑，合金料和造渣料的數(shù)量 操作冶煉方案的重新計算：當(dāng)實(shí)際冶煉爐料數(shù)據(jù)得到時由于鐵水兌少或兌多了，廢鋼加少了或加多了，以及化學(xué)成分，鐵水溫度和其他等 按冶煉進(jìn)程： 監(jiān)察冶煉過程所有的參數(shù) 計算現(xiàn)在的和要預(yù)報的金屬和渣

6、的溫度和成分的數(shù)值 根據(jù)冶煉進(jìn)程發(fā)生的偏離情況，重新計算冶煉方案 在出鋼前，出鋼時： 在出鋼前，精準(zhǔn)計算在出鋼時往鋼包里加的所有物料，這個計算是在知道出鋼前金屬的溫度，氧化性和化學(xué)成分的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,吉布斯控制系統(tǒng) 電弧煉鋼爐 工作順序,過程數(shù)據(jù),吉布斯控制系統(tǒng) 氧氣轉(zhuǎn)爐,吉布斯控制系統(tǒng) 氧氣轉(zhuǎn)爐 仿真計算,冶煉開始(在得到冶煉任務(wù)后) ： 首次計算冶煉方案： -爐料計算鐵水(并考慮鐵水溫度和成分) 和廢鋼數(shù)量 計算一爐鋼所需要的氧氣量 計算一爐鋼所需要的造渣料和其他物料 計算冶煉時加散裝料和吹氧強(qiáng)度間相適應(yīng)的圖表 預(yù)先計算在出鋼時往鋼包加的各種脫氧劑，合金料和造渣料的數(shù)量 修正所有計算：當(dāng)實(shí)

7、際冶煉爐料數(shù)據(jù)得到時由于鐵水兌少或兌多了，廢鋼加少了或加多了，以及鐵水化學(xué)成分，鐵水溫度和其他等 按冶煉進(jìn)程： 檢查冶煉過程的所有參數(shù) 計算現(xiàn)時的和要預(yù)報的金屬和渣的溫度和成分的數(shù)值 在收集到爐氣成分的基礎(chǔ)上，計算冶煉和金屬溫度的平衡 在發(fā)生某些偏離時要重新計算冶煉方案 在出鋼前，出鋼時 精準(zhǔn)計算在出鋼前往鋼包里加的所有物料，這個計算是在知道出鋼前金屬的溫度，氧化性和化學(xué)成分的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,吉布斯控制系統(tǒng) 氧氣轉(zhuǎn)爐 工作順序,過程數(shù)據(jù),爐外精煉的吉布斯工藝過程自動化控制系統(tǒng),系統(tǒng)要解決以下任務(wù),準(zhǔn)確地執(zhí)行鋼水爐外精煉現(xiàn)行的工藝制度,把連鑄前的鋼水化學(xué)成分和溫度命中在狹窄的規(guī)定的范疇內(nèi)。并穩(wěn)定一

8、爐接一爐的鋼水質(zhì)量。,最低的物料消耗-這是由于爐外精煉時對所需的合金料和其他需要的物料進(jìn)行精準(zhǔn)計算的結(jié)果,監(jiān)察鋼水中的非金屬夾雜物的成份和含量,操作統(tǒng)計所有發(fā)生的偏離-操作統(tǒng)計實(shí)際生產(chǎn)條件下累計發(fā)生的所有偏離和相應(yīng)修正鋼水的精煉操作制度,操作過程運(yùn)行的穩(wěn)步性-鋼水精煉在非穩(wěn)定的原始條件下進(jìn)行(進(jìn)站處理的半成品成份和要用的合金料和其他料的成份不穩(wěn)定) ，或者過去從未用過的物料 以及在意外情況時,吉布斯控制系統(tǒng) 爐外精煉部分,執(zhí)行機(jī)構(gòu),指令,手動控制,吉布斯工藝過程自動化控制系統(tǒng),過程數(shù)據(jù),爐外精煉的吉布斯工藝過程自動化控制系統(tǒng) 調(diào)度職能,關(guān)于澆鑄的數(shù)據(jù),調(diào)度系統(tǒng),工藝數(shù)據(jù)庫,+ 計劃,生產(chǎn)作業(yè)管

9、理,吉布斯控制系統(tǒng),效果 耒源,經(jīng)常檢測機(jī)組中金屬的現(xiàn)況 能預(yù)報操作過程的發(fā)展和預(yù)先告知問題 精準(zhǔn)計算所有工序的操作 在整個冶煉過程中尋找最佳的解決方法 消除煉鋼工的錯誤操作,主要的：吉布斯控制系統(tǒng)允許冶煉過程在最高度的自動化操作制度下進(jìn)行冶煉 這保證：,在出鋼前能可靠地命中金屬的化學(xué)成份和溫度， 穩(wěn)定從一爐到一爐的金屬質(zhì)量 金屬中炭含量-達(dá)到0.01, 磷含量-不高于規(guī)定的含量, 溫度10度 降低煉鋼消耗 降低助熔劑消耗5-20, 降低電耗2-5, 降低天然氣消耗-達(dá)10, 降低氧氣耗量-達(dá)10, 增加金屬所得0.5-3; 縮短平均冶煉時間和提高生產(chǎn)率 縮短冶煉時間2-5分鐘 提高機(jī)組生產(chǎn)率

10、2-5,效果 電弧煉鋼爐,提高和穩(wěn)定一爐到一爐半成品的質(zhì)量 金屬中炭含量-到0.01, 磷含量-不高于規(guī)定的含量, 溫度15度 消耗最低化 減少熔劑消耗5-10, 減少氧氣消耗2-5, 減少金屬燒損(增加金屬回收)0.5-3, 減少脫氧劑消耗5-15, 在降低渣中FeO從而降低爐襯消耗, 由于工藝鏈各設(shè)備組合協(xié)調(diào)從而降低消耗 縮短平均冶煉時間和提高生產(chǎn)率 縮短平均冶煉時間2-4分鐘 提高機(jī)組生產(chǎn)率, 增加生產(chǎn)量.,效果 氧氣轉(zhuǎn)爐,降低鋼生產(chǎn)消耗 降低物料消耗3-5, 降低電能消耗 35 %, 降低電極消耗 35 % 減少鋼包耐火襯消耗 35 % 提高供給連鑄鋼水的質(zhì)量 減少(消除) 水口結(jié)瘤現(xiàn)

11、象, 提高澆鑄能力-達(dá)3, 降低金屬退廢, 降低工藝切損; 提高二次冶金部分的生產(chǎn)率 減少取樣和測溫次數(shù), 減少在鋼包爐上的金屬精煉時間 提高金屬成品質(zhì)量,效果 鋼水精煉部分(二次冶金),工藝師自動化工作臺 模擬電弧煉鋼爐+鋼包爐,工藝師自動化工作臺 模擬轉(zhuǎn)爐冶煉,技術(shù)咨詢服務(wù),開發(fā)和完善煉鋼工藝 提高現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)力 降低能源和物料的消耗 適應(yīng)(調(diào)整) 生產(chǎn)情況發(fā)生變化時相應(yīng)的工藝制度 (所采用的物料改變，品種變化，設(shè)備特點(diǎn)改變等) 評估這些或那些工藝現(xiàn)代化改造的效果 評估采用各種新物料的可行性，并從中選出最合理的物料 開發(fā)提高鋼水可澆性的措施 (消除連鑄時的連鑄水口結(jié)瘤) 開發(fā)針對提高鋼水純凈度-減少各非金屬夾雜物對鋼水的污染和消除有害成份的夾雜物 分析金屬缺陷，找出它們形成的原因和制訂預(yù)防它們的綜合措施 開發(fā)高級工藝 ( 氧化冶金和其它) 其他工作，主要是針對提高煉鋼生鐵能力和所冶煉金屬的質(zhì)量,總之,吉布斯控制系統(tǒng)-是獨(dú)一無二的產(chǎn)