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精炼炉
底吹氩过程的优化控制系统
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随着现代科学技术的发展和工业的发展,人们对钢的质量(如钢的纯净度)、使
用性能、炼钢生产率及成本等方面,都提出了越来越高的要求。电弧炉炼钢已经不
能满足要求了,因此精炼炉底吹氩技术得到了发展。目前国内的底吹氩基本都是手
动操作,工人凭借工作经验来控制流量,这样就增加了失误率并且降低了工作效率。
这种落后的监控和管理机制远不能适应生产和科技发展的要求,因此精炼炉底吹氩
优化控制系统的研究将非常重要。
本文首先介绍了论文的选题背景、底吹氩技术的国内外发展和现状,对精炼炉
底吹氩的工艺、原理、以及功能进行了概述,并分析了吹氩与夹杂物去除的基本规
律。接着利用物理模拟的方法进行精炼炉底吹氩的水模型实验,考察在不同的吹氲
量、不同的底吹氩透气砖数目及其不同的布置方式下,确定底吹氩搅拌效果较好,
混匀时间较短的工艺参数,用于指导实际生产。对先前的所得到的300包氩气流量
数据进行分析处理,并利用MATLAB中的曲线拟合工具箱cftool进行曲线拟合,最
终得出底吹氩控制系统的实际优化曲线,以及它的数学模型。进而进行控制算法的
研究;最后是底吹氩控制系统的硬件选型和软件设计。
设计精炼炉底吹氩供气控制系统,以保证氩气流量能够按照设定值平稳的吹入
钢包。首先利用测试法对其建立数学模型,但是考虑到现场许多的干扰因素,底吹
氩供气控制系统模型不易精确确定。所以只有采用合理、有效的控制系统设计,才
能最大程度的体现底吹氩智能控制系统的优势,即精确与稳定的特点。主要步骤是
编写控制算法和控制程序,利用MATLAB软件中的Simulink作为仿真工具,通过计
算机仿真给出控制效果。采用组态王和MAT 动态数据交换实现模糊控制的方法
对PID的参数进行在线调整,增强系统对不确定性因素的适应性,来实现对底吹氩
供气系统的控制,最终取得了比较理想的控制效果。此外本系统具有良好的人机界
面,主要包括主画面、实时曲线画面、历史曲线画面、报表画面与报警画面等几部
分,能对各种监控参数进行动态管理和报表自动生成及打印,而且运行灵活,能够
很容易的进行改、扩建。
计算机仿真研究和实验应用表明,实现了底吹氩的实时监测与动态管理,提高
了底吹氩的自动化监控水平。
关键词 底吹氩;水模型;混匀时间;曲线拟合;组态王
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