LF爐溫度預(yù)報(bào)模型研究①

曹宇軒 劉惠康 江典蔚

(武漢科技大學(xué)教育部冶金自動化與檢測技術(shù)工程研究中心 武漢 430081)

0 引 言

LF(ladle furnace)精煉爐是煉鋼生產(chǎn)的主要工序，作為煉鋼過程的重要一環(huán)，位于轉(zhuǎn)爐和連鑄之間，具有承上啟下調(diào)節(jié)生產(chǎn)節(jié)奏的作用[1]。生產(chǎn)中鋼水溫度控制、合金加入、底吹氬氣的控制精度和準(zhǔn)確性，直接影響鋼水的質(zhì)量和工序的順序進(jìn)行。傳統(tǒng)煉鋼中主要是操作工依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來預(yù)測鋼水溫度，只能通過多次測溫來判斷是否需要電機(jī)升溫或者加廢鋼降溫，該預(yù)估方法不可靠且多次測溫效率不高，可能會帶來很大誤差，直接影響吹氬壓力大小和加合金時間，致使鋼成分不達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重情況下可能會由于溫度過低導(dǎo)致鋼水報(bào)廢，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失[2]。

因此建立精確的LF爐溫度控制模型具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。從國內(nèi)外溫度模型的研究實(shí)例可以看出，常用的建模方法分為3類，分別是經(jīng)驗(yàn)建模、機(jī)理建模和數(shù)據(jù)建模[3，4]。經(jīng)驗(yàn)建模是操作工經(jīng)長期的現(xiàn)場冶煉過程和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式，它忽略了一些內(nèi)在和外在的因素，因此經(jīng)驗(yàn)公式準(zhǔn)確性勢必受到影響。機(jī)理建模主要考慮精煉過程中物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的熱量變化、鋼包散熱、冶煉過程中的吹氬攪拌和耗電量，運(yùn)用公理或定理及數(shù)學(xué)方法進(jìn)行推導(dǎo)得出數(shù)學(xué)模型，但精煉環(huán)節(jié)過多的物理化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致推導(dǎo)過程復(fù)雜，勢必影響到建模的準(zhǔn)確性[5]。數(shù)據(jù)建模是從生產(chǎn)數(shù)據(jù)中找出冶煉過程中影……