LF炉温度与成分的协调控制

发布时间：2023-05-31 04:42

　　在炼钢流程中,LF炉的功能是在规定的时间,为下道工序(连铸)提供温度合格和成分合格的钢水,这要求LF炉的终点温度和硫含量同时达到要求,协调控制能够很好的实现这一控制指标。通过对影响终点温度和硫含量的因素进行定性的分析,确定钢水脱硫过程和升温过程之间的耦合关系,协调控制将钢水终点温度和硫含量作为一个整体的终点控制指标,能够将钢水终点温度和硫含量的同步终点达标问题考虑进来,这有助于实现钢水温度和硫含量的同步控制,提高二者的终点控制精度。因此,对于建立终点温度和硫含量模型是必要的。控制脱硫过程热力学条件的造渣操作不但会带来钢水温降,而且还决定着供电加热时的埋弧效果,从而对升温过程的电弧热效率产生影响,因此分别建立了渣量和温降,渣量与电弧热效率的模型,在此基础上,通过分析LF炉内能量收支平衡,确定影响温度的其他因素,由于炉衬的热损计算复杂,通过传热学知识,将炉衬视为半无限大物体进行求解,建立了终点温度预报的机理模型。钢水温度会加快脱硫过程的动力学条件,即脱硫速率,因此,终点硫含量预报应考虑升温过程对其的影响,根据脱硫反应的动力学条件建立终点硫含量预报模型,通过建立终点渣模型,确定终点硫含量模型...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 LF炉炼钢简介
        1.2.1 LF炉的设备组成
        1.2.2 LF炉的工艺流程
        1.2.3 LF炉的冶炼功能
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 LF钢水温度预报方法概述
        1.3.2 LF钢水脱硫发展概述
    1.4 本文的主要研究工作
第2章 协调优化控制系统总体结构设计
    2.1 LF生产工艺过程控制目标
        2.1.1 终点控制
        2.1.2 终点温度控制
        2.1.3 终点硫含量控制
    2.2 影响终点控制的各变量之间的关系
    2.3 协调控制
        2.3.1 协调控制原理
        2.3.2 协调优化控制问题的难点
        2.3.3 协调优化的主要控制目标
        2.3.4 协调优化的主要约束条件
    2.4 协调控制结构设计
    2.5 本章小结
第3章 终点温度预报
    3.1 渣料的熔化升温热
    3.2 电弧加热的能量
        3.2.1 LF炉能量分配
        3.2.2 电气部分的数学描述
        3.2.3 电弧加热部分建模
    3.3 能量传递过程分析
        3.3.1 渣面损失的热量
        3.3.2 炉衬损失的热量
    3.4 钢水温度预报模型的求解
        3.4.1 炉衬热损的求解
        3.4.2 终点温度预报模型的求解
    3.5 仿真结果
    3.6 本章小结
第4章 终点硫含量预报
    4.1 升温过程对脱硫速率的影响
        4.1.1 动力学研究理论基础及基本假设
        4.1.2 基于脱硫动力学的终点硫含量模型
    4.2 脱硫反应的热力学
        4.2.1 硫容量
        4.2.2 硫分配比
    4.3 初始精炼渣选择
        4.3.1 精炼渣渣系成分的确定
        4.3.2 精炼渣成分的确定
        4.3.3 LF终点渣成分的计算
    4.4 仿真结果
    4.5 本章小结
第5章 LF精炼过程的协调优化设计
    5.1 协调优化方案设计
    5.2 LF精炼过程各约束模型的建立
        5.2.1 精炼时间的分配
        5.2.2 造渣材料的控制
    5.3 LF协调优化模型的建立
        5.3.1 优化模型的目标函数
        5.3.2 优化模型的约束条件
        5.3.3 仿真结果
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢



本文编号：3825708