本發明屬于煉鋼自動控制技術領域，特別是涉及一種基于轉爐二級控制系統的自動出鋼控制方法。

技術背景

轉爐出鋼就是轉爐吹煉結束向鋼包內放出鋼水而把氧化渣留在爐內的操作。目前，轉爐出鋼普遍采用人工操作的方式。轉爐出鋼操作要求：1，確定鋼水終點成分與溫度符合出鋼要求；2，將鋼包車開到指定位置后，人工搖爐使渣面迅速通過出鋼口；3，通過控制搖爐角度，調整鋼液面高度，人為控制出鋼時間，減少出鋼鋼液吸氣(要短)和有利于所加合金的攪拌均勻(應長)，需要適當的控制出鋼時間。國標要求：50t以下轉爐出鋼持續時間應為1-4min；50-100t轉爐應持續3-6min；100t以上轉爐應持續4-8min；4，出鋼時合金工對準合金溜槽，嚴格按照技術規程順序加入合金；5，擋渣出鋼。人為判斷出鋼溢渣狀況，爐前工進行擋渣，減少出鋼的下渣量，防止回磷，提高合金收得率；6，根據個人經驗，對整個出鋼過程實現底吹攪拌流量調節，充分保證合金成分均勻和渣洗精煉效果。

存在問題：1)搖爐由人工操作，存在搖爐過猛，容易溢渣；或搖爐過慢，渣層通過出鋼口時間長，下渣量大；2)搖爐角度人為控制，出鋼時鋼水靜壓力變化較大，出鋼時間波動明顯；3)出鋼操作工點動操作鋼包車的位置，靠人工觀察和經驗判斷移動鋼包車位置，存在操作不當，鋼水外溢現象；4)出鋼過程中，靠人眼觀察出渣情況，決定進行擋渣操作，存在視線和經驗差異的人為因素，影響出鋼的鋼水質量；5)底吹氬流量大小調節靠人工判斷，出鋼量和出鋼狀態人為判斷誤差較大，攪拌效果差；6)需要爐長、爐前工、擋渣工多人配合操作，操作環境高溫、高塵，人員多，環境差。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種基于轉爐二級控制系統的自動出鋼控制方法，克服了上述缺點，消除人為因素影響出鋼的準確性，實現出鋼過程轉爐傾動自動控制、鋼包車自動行走定位、轉爐傾動與鋼包車位置自動配合、出鋼過程自動合金化、下渣檢測與滑板自動擋渣、鋼包底吹氬流量自動調節等。

本發明的技術解決方案是：

轉爐設置下渣紅外監測系統，利用紅外相機分別監測出鋼口和爐口，確保避免搖爐溢渣事故的發生；

轉爐設置液壓滑板擋渣系統，配合紅外下渣檢測系統，實現自動擋渣；

鋼包車采用激光測距定位裝置，配合轉爐搖爐角度自動調整接鋼水位置；

鋼包車上設置鋼水稱量裝置，通過二級采集數據，計算出鋼量及出鋼速率，預測出鋼完成時間；

轉爐傾動機構采用編碼器顯示搖爐角度，通過二級出鋼量與轉爐留鋼量計算，實現轉爐搖爐角度的自動控制；

根據二級控制系統計算結果，通過合金加入裝置在設定時間自動進行合金料加入，并根據出鋼量和合金料加入量自動調節底吹氬攪拌流量；

轉爐到鋼包的自動出鋼技術，在轉爐具備出鋼的條件下，程序自動開始或是由操作者一鍵啟動，實現在全自動模式下管理整個出鋼過程。具體實現步驟如下：

1)開始出鋼(二級控制系統程序自動開始或是由操作者一鍵啟動)；

2)激光定位鋼包車，開至預定受鋼位置；

3)根據二級模型控制鋼包里的氬氣流量；

4)二級控制系統通過計算傾斜轉爐角度，自動搖爐到開始出鋼位置，同時打開出鋼口開始出鋼；

5)根據二級控制系統內鋼水稱量數據和轉爐爐型等參數，實時計算搖爐角度和移動鋼包車協同繼續出鋼，同時根據二級控制系統計算結果加入熔劑及合金；

6)利用爐口紅外相機監控浮渣從轉爐爐口溢出情況，及時調整轉爐角度，避免爐口溢渣和倒爐事故；

7)利用出鋼口下渣檢測裝置檢測鋼水攜渣情況，防止鋼水攜渣進入鋼包，及時對滑板擋渣系統給出擋渣信號；

8)利用鋼包車上稱重裝置，監控出鋼量和出鋼速度，預測出鋼完成時間；

9)發現下渣關閉出鋼口達到出鋼完成設定點后自動回直轉爐；

10)出鋼完成。

實現自動出鋼的優點：

1)實現精準下渣量控制，減少熔劑、合金消耗；

2)合理的攪拌制度可減少鋼包處理精煉時間；

3)降低出鋼時間和不必要的延時；

4)穩定可重復的出鋼結果；

5)減少爐后操作人員，可由一人在主控室內完成操作，大大減輕操作人員勞動強度；

附圖說明

圖1轉爐自動出鋼控制示意圖。

其中，轉爐1、滑板擋渣系統2、爐口紅外監控相機3、出鋼口下渣檢測裝置4、鋼包車5、鋼包車稱重裝置6、鋼包車激光定位裝置7、旋轉編碼器8、加料裝置9、二級控制系統10。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

如圖1所示，

轉爐(1)設置下渣紅外監測系統，利用紅外相機分別監測出鋼口和爐口；

轉爐(1)設置液壓滑板擋渣系統(2)，配合紅外下渣檢測系統，實現自動擋渣；

鋼包車(5)采用激光測距定位裝置(7)，鋼包車(5)上設置鋼包稱量裝置(6)；

轉爐(1)傾動機構采用編碼器(8)顯示搖爐角度，通過出鋼量與轉爐(1)留鋼量計算，實現轉爐(1)搖爐角度的自動控制；

根據二級控制系統(10)計算結果，通過加料裝置(9)在設定時間自動加入計算好的熔劑及合金；

轉爐(1)到鋼包的自動出鋼技術，是在轉爐(1)具備出鋼條件下，程序自動開始或是由操作者一鍵啟動，在全自動模式下管理整個出鋼過程。具體步驟如下：

1)開始出鋼(程序自動開始或是由操作者一鍵啟動)；

2)激光定位鋼包車(5)，開至預定受鋼位置；

3)根據二級控制系統(10)鋼包里的氬氣流量；

4)二級控制系統(10)通過計算傾斜轉爐(1)角度，自動搖爐到開始出鋼位置，同時打開出鋼口開始出鋼；

5)根據二級控制系統(10)內鋼水稱量數據和轉爐爐型等參數，實時計算搖爐角度和移動鋼包車(5)協同繼續出鋼，根據二級控制系統(10)計算結果通過加料裝置(9)加入熔劑及合金；

6)利用爐口紅外相機(3)監控浮渣從轉爐(1)爐口溢出情況，及時調整轉爐角度，避免爐口溢渣和倒爐事故；

7)利用出鋼口下渣檢測裝置(4)檢測鋼水攜渣情況，防止鋼水攜渣進入鋼包，及時對滑板擋渣系統(2)給出擋渣信號；

8)利用鋼包車上稱重裝置(6)，監控出鋼量和出鋼速度，預測出鋼完成時間；

9)發現下渣關閉出鋼口達到出鋼完成設定點后自動回直轉爐(1)；

10)出鋼完成。