Способ управления технологическим процессом на участке сталеплавильные агрегаты-установки внепечной обработки стали

(19) Ш) А 1 21 С 5/00 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О ВТОРСКОМУ Сви ЬСТ амас, с.816. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Западно-Сибирский металлургический комбинат им. 50-летия ОктябряЧереповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР и Московскийинститут стали и сплавов(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ НА УЧАСТКЕ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ - УСТАНОВКИВНЕЛЕЧНОИ ОБРАБОТКИ СТАЛИ, включающий доводку металла по температуре всталеплавильных агрегатах и на установках внепечной обработки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью улучшения качества стали иснижения затрат на ее производство,для сталеплавильных агрегатов, вкоторых идет выплавка металла, повремени 7 начала плавки и выплавнп.ляемой марке стали М прогнозируютвремяокончания плавки и температуру Тметалла в конце плавкидйя сталеплавильных агрегатов, в которых идет корректировка температурыплавки, определяют время 1, окончания плавки, температуру металл Т в момент окончания плавки,окпсу ш, охладителей, введенных в сталеплавильный агрегат для коррекции температуры, для плавок, выпущенных из сталеплавильного агрегата в ковш, определяют время , ь окончания выпуска, для плавок, находящихся на внепечной обработке, определяют времяначала продувки и массу ш введенных в ковш присадок, определяют наличие готовых к приему ковшей и время оборота каждого ковша, корректируют моменты1 времени началаи конца Т,операций по корректировке температуры плавки и массу ш, охлаждающих добавок, моменты времени начала:1 нв и окончанияТ выпуска плавки, момен 1ты вРемени начала 1 зд и окончаниЯ ,вд выдержки плавки в ковше, массу ш, присадок, вводимых в ковш при внепечной обработке, моменты времени;,.1 начала , и окончания , продув" ки плавки на установке внепечной обработки, а также осуществляют. выбор ковша К подаваемого под слив, для плавок, находящихся на Выдержке, корректируют момент времени окончания выДеРжки вкд , моменты вРемени начала , и окончания Т,.р продувки на установке внепечной обработки и массу ш вводимых в ковш присадок, для плавок, находящихся на внепечной обработке, корректируют момент времени окончания продувки ,к и массу шдр с вводимых В КОВШ приса цокпри- 6ЭТОМ К 1 Ш .к у 7 кк зкВ окЬ ю1 л 1ю н вюд з ак вИ э Шпрнс э к.пд. з ок пе.ш .определяются из решения следующей па"1258835 ОК ЛР НОР л на Ьаопределяемая из решениязадачи (1)-(9);продолжительность транспортировки ковша к установке внепечной обработки, мин (константа, оп 1Изобретение относится к областиуправления технологическими процессами в черной металлургии.Целью изобретения является улучшение качества стали и снижение затратна ее производство,На чертеже изображена система управления, с помощью которой осуществляется способ.IБлок-схема системы управления на 1 Оучастке сталеплавильные агрегаты-установки внепечной обработки сталисодержит сталеплавильные агрегаты 1,раэливочные ковши 2, установку Э вне печной обработки, блок 4 определения 15временных параметров работы сталеплавильных агрегатов, температуры окончания плавок, марок стали, наличияготовых к приему плавок ковшей, временных параметров прохождения ковша 20с плавкой, временных параметров продувки, массы присадок, блок 5, прогнозирующий время 7,. и температуруТ окончания плавок, идущих в другихкпагрегатах, блок б введения текущей 25нумерации плавок, находящихся научастке, дающий команду для решенияочередной оптимизационной задачи,блок 7 решения оптимизационной зада-чи; информационное табло 8, по пока- ЗОзателям которого оператор управляетучастком, систему 9 управления верх.него уровня, которая сообщает инфорТСРеализация системы управления осуществляется на участке в произвольный момент времени, характеризующийся тем, что в одних сталеплавильныхагрегатах идет плавка, а в других 40она окончена, например, в моментокончания очередной плавки имеетсянекоторое количество ковшей; готовых 1к выпуску в них плавок; имеется усределяемая из практических данных);- продолжительность продувки в ковше, мин, определяемая иэ решения задачи (1)-(9). тановка для внепечной обработкистали и другое технологическое оборудование (для ввода присадок в ковши т.д.), необходимое для корректировки температуры стали в ковше.Способ управления технологическимпроцессом на участке сталеплавильныеагрегаты-установки внепечной обработки осуществляется следующим образом.В блоке (4) системы управлениятехнологическим процессом происходитсистематическое определение временных параметров работы сталеплавильл 5 5 лЬ г,., .5ных агрегатов , т ,, 5з кпнкккТкв, температуры окончания плавокТ , соответствующих марок стали,кгготовых к приему плавок ковшей Кг эвременных параметров работы ковшей5 л 5н ыэ"к ваэ и у.чановки внепечнойобработкиТ, В этом же блоке происходит запоминание полученныхпараметров на времени д 7,.В блоке (5) на основе информации5 5о времени начала, и марке М идущих плавок происходит прогнозирование времени и температуры окончаниял5этих плавок. и Тзнак - озкпкп фначает, что данный параметр прогнозируется.В блоке (6) после окончания каждой очередной плавки осуществляетсяупорядочение всех идущих и окончившихся плавок по времени их окончания(реальному или прогнозируемому);исключение из рассмотрения тех плавок, которые по прогнозу закончатсяна м позже, чем только что закончившаяся, а также тех, после окончания которых прошло времени больше,чем ь ; такая нумерация (временная) оставшихся не исключеннымиплавок (и соответствующих им сталеплавильных агрегатов) от 1 до п,согласно которой раньше окончившаяся8835 4Соотношение (1) требует минимизации суммарных затрат и потерь длявсех рассматриваемых в данной задачеплавок на их доводку по температуре.Соотношения (2) и (3) показывают,из каких слагаемых состоят общиезатраты и потери, приходящиеся на одну плавку. Г (Т, М) в соотношении(3) имеет как функция от Т одноэкстремальный хаактер с минимумом Ппри некотором Т ; эта зависимость,кп фтак же, как и само Т определяетсядля каждой марки стали иэ практических данных,Ограничение (4) означает, чтовыбор ковша осуществляется из множества готовых к приему плавки ковшей.Ограничение (5) означает, чтопродувка в ковше либо отсутствует,либо продолжается не менее некоторогодр ;, , необходимого для усреднениятемпературы стали в ковше. Ограниче/ние (6) означает, что суммарная продолжительность всех операций доводкистали по температуре не должна превышать длительности цикла плавкид,кИК 3 125 (окончится) плавка имеет больший номер д (на блок-схеме индекс Б соответствует обычной нумерации плавок, а индекс- временной нумерации); передача информации о временной нумерации в блоки (н) и (5), где происходит замена индексов (Б на ) соответствующих параметров; выдача команды блоку (7) на решение оптимизационной задачи для плавок с но мерами от 1 до и.На основе информации о временных и температурнь 1 х параметрах, поступающей из блоков (й) и (5), информацииступившей из блока (6), в блоке (7) происходит решение оптимизационной задачи по определению минимальных суммарных потерь и затрат на темпера турную доводку плавок на рассматриваемом участке.Результаты решения оптимизационной задачи (помеченные черточкой над значением соответствующего параметра)2 поступают на информационное табло ( 8), по показаниям которого оператором осуществляется управление раск.сматриваемым участком. Так,,Т ь , шо используются для упнб фравления сталеплавильными агрегатами; ,ркр, Й,р, - для управления установкой внепечной обработки; К;, Г,.цн кьд - для управления ковшами.35 Нижний предел соотношения междучислом установок и сталеплавильныхагрегатов относится к условиям современных кислородно"конвертерных.и :электросталеплавильньг грехов,имеющих 40кратное трем число сталеплавильныхагрегатов. Верхний предел соотношенияотносится к современным мартеновскимцехам, имеющим кратное пяти числомартеновских печей. Наиболее оптимальным числом установок при реализациипредлагаемого способа управления является одна для цехов с двумя сталеплавильными агрегатами; одна-дведля конверторных и электросталеплавильных цехов с тремя сталеплавильными агрегатами; две-три - для мартеновских цехов с пятью-девятью мартеновскими печами,Математические выражения (1)-(9) 55являются формализованным описанием.правил управления операциями доводкистали по температуре,Неравенство (7) характеризует последовательность во времени всех операций доводки некоторой плавки по температуре.Ограничение (8) означает, что масса присадок в ковше ограничена некоторой величиной, определяемой их технологическими характеристиками.Ограничение (9) означает, что на одной установке внепечной обработки может в каждый момент находиться только один ковш.Задача (1)-(9) относится к классу параметрических задач выпуклого программирования с линейными ограничениями (3). Параметром в задаче является номер ковша К, представляемого под слив плавки иэ сталеплавильного агрегата, причем (см. (4 К Е К. Решение задачи осуществляется следующим образом.Для фиксированного К, принадлежащего К находится решение задачи (1) в (3), (5) - (9). Обозначим это,Крешение через У , а достигнутое зна- , чение целевой функции через 1к кНаходим Б и 1 для каждого . элемента множества К.Определяем К е К на .котором док стигается минимум 1 .т.е. К = агцъ 1(3); (5) - (9) при К = К , т,е, к К% Б , При этом минимальное значение целевой функции равно Т"Составитель Г. Демиактар Н. Егорова Техред М.Ходанич ектор Т, Кол Тираж 552 .ВНИИПИ Государственнпо делам изобретени13035, Москва, Ж,каз 5086/2 Подписноего комитета СССРй и открытийаушская наб., д. 4/ Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Задача (1) -(3),(5) - (9) является задачей выпуклого программирования. Ее решение может быть найдено с помощью любого стандартного метода ре О шения задач выпуклого программирования,Применение данного способа управления позволяет реализовать наиболее экономичный вариант доводки плавки 15 по температуре в условиях наличия на участке минимального количества установок для внепечной обработки, Результатом применения способа управле 35 бния является повышение качества стали снижение текущих и капитальных затрат на ее доводку по температуре.Внедрение предлагаемого способа управления технологическим процессом на участке сталеплавильные агрегаты-установки внепечной обработкиоснащенном тремя конвертерами в конвертерном цехе позволит реализовать технологию внепечной обработки выплавляемой в цехе стали при наличии одной взамен предусмотренных трех установок . и соответственно снизить капитальные затраты на производство стали; уменьшить текущие затраты на доводку по температуре и снизить потери, вызванные подачей на разливку стали с отклонением от требуемой температуры разливки стали; улучшить качество стали.