鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制課件

潔凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)2011.08

----鋼包行為及鋼水溫度控制鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制問題的提出

高爐-轉(zhuǎn)爐之間----鐵水包或者魚雷罐車轉(zhuǎn)爐和連鑄之間----鋼包連鑄和軋鋼機(jī)之間----鑄坯鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制問題的提出LD2LD1LD3RH1RH2CAS1CAS2B1B2B3CC2CC1鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制問題的提出鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制內(nèi)容

鋼包在鋼鐵制造流程中的作用鋼包熱狀態(tài)研究鋼包周轉(zhuǎn)與鋼廠物流調(diào)控鋼包行為研究與應(yīng)用的典型實(shí)例鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包在鋼鐵制造流程中的作用

鋼水容器（強(qiáng)度，耐材，保溫性，容量，工藝適應(yīng)性）冶金反應(yīng)器（合理結(jié)構(gòu)，適應(yīng)性）物流載體（合理周轉(zhuǎn)時間）鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包熱狀態(tài)研究

實(shí)測研究數(shù)值模擬傳熱反問題研究及其應(yīng)用鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包熱狀態(tài)研究鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包熱狀態(tài)研究鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包熱狀態(tài)研究鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包熱狀態(tài)研究鋼包烘烤預(yù)熱階段（0－

1）出鋼等待階段（

1－

2）出鋼裝鋼階段（

2－

3）靜置轉(zhuǎn)運(yùn)階段（

3－

4）精煉階段（

4－

5）連鑄/模鑄澆注階段（

5－

6）鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（鋼包烘烤預(yù)熱階段）鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（鋼包烘烤預(yù)熱階段）能量平衡方程為：

Q燃＝

q氣－iFi

式中，Q燃：燃料燃燒供熱量（J/小時）

q氣－i:燃燒產(chǎn)物向包蓋、包壁和包底的熱通量（J/m2·h）

i=V:表示包底；

i=T:表示包蓋；

i=B:表示包壁；

Fi: 包底、蓋、壁面積（m2)。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（鋼包烘烤預(yù)熱階段）高溫?zé)煔鈱︿摪凇缀桶w的耐火材料層的傳熱、應(yīng)考慮氣體輻射和對流傳熱，這樣，熱流q氣-i為：

qi=Fi{[T氣4-Ti4]+

氣－i(T氣-Ti)}

式中，

： 輻射常數(shù)，

＝5.67×10-8w/m2·K

i： 鋼包內(nèi)表面黑度

Fi： 傳熱面積,m2A： 鋼包內(nèi)表面吸收率

氣： 燃燒氣體黑度，T氣

>>Ti時，

氣＝Ai

氣－i：燃燒氣體與鋼包表面的對流傳熱系數(shù)，w/m2·KTi： 包內(nèi)表面溫度（K）

T氣： 燃燒煙氣溫度（K）欲求包壁的溫度分布，需求解熱傳導(dǎo)方程。包側(cè)壁看作無限長園筒，只有徑向熱流，包底和包蓋看作無限大平板，只存在軸向熱流。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（鋼包烘烤預(yù)熱階段）

包壁的熱傳導(dǎo)方程為：

r壁內(nèi)

r

r壁外，0<

1

初始條件：

=0T壁＝T室溫邊界條件：

1

0r=r壁內(nèi)，q=q

氣-i(i=B)r=r壁外，q=

壁－環(huán)（T壁外－T環(huán)）包底的熱傳導(dǎo)方程為：

z底內(nèi)

z

z底外，

1

0

初始條件：

=0T底＝T室溫邊界條件：

1

0 z=z底內(nèi)，q=q氣－I(i=V）

z=z底外

q=

底－環(huán)（T底外－T環(huán)） 包蓋的熱傳導(dǎo)方程為：

z底內(nèi)

z

z底外，

1

0

初始條件：

=0T蓋＝T室溫邊界條件：

1

0 z＝z蓋內(nèi)，q=q氣－i（i=T）

z＝z蓋外

q=

蓋－環(huán)（T蓋外－T環(huán)） 包壁、包底、包蓋的熱傳導(dǎo)差分方程，采用顯式差分格式。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（出鋼等待階段）鋼包壁、包底內(nèi)部的溫度分布及隨時間的變化可用前面類似的熱傳導(dǎo)方程進(jìn)行計(jì)算,只是內(nèi)表面處的邊界條件不同.

包壁:

2

1時，r=r壁內(nèi)，q=q’氣－i,i=B

包底:

2

1時，z=z底內(nèi)，q=q’氣－i,i=V

另外,初始條件由烘烤終了的包襯狀態(tài)確定,即

＝

1時，T壁＝T壁(r);T底＝T底(z)

鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（出鋼裝鋼階段）鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（出鋼裝鋼階段）假設(shè):鋼包錐度忽略,包壁看作無限長圓筒,包底為無限大平板;鋼流攪動鋼水,使包內(nèi)鋼水均勻,且不存在爐渣的影響;由于出鋼時間相對比較短,自由表面直接對外傳熱,暫時尚未浸入鋼水的側(cè)壁傳熱不予考慮。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（出鋼裝鋼階段）

鋼水與包壁及包底耐火材料之間的傳熱可由求解熱傳導(dǎo)方程獲得。包壁熱傳導(dǎo)方程如前所示。邊界條件為:

3

2時，

r=r壁內(nèi)，q=

鋼－壁(T鋼(

)-T壁內(nèi))r=r壁外，q=

壁－環(huán)(T壁外-Tf)

初始條件:

=

2時，T壁＝T壁(r)

包底熱傳導(dǎo)方程如前所示。邊界條件為：

3

2時，

z=z底內(nèi)，q=

鋼－底(T鋼(

)-T底內(nèi))z=z底外，q=

底－環(huán)(T底外-Tf)

初始條件:

=

2時，T底＝T底(z)上述初始條件由空包運(yùn)至出鋼處的狀態(tài)確定。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（出鋼裝鋼階段）假定:轉(zhuǎn)爐出鋼過程中,鋼水溫度恒定;出鋼口流出質(zhì)量流量恒定;鋼水入包符合自由落體規(guī)律;鋼流為圓形斷面。取鋼流微元控制體,由能量平衡原理有:[微元體向外傳熱量]=[向環(huán)境輻射傳熱]+[向環(huán)境對流傳熱],即:

r02v

鋼Cp鋼(-dT鋼)=2

r0dy[

鋼

(T鋼4-T環(huán)4)+

鋼－環(huán)(T鋼-T環(huán))] 式中,r0:

鋼流斷面半徑;v: 鋼流速度；

鋼:

鋼水密度；

Cp鋼:

鋼水比熱;T鋼:

鋼流溫度;dy: 微元體高度;

鋼:

鋼水黑度系數(shù);

鋼－環(huán):

鋼水對外對流換熱系數(shù)；

T環(huán):

周圍環(huán)境溫度。將上式整理得:鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（出鋼裝鋼階段）鋼水進(jìn)入鋼包后的能量平衡為：M鋼(

)Cp鋼(dT鋼/d

)=Cp鋼

r02v進(jìn)包

鋼[T進(jìn)包－T鋼(

)]+q底內(nèi)(

)*A底＋q壁內(nèi)(

)*A壁(

)+q自由面(

)*A自由面

式中,M鋼(

)： 包內(nèi)鋼水質(zhì)量;v進(jìn)包： 鋼水進(jìn)入鋼包液面的速度;T進(jìn)包： 鋼水進(jìn)入鋼包液面的溫度;T鋼(

)： 任一時刻包內(nèi)鋼水溫度;q底內(nèi)(

)： 鋼水通過包底的傳熱流量;q壁內(nèi)(

)： 鋼水通過包壁的傳熱流量;A底： 包底面積;A壁(

)： 鋼水與包側(cè)壁接觸面積,它隨時間變化;q自由面(

)： 自由表面向外傳熱流量，

q自由面(

)＝－

渣

[T鋼(

)4-T環(huán)4]+

渣－環(huán)(T鋼(

)-T環(huán))] A自由面: 自由表面面積,A自由面＝A底這樣,由上式即求得包內(nèi)鋼水在出鋼過程中的溫度變化。方程的求解可用歐拉方法。在出鋼過程中,由于脫氧和合金化操作要加入部分鐵合金,影響鋼水溫度變化，按經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（靜置轉(zhuǎn)運(yùn)階段）鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（靜置轉(zhuǎn)運(yùn)階段）出鋼完畢,鋼水將運(yùn)送到精煉站,其間存在一個靜置傳運(yùn)階段。此刻爐渣上浮至鋼水表面形成渣層,為保溫,還要在渣面加碳化稻殼作為保溫劑,一般不加蓋。鋼水通過包壁、包底、渣層向外傳熱。如圖所示，包內(nèi)鋼水能量平衡為：

M鋼

Cp鋼(dT鋼/d

)=q底內(nèi)(

)*A底＋q壁內(nèi)(

)*A壁+q渣層(

)*A渣層

由上式即可求得靜置階段鋼水隨時間的變化，其中，q壁內(nèi)(

)、q底內(nèi)(

)、q渣層(

)均可求解相應(yīng)的熱傳導(dǎo)方程獲得。包壁熱傳導(dǎo)方程同前。邊界條件為：

4

3時，

r=r內(nèi)壁，

r=r外壁，q=

壁－環(huán)(T外壁-T環(huán))

初始條件為：

=

3時,T壁＝T外壁(r),T鋼水＝T鋼水(

3)包底熱傳導(dǎo)方程同(5.5)。邊界條件：

4

3時，

z=z內(nèi)壁，T底內(nèi)＝T鋼(

)底

z=z外壁，q=

底－環(huán)(T底外-T環(huán))初始條件：

=

3時,T底＝T底外(z),T鋼水＝T鋼水(

3)

在此需要說明的是，鋼水在靜置狀態(tài)下，包內(nèi)存在鋼水溫度分層現(xiàn)象，在確定邊界條件時，應(yīng)考慮鋼水沿鋼包高度方向的溫度變化。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（靜置轉(zhuǎn)運(yùn)階段）在實(shí)際情況下，鋼水自由表面上覆蓋的渣層上方存在一個自由空間，自由面與其上方鋼包側(cè)壁、環(huán)境之間有輻射換熱。但一般來講，裝滿鋼水時，此自由空間很小，故在此不考慮這部分輻射換熱，只考慮渣面對環(huán)境的輻射傳熱，這樣，熱傳導(dǎo)方程和包蓋的熱傳導(dǎo)方程與前述相同。邊界條件：

4

3，時，

z=z渣內(nèi)，T渣＝T鋼(

)渣內(nèi)

z=z渣外，q=q渣外－環(huán)

(5.19)初始條件：

=

3時,T渣＝T鋼水(

3)鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（鋼水精煉階段）鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（鋼水精煉階段）鋼水精煉方式較多，以寶鋼煉鋼廠為例，選擇下述方式：（a）鋼包在線吹A(chǔ)r

（b）CAS/CAS-OB

（c）RH/RH-OB

（d）KIP

無論哪一種精煉方式，開始精煉處理時，先底吹A(chǔ)r，并加入少量合金調(diào)整成分，CAS-OB與RH-OB處理時，還可吹O2提溫，此時鋼水的溫降為：

T＝

T熔＋(dT鋼/d

)

＋

T吹A(chǔ)r＋

TOB＋

T合金

(5.20)

T熔: 開始吹A(chǔ)r時，表面渣熔化溫降；

(dT鋼/d

)

: 處理過程中通過包壁、底、自由面散熱溫降；

T吹A(chǔ)r: 吹入Ar導(dǎo)致的溫降;

TOB: OB處理溫升；

T合金: 加入合金導(dǎo)致溫降，其中

T熔、

T吹A(chǔ)r、

TOB、

T合金可根據(jù)現(xiàn)場確定或由經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)式計(jì)算。

鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（鋼水精煉階段）處理期間的熱平衡式為：

dT鋼/d

=(1/M鋼Cp鋼)[q壁內(nèi)*A壁+q底內(nèi)*A底+Q表] (5.21)

其時間范圍為:

4~

5q壁內(nèi)、q底可依據(jù)式（5.17）（5.18）計(jì)算。Q表依據(jù)精煉方式不同而有所變化。吹A(chǔ)r時：

Q表＝－{

裸[T鋼(

)-T環(huán)]＋

鋼[T鋼(

)4-T環(huán)4]}A裸

-{

渣[T渣(

)-T環(huán)]＋

渣[T渣(

)4-T環(huán)4]}A渣CAS或RH時：

Q表＝-{

渣[T渣(

)-T環(huán)]＋

渣[T渣(

)4-T環(huán)4]}A渣

(5.22)（5.22）式中有關(guān)參數(shù)應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行修正。實(shí)際生產(chǎn)中，若需多次處理時，其傳熱機(jī)理是相同的。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（連鑄階段）鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（連鑄階段）鋼包水口開啟，從時刻

6開澆。澆鑄過程中，鋼包中的鋼水逐漸減少，自由表面緩慢下降。一般情況下，鋼包是加蓋的。此過程可看成轉(zhuǎn)爐出鋼時鋼包盛鋼的逆過程。這樣鋼包內(nèi)鋼水的熱量平衡式為：

M鋼(

)Cp鋼(dT鋼/d

)=q底內(nèi)(

)*A底＋q壁內(nèi)(

)*A壁(

)+q蓋(

)*A蓋＋m澆Cp鋼T鋼(

)

式中，m澆為鋼水質(zhì)量流量，

m澆＝v拉坯×流數(shù)×鑄坯截面積×

鋼(

)q底(

)，q壁(

)，q蓋(

)均由熱傳導(dǎo)方程求解，因?yàn)殇撍杂杀砻嫦陆?，露出的?cè)壁、自由表面與包蓋內(nèi)表面形成的封閉空間不斷擴(kuò)大，包蓋內(nèi)表面接收到的輻射傳熱量不斷變化；另外，接觸鋼水的側(cè)壁包襯沿高度方向的溫度也是不同的，為計(jì)算這個階段的包壁通過的熱流的相應(yīng)溫度分布，應(yīng)將鋼包內(nèi)高度分為n個小垂直段求解，每一個垂直段內(nèi)表面溫度由其中點(diǎn)溫度表示，圖5.25。為計(jì)算空腔中的輻射角系數(shù)。將鋼包內(nèi)腔進(jìn)一步幾何簡化為圖5.26所示的園筒。內(nèi)筒半徑為r0，空徑總高度為h，將其沿高度方向分為n段，每段長度I=h/n。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（連鑄階段）為計(jì)算空腔中的輻射角系數(shù)。將鋼包內(nèi)腔進(jìn)一步幾何簡化為圖5.26所示的園筒。內(nèi)筒半徑為r0，空徑總高度為h，將其沿高度方向分為n段，每段長度I=h/n。根據(jù)輻射角系數(shù)，即可計(jì)算自由空間內(nèi)的輻射換熱。假定該空間的熱量交換只有輻射方式的同時還需假設(shè)：輻射空間的氣體透明；構(gòu)成自由腔體的表面為灰體；各表面為等溫面；包蓋和包底自身只有軸向熱流；包壁內(nèi)只有徑向熱流。每一個面的投射輻射密度為：

Gi=

Jk

ik (5.31)

即G1＝J1

11+J2

12+J3

13G2＝J1

21+J2

22+J3

23

G3＝J1

31+J2

32+J3

33鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制數(shù)值模擬（連鑄階段）每一個面的自輻射為：

Ei=

i

Tis4 (5.32)即E1=

1

T1s4

E2=

2

T2s4

E3=

3

T3s4

每一個面的有效輻射為：

Ji=Ei-(1-

i)Gi (5.33)即J1=E1-(1-

1)G1

J2=E2-(1-

2)G2

J3=E3-(1-

3)G3將(5.31)、(5.32)代入(5.33)式得：

Ji＝

i

Tis4－(1-

i)

Jk

ik (5.34)解此方程即可求出Ji，相應(yīng)地可求出qi,作為計(jì)算過程中的邊界條件。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制求解求解即解鋼包的不穩(wěn)態(tài)傳導(dǎo)傳熱問題。計(jì)算過程中，從鋼包烘烤開始至連鑄結(jié)束整個周期中依次求解。由于溫度的變化范圍較大，計(jì)算時考慮各類耐材的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容隨溫度的變化。為將來使用方便，將每階段的計(jì)算程序視為單獨(dú)的模塊進(jìn)行調(diào)試、計(jì)算，每階段計(jì)算結(jié)果作為下階段的初始條件，各階段的邊界條件視相應(yīng)的具體情況而定。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制有限差分鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制有限差分包壁內(nèi)部節(jié)點(diǎn)差分方程推導(dǎo):[進(jìn)入微元體的熱量]－[離開微元體的熱量]＝[微元體內(nèi)熱量蓄積]

進(jìn)入微元體熱量：

離開微元體熱量：

熱量積蓄：

代入熱平衡式整理得：

其中，

；

；

鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制有限差分包壁內(nèi)表面節(jié)點(diǎn)差分方程：

其中,

鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制有限差分包壁內(nèi)界面節(jié)點(diǎn)差分方程：

鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制有限差分包壁外表面節(jié)點(diǎn)差分方程：

其中

鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制有限差分包底內(nèi)部同種耐材內(nèi)節(jié)點(diǎn)差分方程：

其中，

鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制有限差分包底內(nèi)表面節(jié)點(diǎn)差分方程：

其中，

鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制有限差分包底耐材內(nèi)部內(nèi)界面節(jié)點(diǎn)差分方程：

鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制有限差分包底外表面節(jié)點(diǎn)差分方程：

其中

鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包傳熱問題的反問題研究

前面所討論的鋼包傳熱問題都是在研究對象的幾何形狀、熱物性參數(shù)、初始條件和邊界條件已知的情況下，求解其內(nèi)部的溫度分布以及與其相關(guān)的鋼水溫度變化的。實(shí)際情況下，計(jì)算中所用到的已知條件，如對流換熱系數(shù)等卻是近似計(jì)算得到的，計(jì)算的誤差較大且不容易預(yù)知，而基于上述求解的未知量中，有些較容易測出。引發(fā)出能否從反面來思考問題，即以實(shí)驗(yàn)手段測得部分未知量后再通過某種方法，較準(zhǔn)確得計(jì)算出一些邊界條件中用到的有關(guān)參數(shù)，再按傳統(tǒng)的方法求解。這就是傳熱問題的反問題。這一問題的提出在實(shí)際過程中的應(yīng)用價值較大，航天、電力等領(lǐng)域已經(jīng)比較成功地使用傳熱反問題解決了很多難題。對于冶金過程，意義也是重大的。僅對鋼包而言，現(xiàn)場運(yùn)行中的鋼包總能夠測得部分希望獲得的參數(shù)，如鋼包包壁表面溫度、包襯內(nèi)部某些點(diǎn)的溫度等，通過不斷測量的數(shù)據(jù)修正模型的邊界條件，使運(yùn)算結(jié)果接近實(shí)際情況。它為數(shù)學(xué)模型計(jì)算的準(zhǔn)確性提供依據(jù)，也為數(shù)學(xué)模型的在線應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包傳熱問題的反問題研究

求解傳熱反問題比求解正問題困難，原因在于：反問題的求解結(jié)果對內(nèi)點(diǎn)的溫度測量誤差極其敏感；導(dǎo)熱是一種擴(kuò)散過程，內(nèi)點(diǎn)對邊界上的溫度或熱流變化的響應(yīng)是經(jīng)過衰減的，在時間上也有滯后。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包傳熱問題的反問題研究

鋼包傳熱問題的反問題描述

在傳熱的正問題中,鋼包包壁內(nèi)表面的熱流或傳熱系數(shù)是作為邊界條件提出的,與其它控制方程聯(lián)立求解后,才得出鋼包包襯的溫度分布,再經(jīng)實(shí)際測量加以修正,按鋼包對鋼水溫度的影響規(guī)律,最終求出鋼水的過程溫度變化;而反問題則是通過某一點(diǎn)或多點(diǎn)測量，來確定包襯內(nèi)表面熱流q（

）或傳熱系數(shù),再按正問題方法求解,得出的q（

）或傳熱系數(shù)比經(jīng)驗(yàn)估算值更逼近實(shí)際情況,結(jié)果也更實(shí)用。鋼包傳熱問題的反問題描述示意見下圖。

具體操作是在鋼包距中心線r1深處埋入熱電偶，在不同時刻i。測得溫度Yi,并假設(shè)：包襯為大園筒，只存在徑向?qū)?；包底為大平板，只存在軸向?qū)?。鋼包行為及鋼水溫度?yōu)化控制鋼包傳熱問題的反問題研究鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包傳熱問題的反問題研究鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包傳熱問題的反問題研究

其中， T： 包壁耐材內(nèi)部溫度；

： 耐材密度；

Cp： 耐材熱容；

： 耐材導(dǎo)熱系數(shù)；

T(r,0):時刻0時的包壁耐材內(nèi)部溫度；

T0： 初始包壁溫度；

R外： 鋼包外殼內(nèi)徑；

R內(nèi)： 鋼包耐材內(nèi)徑；

外壁－環(huán)：鋼包外壁與環(huán)境的對流換熱系數(shù)；

T壁外： 鋼包包殼外壁溫度；

T環(huán)： 外壁處環(huán)境溫度；

T(ri,i)：鋼包包壁內(nèi)r=ri處在i時刻的溫度；

Yi： T(r1,Ti)的實(shí)測值。通過求解上述模型即可得出與Yi對應(yīng)的q()值。傳熱反問題研究中的測溫，因測量有誤差，熱擴(kuò)散過程具有阻尼效應(yīng)和滯后效應(yīng)，會影響內(nèi)表面熱流密度的誤差確定，為此測溫點(diǎn)設(shè)置在內(nèi)表面一定距離處，即r1既不能太大，也不能太小，太大會加大誤差，太小又會損壞測溫頭。為獲得更多的表面熱流隨時間的變化信息，還要考慮時間步長的取值，以保證解的穩(wěn)定性和正確反映表面熱流變化。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包傳熱問題的反問題研究鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包傳熱問題的反問題研究鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包傳熱反問題應(yīng)用鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包熱狀態(tài)研究鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包周轉(zhuǎn)與鋼廠物流調(diào)控

鋼包在鋼鐵制造流程中的作用鋼包熱狀態(tài)研究鋼包周轉(zhuǎn)與鋼廠物流調(diào)控鋼包研究與應(yīng)用的典型實(shí)例鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包周轉(zhuǎn)與鋼廠物流調(diào)控

鋼包的新含義－－鋼鐵制造流程的物流載體鋼包周轉(zhuǎn)與鋼廠時間調(diào)控鋼包周轉(zhuǎn)與鋼水溫度調(diào)控循環(huán)鋼包個數(shù)的確定及其意義鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包周轉(zhuǎn)與鋼廠物流調(diào)控鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包周轉(zhuǎn)與鋼廠物流調(diào)控鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包周轉(zhuǎn)與鋼廠物流調(diào)控鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包周轉(zhuǎn)與鋼廠物流調(diào)控1、時間計(jì)算法2、周期匹配計(jì)算法鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包周轉(zhuǎn)與鋼廠物流調(diào)控鋼包周轉(zhuǎn)個數(shù)、班澆鑄爐數(shù)和鋼包周轉(zhuǎn)周期關(guān)系表鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包行為研究與應(yīng)用的典型實(shí)例BritishSteel

鋼包智能管理系統(tǒng)鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包行為研究與應(yīng)用的典型實(shí)例BritishSteelOnlineLadleThermalTrackingModelOnlineSteelTemperatureFlight-PathModel鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包行為研究與應(yīng)用的典型實(shí)例BritishSteelOnlineLadleThermalTrackingModelOnlineSteelTemperatureFlight-PathModel鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包智能管理系統(tǒng)

鋼包是盛納、運(yùn)輸鋼水并進(jìn)行相應(yīng)二次冶金的容器，與鋼水過程溫度的控制和管理有著密切的關(guān)系；鋼包缺乏有效的定位和稱量裝置，導(dǎo)致鋼包調(diào)度混亂和物料計(jì)算不準(zhǔn)；鋼包熱狀態(tài)過程難以與鋼包周轉(zhuǎn)過程進(jìn)行實(shí)際結(jié)合，未能形成真正實(shí)際應(yīng)用的鋼水溫度預(yù)定系統(tǒng)和鋼包壽命預(yù)測系統(tǒng)；鋼包的優(yōu)化調(diào)度對于節(jié)能降耗、提高產(chǎn)能具有重要意義。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包智能管理系統(tǒng)鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包智能管理系統(tǒng)

美國的惠林-匹茲堡公司俄亥俄鋼廠的計(jì)算機(jī)鋼包跟蹤系統(tǒng)鋼包號是在轉(zhuǎn)爐操作臺手工錄入的，其他數(shù)據(jù)根據(jù)爐次號進(jìn)行自動跟蹤采集?；阡摪櫕@得的歷史數(shù)據(jù)，分析了各個操作變量對耐火材料性能的影響，包括：轉(zhuǎn)爐出鋼溫度、鋼包溫度、鋼水接觸時間、鋼包加熱次數(shù)、鋼包脫硫次數(shù)和吹氬攪拌時間。其中，對鋼包使用壽命影響最大的變量是平均吹氬攪拌時間和鋼包脫硫次數(shù)。最后，基于這些分析結(jié)果開發(fā)了簡單的鋼包壽命預(yù)報系統(tǒng)。

缺點(diǎn)是：沒有實(shí)現(xiàn)鋼包的定位和有效跟蹤。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包智能管理系統(tǒng)福建三鋼閩光股份公司的天車鋼水自動計(jì)量系統(tǒng)系統(tǒng)硬件的實(shí)現(xiàn)方法是根據(jù)對天車監(jiān)控精度的要求，沿天車軌道按照一定間隔（1米或2米）埋設(shè)了電子標(biāo)簽；同時在轉(zhuǎn)爐和連鑄機(jī)等關(guān)鍵點(diǎn)埋設(shè)了三塊電子標(biāo)簽，保證有足夠定位范圍，在天車上對應(yīng)的位置安裝車載讀寫器，所有埋設(shè)的電子標(biāo)簽都存儲有互補(bǔ)重復(fù)的地址編碼，當(dāng)天車途徑或到達(dá)所埋設(shè)的電子標(biāo)簽位置時，車載讀寫器讀出該標(biāo)簽的地址編碼，并傳送給數(shù)據(jù)采集發(fā)射器，與智能稱量顯示器的重量數(shù)據(jù)一同打包傳送給地面站。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包智能管理系統(tǒng)

福建三鋼閩光股份公司的天車鋼水自動計(jì)量系統(tǒng)

缺點(diǎn)是：算法上比較復(fù)雜；定位精度不高；設(shè)備容易遭受電磁干擾。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包智能管理系統(tǒng)

寶鋼不銹鋼公司的鋼包跟蹤和起重機(jī)調(diào)度系統(tǒng)寶鋼不銹鋼公司的鋼包跟蹤和起重機(jī)系統(tǒng)從生產(chǎn)計(jì)劃觸發(fā)，并和工藝路徑緊密結(jié)合，不但實(shí)現(xiàn)了鋼水、鋼包等重要物資的跟蹤和管理，還在某種程度上掌握著生產(chǎn)情況和物流動態(tài)。該系統(tǒng)連接了整個煉鋼生產(chǎn)的各個工序，對整個生產(chǎn)過程都起到了不可替代的作用。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包智能管理系統(tǒng)

寶鋼不銹鋼公司的鋼包跟蹤和起重機(jī)調(diào)度系統(tǒng)

鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包智能管理系統(tǒng)

建立鋼包周轉(zhuǎn)過程的實(shí)時跟蹤子系統(tǒng)，并根據(jù)鋼包的重量和位置信息構(gòu)建精確的物料跟蹤子系統(tǒng)，為單體工序的成本核算和配置計(jì)算提供精確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。更為重要的是，通過對鋼包周轉(zhuǎn)過程的熱狀態(tài)分析，建立鋼包爐襯壽命預(yù)測模型、鋼水溫度精確預(yù)定模型和鋼包選配工藝規(guī)則模型，實(shí)現(xiàn)鋼包調(diào)度的優(yōu)化控制。這種優(yōu)化控制會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制鋼包智能管理系統(tǒng)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制LIMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建立行車和臺車定位、稱量硬件系統(tǒng)，實(shí)時采集鋼包位置和重量等數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)對鋼包周轉(zhuǎn)過程的跟蹤，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋼包的熱狀態(tài)管理；開發(fā)鋼包周轉(zhuǎn)過程的鋼包爐襯壽命預(yù)測模型，結(jié)合行車和臺車的定位稱量系統(tǒng)，實(shí)時預(yù)測鋼包爐襯的使用情況；鋼包智能管理系統(tǒng)鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制開發(fā)鋼包周轉(zhuǎn)過程的鋼水溫度精確預(yù)定模型，結(jié)合行車和臺車的定位稱量系統(tǒng)，實(shí)時指導(dǎo)出鋼溫度的終點(diǎn)控制；開發(fā)鋼包周轉(zhuǎn)過程的鋼包選配工藝規(guī)則模型，結(jié)合行車和臺車的定位稱量系統(tǒng)，實(shí)時指導(dǎo)鋼包調(diào)度的優(yōu)化控制；LIMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鋼包智能管理系統(tǒng)鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制開發(fā)鋼包智能管理系統(tǒng)，包括鋼包跟蹤子系統(tǒng)、鋼包熱轉(zhuǎn)態(tài)子系統(tǒng)、鋼包爐襯精確預(yù)測子系統(tǒng)、鋼包選配工藝規(guī)則子系統(tǒng)、鋼水溫度精確預(yù)定子系統(tǒng)和鋼包調(diào)度優(yōu)化控制子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)行。LIMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鋼包智能管理系統(tǒng)鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制行車和臺車的定位、稱量技術(shù)；鋼包爐襯壽命預(yù)測模型；鋼水溫度精確預(yù)定模型；鋼包選配工藝規(guī)則模型；鋼包智能管理軟件系統(tǒng)的開發(fā)；該技術(shù)是以上所有技術(shù)的軟件整合。LIMS的關(guān)鍵技術(shù)鋼包智能管理系統(tǒng)鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制LIMS的關(guān)鍵技術(shù)行車和臺車的定位、稱量技術(shù)；該系統(tǒng)包括：（1）臺車定位系統(tǒng)（2）稱重系統(tǒng)（3）行車定位系統(tǒng)鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制LIMS的關(guān)鍵技術(shù)行車和臺車的定位、稱量技術(shù)；臺車定位系統(tǒng)：每臺臺車配置一臺激光定位設(shè)備。位置信號可以提供給臺車控制PLC和行車定位系統(tǒng)。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制LIMS的關(guān)鍵技術(shù)行車和臺車的定位、稱量技術(shù)；稱重系統(tǒng)：每臺行車配置一套稱重系統(tǒng)。稱重信號實(shí)時傳送到行車定位系統(tǒng)。定位系統(tǒng)根據(jù)作業(yè)指令的要求，及時地把相關(guān)重量信息發(fā)送到鋼包智能管理系統(tǒng)。鋼包行為及鋼水溫度優(yōu)化控制LIMS的關(guān)鍵技術(shù)行車和臺車的定位、稱量技術(shù)；行車定位系統(tǒng)：行車定位