炼钢生产自动化技术PDF电子书下载

1.1　工艺概述 1

1.1.1　铁水预脱硫工艺 1

第1章　铁水预处理自动化 1

1.1.2　铁水预脱硅工艺 5

1.1.3　铁水预脱磷工艺 8

1.1.4　全量铁水“三脱”预处理工艺 10

1.2　脱硫，脱硅及脱磷铁水预处理设备 11

1.2.1　喷枪及传动设备 11

1.2.3 搅拌器 12

1.2.4　扒渣机及系统 12

1.2.2　摆动溜嘴除尘罩 12

1.3　铁水预处理自动化检测仪表 13

1.3.1　硫含量的检测 13

1.3.2　硅含量的检测 14

1.3.3　磷含量的检测 17

1.3.4　铁水重量的检测 17

1.3.5 鱼雷罐车、铁水包内衬形状的检测 17

1.3.6　铁水液位高度检测 18

1.4　铁水预处理自动化 19

1.4.1　铁水预处理控制流程 19

1.4.2　铁水单脱硫自动控制的特点 19

1.4.3　铁水单脱硫控制流程 21

1.4.4　铁水预处理主要控制设备 22

1.4.5 喷吹法脱硫、脱磷、脱硅的铁水三脱预处理工艺特点 23

1.4.6　铁水预处理基础自动化 24

1.4.7　铁水预处理过程自动化 26

第2章　转炉炼钢工艺与设备 29

2.1　转炉炼钢工艺与基本原理 29

2.1.1　炼钢基本化学反应 29

2.1.2　物料平衡和热平衡原理 32

2.1.3 复吹转炉物料平衡的测试 33

2.2　转炉炼钢设备与监控点 40

2.2.1 转炉主体设备 40

2.2.2　转炉辅助设备 51

2.3.1 转炉检测仪表的应用特点 57

2.3　转炉主要检测仪表的原理与特点 57

2.3.2　压力检测仪表 58

2.3.3　物位检测仪表 60

2.3.4　流量检测仪表 62

2.3.5　温度检测仪表 67

2.3.6　重量检测仪表 68

2.3.7　转炉炼钢计量器具配备规范 69

第3章　转炉电气传动系统 78

3.1　概述 78

3.2　直流调速系统 78

3.2.1　转炉倾动的全数字直流调速系统 78

3.2.2 直流传动系统中的氧枪控制 82

3.3　交流传动系统 90

3.3.1　交流变频控制 90

3.3.2 矢量控制的概念 90

3.3.3　采用PWM变频器的矢量控制 93

3.3.4　矢量控制变频器实际装置 95

3.3.5 氧枪升降负载特性与转炉倾动负载特性及交流电机运转状态分析 98

3.3.6 变频调速用于转炉倾动和氧枪升降负载的可行性分析 99

3.3.7 交流传动系统转炉倾动控制 102

3.3.8 交流传动系统中的氧枪控制 104

3.4.1　泵的特性分析与节能原理 105

3.4　变频器在泵类负载与风机中的应用 105

3.4.2　变频器恒压供水系统 106

3.4.3 中压变频器在转炉一次除尘风机中的应用 108

第4章　转炉炼钢控制的基础自动化 114

4.1　基础自动化的控制范围 114

4.2　转炉氧枪系统 115

4.2.1　转炉氧枪供水系统 115

4.2.2　转炉氧枪供氧系统 116

4.2.3 转炉氧枪供氮系统 117

4.2.4　转炉主、备枪换枪横移系统 118

4.2.5 氧枪位置控制系统 119

4.2.7 转炉氧枪系统的控制方式 121

4.2.6　氧枪安全系统 121

4.3　转炉副原料系统 123

4.3.1 副原料上料系统的控制 123

4.3.2 副原料除尘系统 124

4.3.3 副原料振动给料的变频控制 124

4.3.4 副原料称量系统 125

4.3.5 转炉副原料加料的联锁控制 126

4.3.6 副原料加料系统的控制方式 127

4.3.7 合金上料皮带及合金系统的控制 127

4.3.8　铁合金振动给料机的控制 130

4.4.3 气体流量中总管与支管的设定平衡 132

4.4.4　底吹气体的切换控制 132

4.4.1 底吹控制的分类 132

4.4.2　底吹气体的压力控制 132

4.4　转炉底吹系统控制 132

4.4.5　底吹气体的阶段控制 133

4.4.6　底吹系统防止漏钢的安全性 133

4.4.7　底吹系统的控制方式 134

4.5　余热锅炉控制系统 135

4.5.1 余热锅炉的结构 135

4.5.2　汽化冷却段的划分 136

4.5.3　余热锅炉供水泵的控制 137

4.5.4　余热锅炉供水水位的三冲量调节 137

4.5.6　余热锅炉的连续排污控制 138

4.5.5 除氧器及并网蒸汽的压力、流量控制 138

4.5.7　余热锅炉的控制方式 140

4.6　一次除尘系统的控制 141

4.6.1 除尘污水循环系统 141

4.6.2 一次除尘系统的烟气除尘 141

4.6.3 R-D阀的控制及捅针 142

4.6.4 一次除尘风机的检测点 143

4.6.5 一次除尘风机的检测与转速控制 144

4.7.1 二次除尘系统的控制范围 146

4.7.2　除尘风机与布袋除尘 146

4.7　二次除尘系统的控制 146

4.6.6 一次除尘管道微差压调节 146

4.8　煤气回收系统的自动控制 147

4.8.1 煤气回收的工艺流程 147

4.8.2 在煤气回收过程各设备间的自动联锁和顺序控制 148

4.8.3　煤气回收的条件与时机 149

4.8.4　煤气回收系统的气体分析 150

4.9　炼钢化学成分的化验检测与通信 150

4.10　副枪控制系统 150

4.10.1 副枪测试探头 150

4.10.2 副枪系统设备组成 154

4.10.3 副枪测试系统控制 155

4.10.4 副枪系统性能和使用价值 158

4.10.5 副枪的测试原理 159

4.10.6　副枪的测试枪位控制副枪换头机械手控制 161

4.11　溅渣补炉系统 162

4.11.1 溅渣补炉工艺 162

4.11.2　N2,O2切换及溅渣主要参数 162

4.11.3 溅渣补炉系统中的压力流量控制 163

4.12　基础自动化的硬件配置 164

4.12.1　可编程控制器PLC 164

4.12.2 集散型控制系统DCS 164

4.12.3　人机操作界面HMI 165

4.12.4　工业以太网及现场I/O总线 166

4.12.5 工业以太网在转炉基础自动化中的应用 169

4.12.6　典型工程的基础级系统配置 170

第5章　转炉过程控制系统 178

5.1　概述 178

5.2　转炉过程控制系统的功能及实现 178

5.2.1　转炉过程计算机的控制范围 178

5.2.2 转炉过程控制系统的功能 178

5.2.3 采用数学模型控制转炉炼钢的工艺要求 193

5.3　使用VMS操作系统的过程机应用软件设计 196

5.3.1　OPEN VMS操作系统的文件系统 197

5.3.2 炼钢过程控制的应用软件流程 197

5.3.3　各站应用软件功能简介 198

5.3.4　过程计算机应用软件结构 200

5.4.1 简述 203

5.4　使用PC服务器的过程控制计算机系统 203

5.4.2 系统硬件、软件及网络配置 204

5.4.3 系统完成的功能 206

5.4.4　钢包跟踪系统 214

5.4.5 与基础自动化的通信网络配置 225

第6章　转炉炼钢数学模型 226

6.1　概述 226

6.2　机理模型的组成及其功能 227

6.2.1 加料计算模型 227

6.2.4 自学习模型 228

6.2.5　模型访问的数据文件 228

6.2.3　钢水调整计算模型 228

6.2.2　吹炼控制模型 228

6.3　模型的算式和算法 229

6.3.1　模型的基本原理 229

6.3.2 物料平衡和热平衡方程 229

6.3.3　终渣成分计算方程组 229

6.3.4　终渣成分计算 230

6.3.5　根据熔渣成分确定钢水成分 231

6.3.6　渣量及副原料加入量计算 232

6.3.7　模型的算法 232

6.4.1 复合模型的特点 233

6.4　复合模型或机理-统计模型 233

6.4.2　二次加料模型 234

6.4.3 动态修正模型 235

6.4.4 补吹模型 236

6.5　通用性智能化建模方法 236

6.5.1　功能的设计及选择原则 236

6.5.2 功能实现 237

6.5.3　方法的应用条件 238

6.6　智能控制简介 239

6.6.1　智能控制的发展及特点 239

6.6.2 智能控制在钢铁工业中的应用 239

6.6.3 转炉动态终点控制的建模前期准备 240

6.6.4　模糊控制模型 241

6.7　LBE技术在转炉上的应用 245

6.7.1　LBE模型与吹炼噪声法 245

6.7.2　LBE系统的改进及完善 247

6.7.3　LBE的过程自动化系统 249

6.8　OTCBM过程控制模型 253

6.8.1 OTCBM模型与质谱仪 253

6.8.2　OTCBM模型原理 257

6.8.3 OTCBM模型的应用 264

参考文献 282