唐志富[1]2002年在《攀钢铁水提钒计算机监控系统分析与设计》文中研究说明攀钢炼钢厂转炉提钒控制系统改造项目是攀钢根据生产和安全的需要提出的。整个改造项目包括基础自动化系统和生产过程信息管理系统两大组成部分。本文主要研究基础自动化系统。 本文在介绍了攀钢转炉提钒工艺以及主要生产设备机械电气特性的基础上，详细分析了控制系统要实现的功能，对控制系统的总体方案进行了深入的研究，设计并实现了整个控制系统。本文对分布式控制系统、现场总线、工业以太网等现代控制技术进行了较详细的介绍，并采用了光纤工业以太网、PROFIBUS-DP现场总线、西门子公司的S7 PLC和通用工业PC组成了转炉提钒分布式控制系统。论文还给出了脱硫控制、转炉氧枪控制、转炉倾翻控制等系统主要控制功能的详细设计。 该项目于2000年进行调研和考察，2001年投入运行，取得满意的控制效果，达到了攀钢炼钢厂转炉提钒控制系统改造的目的。当月生产就达到了设计水平。炼钢厂转炉提钒控制系统的改造成功，取得了很好的经济和社会效益，也为企业在旧设备自动化系统改造时的决策和实施提供了一套较为有效的方法和模式。
李云[2]2004年在《基于ActiveX组件技术的炼钢物流仿真系统设计与开发》文中研究指明炼钢生产是钢铁制造过程的一个关键环节。炼钢生产物流是一个伴随有物性变化的复杂的离散——连续混合型动态系统。对炼钢生产的合理组织和调度是保证生产物流畅通,实现高效、优质、节能和低成本生产的重要途径。系统仿真技术是基于模型对真实系统进行研究的一种方法,运用仿真技术研究炼钢生产物流对辅助制定合理的炼钢生产计划和调度策略有重要意义。本文基于炼钢物流细胞自动机仿真模型,运用ActiveX组件技术开发了具有计算机图形化建模、仿真和分析功能的炼钢物流仿真系统。以攀钢提钒炼钢厂生产信息对仿真系统进行了测试、检验和仿真案例研究。测试结果表明:利用ActiveX组件技术,采用面向对象的设计开发方法能够快捷构建炼钢厂生产物流可视化仿真模型,动态捆绑炼钢物流细胞自动机仿真内核算法。系统具有良好的模型、仿真结果及物流评价可视化表达功能,界面友好,使用简便。对攀钢提钒炼钢厂全连铸改造后的生产物流的仿真实验结果表明:当叁台铸机的浇铸周期在规定范围内时,保持均值为10罐,波动范围9.29～10.23罐的转炉前区金属液在线量是保证叁台连铸机长时间同时连浇的关键。转炉前区金属液在线量随铁水进厂节奏的加快而增加,铁水进厂节奏增加到一定程度后(≥3罐/40min)对转炉前区金属液在线量几乎没有影响。铁水进厂节奏、转炉兑铁节奏共同影响着叁台铸机的连浇生产情况。总的来说,加快铁水进厂节奏和缩短转炉兑铁时间都有利于连浇生产。当铁水资源不充足时(3罐/60min),铁水进厂节奏成为影响连浇生产的限制性因素,随着铁水进厂节奏的提高(≥3罐/40min),转炉兑铁节奏成为了影响连浇生产的限制性因素。转炉的兑铁节奏随铁水进厂节奏的加快而增加,铁水进厂节奏增加到一定程度后(≥3罐/40min)对转炉的兑铁节奏几乎没有影响。LF炉前区生产的瓶颈随铁水进厂节奏和LF炉前区各工序的生产节奏而变。当铁水进厂节奏慢(3罐/60min),或转炉兑铁节奏加快(14min/炉,10min/炉)时,脱硫工序为生产瓶颈,在其他情况下,转炉冶炼工序为生产瓶颈。即使转炉不是生产瓶颈,其平均等待率只略比瓶颈工序低,因此转炉冶炼环节仍然对整个生产有着重要的影响。测试结果还表明:基于ActiveX组件技术开发的炼钢物流仿真系统能有效仿真<WP=5>炼钢生产物流情况,仿真系统具有优良的扩展性,通过扩展工位组件以及选择适当的仿真算法,可望用于整个钢铁制造流程的仿真。
龚永民[3]2016年在《炼钢流程生产作业计划编制相关基础问题研究》文中指出炼钢流程是钢铁生产的关键环节,生产作业计划是其生产运行控制的依据。合理的生产作业计划可以降低物耗与能耗成本、增加收益、稳定质量,并直接提升企业的核心竞争力。为此,通过对炼钢流程生产作业计划相关的连铸机开浇决策、生产运行稳定顺行高效等基础性问题的深入研究,以提升和发挥炼钢厂制造执行系统MES(Manufacturing Execution System,MES)的生产计划调度功能,最终实现以信息化为基础的生产运行优化控制模式取代传统的人工经验控制模式,成为钢铁企业广泛关注并亟待解决的重要课题。由于炼钢流程是一个由多阶段大型高温生产单元所构成的、离散与连续工序相混杂的系统,具有多目标、多约束、动态变化等复杂系统特征,而在不同的炼钢厂由于工艺流程方面的各自不同特点,致使建立统一且有效的生产作业计划模型难度较大,而经简化抽象建立的通用性模型或算法与炼钢厂的现实生产需求之间通常存在较大的差异。对炼钢流程生产作业计划编制相关问题的研究综述和炼钢厂制造执行系统应用情况的调研可见,已有研究对于连铸机开浇、连连浇决策问题、多目标要求下的连铸机组浇开浇优化问题,能动态反映炼钢厂现实生产稳定性特征的仿真方法问题等方面认识不足、手段有限;炼钢厂MES系统的生产计划调度功能与生产管理要求之间尚存在不适应性,影响了炼钢厂“有序、稳定、高效”的生产目标的实现。有鉴于此,以现实生产为背景,提出开展“炼钢流程生产作业计划编制相关基础性问题研究”的博士论文课题,主要围绕炼钢厂的连铸机开浇/连浇决策、连铸机组浇开浇多目标优化、生产运行的仿真优化手段等问题开展建模、优化求解算法与生产组织运行优化分析等研究工作,为炼钢流程生产作业计划已有研究成果的有效应用提供更可靠的前提条件,并为炼钢厂生产管控人员对生产稳定控制的认识提供一种新的仿真分析手段。论文的主要创新点及研究结论概述如下:1)建立了连铸机开浇决策的混合整数规划模型,并基于MATLAB软件的YALMIP优化工具进行模型求解。为了通过生产物流稳定顺行来降低生产成本,针对炼钢厂连铸机开浇时是否连浇及开浇时间确定问题,以控制积压液态金属量成本最小和连续浇铸的连续化程度收益最大为目标,在综合考虑进铁量、安全生产线液态金属量(简称安全在线金属量)、金属损耗、浇铸钢水量等涉及铁钢资源平衡的各因素之间的相互关系以及时间与生产线液态金属量(简称在线金属量)约束的条件下构建了连铸机开浇决策的混合整数规划模型,并设计相应的模型求解方法。2)构建了连铸机的开浇炉次与时间决策的多目标优化模型,并设计了改进的非支配排序遗传算法-INSGAII算法。针对现实连铸机开浇决策中需同时确定炉次选择、排序与开浇时间的多目标优化难题,以炼钢厂生产批量计划执行情况的总惩罚、生产线积压液态金属量、优质铁水非有效利用量最小为目标函数,构建了连铸机的开浇炉次与时间决策的多目标优化模型;基于非支配排序遗传算法设计了改进的NSGAII算法进行模型求解,以预选池内选择的炉次序号为基因的编码方式来减小模型解的无效搜索空间,采取调整传统精英解集计算顺序、限定计算拥挤距离个体数目的改进措施来减轻计算负荷,利用对pareto解进行模糊选优的方法来确定最终优化解。3)建立了炼钢厂生产线金属量控制的系统动力学仿真模型,并以某炼钢厂的实际生产数据对模型进行仿真分析,来动态反映炼钢厂现实生产的稳定性特征。基于系统工程的思想方法,在综合考虑生产作业计划需求流量、生产线金属量的目标库存、实际库存、库存偏差等信息,以及相关物质流影响的基础上,建立了以炼钢厂生产线金属量为控制水平变量的系统动力学仿真模型。4)以某炼钢厂生产条件为对象的优化模型应用测试表明:(1)炼钢厂连铸机的开浇时间决策优化模型可以实现连铸机浇次开浇时间的科学计算,有助于稳定各班次之间的生产条件,降低生产线上的积压液态金属量,编制出合理的炼钢厂生产作业计划;(2)连铸机开浇炉次与时间多目标决策模型有利于连铸机上各炉次浇铸周期的稳定控制,并有利于在炼钢流程切实推行计划管理,改进的非支配排序遗传算法的效率优于传统的非支配排序遗传算法与强度pareto进化算法。系统动力学模型仿真研究表明:(1)有生产作业计划指导下炼钢-连铸区域的运行状态明显较无作业计划指导的铁水预处理区更稳定,因此,炼钢厂应实行按全流程的生产作业计划的运行管控;(2)当加快生产节奏提高连铸机的拉速时,在线金属量应同步提高,否则会因为在线金属量的降低,而导致生产不稳定。5)为进一步检验所建立的多目标开浇决策与系统动力学模型的实用性,进行了联合仿真实验研究。通过将前者决策结果作为后者输入参数,并以实例炼钢厂的生产数据为依据,分别对连铸机的开浇时间、品种钢比例、连铸机数量等指标与炼钢厂各区域在线金属量的影响关系进行联合仿真实验,仿真研究表明:在进铁流量一定的情况下,(1)推迟开浇时间或者增大品种钢比例会使在线金属量增高;(2)增加连铸机数量会降低炼钢厂各区域在线金属量;(3)在进铁流量存在差异情况下,平稳进铁较随机进铁更有利于在线金属量的稳定控制。综上所述,本文所建立的炼钢厂连铸机开浇时间决策优化模型、连铸机开浇炉次与时间决策的多目标优化模型,为科学确定炼钢厂连铸机的开浇时间与开浇炉次提供了新的技术手段,为炼钢流程生产作业计划编制的假设条件问题提供了科学决策方法;所建炼钢厂生产线金属量控制的系统动力学模型,以及针对多目标开浇决策与系统动力学模型的联合仿真实验研究,为深入认识炼钢厂生产线上液态金属量动态变化特性提供了新方法,给炼钢厂生产运行的稳定控制提供了有效的仿真分析手段。
张玉东[4]2011年在《PG炼钢厂MES系统数据挖掘的设计与开发》文中指出数据挖掘是数据库研究中一个很有应用价值的课题,它融合了计算机科学技术多个领域的技术和方法,本文系统研究了如何在炼钢信息系统中引入数据挖掘技术来提高钢铁企业的信息利用和企业决策能力。企业ERP工程是一项着眼企业外部及企业内部的系统工程,是一项企业信息化的集成解决方案,对制造企业而言,离开了企业产线的L2/L3级系统的支撑,企业ERP系统势必又是一个“信息孤岛”,至少是与企业实际生产环节脱节的,其成功的可能性可想而知。钢铁制造过程的任何变化无一不反映在贯穿整个钢铁制造生产过程的物流上,而物流是企业资金流、价值流及市场响应速度(合同兑现速度)的体现载体,因此,在公司实施ERP工程的进程中,应当充分运用多维物流管制方法优化调控钢铁制造过程的指导思想,着眼于过程系统整体的、长远的、优化的、系统内部综合分析的、系统时间和空间差异的动态的、系统结构的层次性、有序性的、适应市场等环境变化的、过程解析和综合集成的观点,综合全面地考虑钢铁制造过程的问题,全面构筑企业产线L3级系统,为企业ERP系统的有效运行奠定基础。本文结合攀钢的生产实际,详细阐述了其ERP及MES系统的功能及开发研究。要从海量的、以不同形式存储的MES数据资料中发现有价值的信息或知识已成为当前钢铁企业数据挖掘技术的一项艰巨任务。本文对数据仓库和数据挖掘技术及国内外数据挖掘技术的发展现状进行了研究,结合攀钢钒提钒炼钢厂的实际,对数据存储及数据挖掘在炼钢MES系统中的应用进行了研究与开发。
蒋胜龙[5]2007年在《基于仿真的炼钢车间生产调度优化技术研究》文中研究表明在钢铁生产中,炼钢生产是钢铁制造过程的关键工序,其生产调度问题是钢铁企业生产管理的核心问题和难点所在。随着钢铁企业信息化的发展而出现的生产制造执行系统打破了过程自动化与管理信息化之间存在的数字鸿沟,并具备了一定的计划调度功能。因为炼钢车间的生产调度具有复杂、动态、多目标、多约束、不确定性的NP难问题的特点,目前生产制造执行系统中所包含的高级计划排程系统大多仅停留在理论研究阶段,真正成熟的产品却并不多见。针对这种状况,本文开发了一种在MES环境下基于仿真的炼钢车间调度优化技术。采用了面向对象的仿真建模技术,根据炼钢生产物流的特点,建立层次化仿真对象模型,并利用了先进的组件技术实现其在计算机平台上交互式建模过程;结合当前软件工程的发展趋势,利用RATIONAL统一过程指导炼钢物流仿真系统的开发过程,用UML为软件开发提供良好的工具支持。在开发炼钢物流仿真系统的基础上,根据炼钢生产调度的特点提出了一系列的优化评价指标,使用层次分析法对基于仿真实验的调度方案进行优化决策。研究开发工作表明:在仿真软件的开发过程中,先进的软件工程思想和技术为仿真软件的开发提供良好的指导方向。通过对仿真的数据分析证明,在整个企业信息化系统架构下,仿真系统内的各项数据流运行正常,能够实现仿真和生产调度的功能。对于基于仿真的车间调度优化方法,仿真克服了对调度系统的形式化数学描述的缺陷;而以优化评价指标基础的层次分析法可用于在仿真实验基础上对炼钢车间调度方案进行优化。
戈文荪, 蒋奎, 黄正华, 王二[6]2013年在《钒渣余热缓冷试验研究》文中指出钒渣中钒铁尖晶石尺寸达0.030mm以上时,湿法提钒的焙烧转化率最好。为了探索缓冷时间对钒渣中钒铁尖晶石生长的影响,在攀钢进行了钒渣余热缓冷试验。结果表明,在余热缓冷时间5h～6h的钒渣转运模式下,钒渣中钒铁尖晶石的晶粒大小0.028mm～0.031mm,接近湿法提钒要求的钒铁尖晶石大小。钒渣中钒铁尖晶石长至0.030mm以上,其临界余热缓冷时间为8h。
王中乾[7]2002年在《高炉工艺过程优化研究》文中研究说明日益增加的成本压力长时间困绕着冶金企业，这就要求冶金企业下决心降低成本、提高生产效率，并将其贯穿于整个冶金过程的始终，这是提高企业竞争力、提高经济效益的关键所在。而炼铁企业的生产成本主要决定于以下因数：* 原燃料的选择* 生铁质量* 生产效率* 燃料消耗因为这些因数是彼此互相影响、互相制约的，在一个方面的改善和提高将影响其他方面的改善效果。很显然，整个工艺过程的目标、市场状况、现有高炉的装备水平和高炉工艺操作水平在生产决策中起着十分重要的作用。因此，只有采用过程系统优化技术，才能最大限度地降低生产成本，提高经济效益。本文在介绍了项目的基本原理和系统构成以及相关的生产工艺的基础上，根据高炉过程优化的要求，从机理上分析了高炉冶炼过程的化学反应，并依据质量能量平衡原理建立了工艺模型和技术计算，按照优化原理建立了过程系统优化模型，并在专家系统的调度下协调工作。系统还包括知识库，它总结了普通高炉操作的理论知识和控制理念，同时，结合钒钛磁铁矿的冶炼知识，形成具有攀钢冶炼特点的知识库。系统采用了最新的工艺模型、人工智能技术、计算机技术、数据库技术、控制技术和闭环专家系统的知识，包括过程管理、数学模型和基于模糊控制理论的专家系统，在世界上首次使操作人员能够从冶金角度“观测倒”生产中的高炉内部工艺过程，实现生产过程的高度透明性。攀钢1＃高炉过程优化系统的成功投运，具有很好的经济和社会效益，特别是该项目所采用的最新技术和全面翔实的整理攀钢冶炼钒钛磁铁矿的技术有非常大的作用，同时，证明了攀钢这种条件下，采用高新技术是可行的。
杜利华[8]2013年在《攀钢200吨转炉副枪SDM模型研究及应用》文中指出根据半钢的冶炼特点,对转炉副枪SDM模型进行了一系列的工艺优化,建立了适应干法除尘冶炼的开吹模式以及适应半钢冶炼的过程枪位和加料模式。对半钢冶炼热源不足的情况加入了温度补偿模块,对铁水(半钢)条件波动较大的情况制定了动态选择模块等,对模型的静态部分做了全面的工艺优化。配合副枪测量的动态计算也做了相应的工艺改进,提高了SDM模型的实用性和预报准确性。
张海平[9]2015年在《钠化提钒尾渣脱钠试验研究》文中进行了进一步梳理转炉提钒后的钢渣经过氧化钠化焙烧、水浸提取钒后产生的废渣被称为提钒尾渣。我国钒产量较高,因此产生的尾渣量十分庞大。由于利用价值较低,这些尾渣一般都被堆存在尾矿坝,占用了大量宝贵的土地资源,同时也造成了资源浪费。对于提钒尾渣的资源再利用受到了多方的重视,许多研究学者对此开展研究,主要集中在：提钒尾渣回收钒、提取其他有价金属、开发陶瓷材料等。但均没有成套完整的环保、效益高且能大量消耗提钒尾渣的工艺应用于工业生产。以某钢厂提钒尾渣为原料,采用碱浸法及焙烧还原磁选法脱除提钒尾渣中的钠,从而降低尾渣中的钠含量,使提钒尾渣能够在不影响高炉碱度的情况下返回高炉流程,从而使其得到最大化的再利用。主要结论及成果如下：1.对提钒尾渣进行岩相及化学组成的分析,主要物相为辉石固溶体、铁氧化物,钠及钒主要都存在于辉石固溶体中,还有一些分散赋存于硅酸盐相中。2.通过简单的脱钠实验测定CaO、MgO、CaCl2、MgCl2试剂各自的脱钠率,根据脱钠率的大小初步选定CaO、MgO作为最终的脱钠剂。3.分别在常压和加压条件下加入氧化钙水热浸出提钒尾渣中的钠,分别考察了尾渣粒度、试剂用量、温度、时间及活性剂对脱钠效果的影响,并得到了氧化钙脱钠的最佳工艺参数,其中在温度200℃、14%的CaO、时间1h的条件下,脱钠率最高达到80.5%。4.分别在常压和加压条件下加入氧化镁水热浸出提钒尾渣中的钠,在此过程中有大部分的钒同时被浸出。分别考察了尾渣粒度、试剂用量、温度、时间及活性剂对脱钠效果及钒浸出效果的影响,并得到了氧化镁脱钠、浸钒的最佳工艺参数,其中在温度180℃、8%的MgO、时间2h的条件下,脱钠率最高达到47.67%,钒浸出率达到66.26%。5.提钒尾渣内配煤粉在高温下进行焙烧还原,对还原产物进行磁选分离。对配碳量、焙烧时间、焙烧温度、磁场强度对球团金属化效果及磁选效果的影响展开研究。在温度1200℃、时间1h的焙烧条件下,磁选分离的精矿中钠含量降低到1.9%,TFe达到70%,铁的回收率达到84.08%。
李峰[10]2016年在《高铬型钒钛磁铁矿气基竖炉直接还原—电热熔分机理研究》文中指出高铬型钒钛磁铁矿(High Chromium Vanadium-bearing Titanomagnetite,下文简写为HCVT)是一种综合利用价值较高的多组元共生铁矿,目前主要以高炉流程进行冶炼利用,但其有价组元利用率较低。气基竖炉直接还原-电炉熔分具有不依赖焦炭、环境负荷小,且能够实现有价组元综合利用的优势。球团在竖炉内的还原行为对于生产顺行至关重要,而气基还原产物在电炉内的熔分受诸多因素影响。因此,本文以高铬型钒钛磁铁矿为原料,首先考察了还原温度和还原气氛对气基竖炉直接还原过程中球团膨胀率(Reduction Swelling Index,下文简写为RSI)及强度(Compressive Strength,下文简写为CS)的影响;其次,进行了非等温还原实验,考察升温速率及还原气氛对还原度的影响,并建立了描述混合气体还原高铬型钒钛磁铁矿球团非等温动力学模型;最后,通过单因素实验获得适宜的高铬型钒钛磁铁矿电热熔分参数。得出以下结论:(1)高铬型钒钛磁铁矿球团气基等温还原过程中,还原初期,球团膨胀率急剧上升,强度迅速下降;随还原进行,球团开始收缩,膨胀率减小,强度有所上升。随还原温度升高及还原气中CO比例的上升,还原过程中球团膨胀率增大,强度降低。(2)高铬型钒钛磁铁矿气基非等温还原相变历程为:Fe2O3→Fe3O4→ FexO→Fe;Fe9TiO15+Fe2Ti3O9→Fe2.75Ti0.25O4→FeTiO3→+Fe+TiO2;(Cr0 15V0 85)2O3+Cr1.3Fe0.7O3 →Fe2O4+FeCr2O4。(3)高铬型钒钛磁铁矿混合气体非等温还原过程中,相同还原时间下,随升温速率增大及还原气氛中H2组分增多,球团还原度增大。适宜描述高铬型钒钛磁铁矿混合气体非等温还原的动力学模型如下:式中,xH2、xCo—分别为H2和CO在混合气体中所占比例,-;β一升温速率,K·min-1。给定还原气氛及升温速率之后,可由上式求得混合气体非等温还原高铬型钒钛磁铁矿球团还原度的近似解。(4)适宜的高铬型钒钛磁铁矿气基竖炉还原产物电热熔分参数为:配碳量(C/O)1.2,熔分温度1625℃,熔分时间40～50min,CaF2添加量2%,二元碱度R2 1.1。该条件下成功实现了高铬型钒钛磁铁矿中铁、钒、铬与钛的分离,分别得到了富钛渣以及含钒铬生铁。钒、铬的分离机理需进一步研究探索。
参考文献：
[1]. 攀钢铁水提钒计算机监控系统分析与设计[D]. 唐志富. 重庆大学. 2002
[2]. 基于ActiveX组件技术的炼钢物流仿真系统设计与开发[D]. 李云. 重庆大学. 2004
[3]. 炼钢流程生产作业计划编制相关基础问题研究[D]. 龚永民. 重庆大学. 2016
[4]. PG炼钢厂MES系统数据挖掘的设计与开发[D]. 张玉东. 电子科技大学. 2011
[5]. 基于仿真的炼钢车间生产调度优化技术研究[D]. 蒋胜龙. 重庆大学. 2007
[6]. 钒渣余热缓冷试验研究[C]. 戈文荪, 蒋奎, 黄正华, 王二. 第七届全国能源与热工学术年会论文集. 2013
[7]. 高炉工艺过程优化研究[D]. 王中乾. 重庆大学. 2002
[8]. 攀钢200吨转炉副枪SDM模型研究及应用[J]. 杜利华. 四川冶金. 2013
[9]. 钠化提钒尾渣脱钠试验研究[D]. 张海平. 昆明理工大学. 2015
[10]. 高铬型钒钛磁铁矿气基竖炉直接还原—电热熔分机理研究[D]. 李峰. 东北大学. 2016
标签：自动化技术论文; 仿真软件论文; 攀钢论文; 高炉炼铁论文; 生产作业计划论文; 转炉炼钢论文; 钒钛磁铁矿论文;