在當(dāng)下鋼鐵冶煉尤其是鐵合金的冶煉中,產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率離不開金屬熔液出爐時的終點成分和終點溫度,而氬氧精煉冶煉技術(shù)以其工藝簡單、成本低廉、操作便捷、爐體維護(hù)容易等諸多優(yōu)勢逐漸成為冶煉技術(shù)的主流。為此,論文以AOD脫碳精煉爐為具體研究對象,綜合分析鐵合金冶煉過程中的熱動力學(xué)理論和化學(xué)機(jī)理,運(yùn)用先進(jìn)控制策略,力求達(dá)到鐵水終點命中率的提高。論文首先介紹了目前鋼鐵冶煉終點控制技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及氬氧精煉技術(shù)的發(fā)展歷程,針對國內(nèi)傳統(tǒng)的鐵合金冶煉過程,對比分析了氬氧精煉技術(shù)的優(yōu)勢,并簡要介紹該技術(shù)的工藝流程。在參考了冶煉不銹鋼過程及煉鋼相關(guān)專業(yè)的理論和生產(chǎn)實際情況后,深入研究鐵合金冶煉鉻鐵的過程機(jī)理,基于質(zhì)量守恒定律、熱守恒定律、灰色生成技術(shù),建立了冶煉低碳鉻鐵時期的碳含量與供氧速率、碳含量與供氬速率、鐵水溫度與供氧速率、鐵水溫度與供氬速率的數(shù)學(xué)模型。所建模型依據(jù)某鐵合金廠現(xiàn)場實際采集數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)校正和優(yōu)化,以求提高模型精度。為了更好利用氬氧精煉技術(shù),在所建的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上,應(yīng)用常規(guī)PI控制方法與推理控制方法,以關(guān)鍵變量(碳含量)及擾動均不可測的背景下,在冶煉后期,供氧設(shè)定值設(shè)定為45L/s,供氬擾動設(shè)定為135L/s,選取了可測的中間變量(鐵水溫度)作為二次輸出,控制鐵水的碳含量輸出。通過MATLAB中Simulink模塊對該控制過程進(jìn)行描述和仿真,仿真顯示有:碳含量控制上,常規(guī)PI控制存在0.05的穩(wěn)態(tài)偏差,推理控制無穩(wěn)態(tài)偏差;推理控制調(diào)節(jié)時間比常規(guī)PI控制少49min;鐵水溫度控制上,常規(guī)PI控制穩(wěn)態(tài)偏差為14℃,推理控制穩(wěn)態(tài)偏差為1℃;推理控制調(diào)節(jié)時間比常規(guī)PI控制少96min。仿真得出推理控制方法在終點控制方面總體上要優(yōu)于常規(guī)PI控制方法�？紤]到碳含量在線檢測的新技術(shù)應(yīng)用,論文又運(yùn)用內(nèi)模控制方法進(jìn)行終點控制,并與推理控制方法進(jìn)行仿真對比,在供氧設(shè)定值為45L/s,供氬設(shè)定值為135L/s時:在碳含量控制和鐵水溫度控制上,內(nèi)模控制調(diào)節(jié)時間均比推理控制略少些,得出內(nèi)�？刂频膬�(yōu)越性。
【學(xué)位單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TF64;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2822157