钢包的运行控制

D0I:10.13374/j.issn1001053x.2005.02.057 第27卷第2期 北京科技大学学报 Vol.27N0.2 2005年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2005 钢包的运行控制 刘青》赵平)吴晓东》田乃媛 1)北京科技大学冶金与生态工程学院，北京1000832)新疆天基钢铁公司，奎屯8332003)江苏大学材料学院，镇江212013 摘要运用冶金过程工程理论，对钢包运行过程进行深入的解析和较为系统的研究，形成 了钢包运行控制技术，包括钢包运行过程解析、钢包运行时间的数学描述、钢包运行个数的 三种计算方法、钢包运行过程温降、钢包运行频率及运行过程的优化.该项技术已经应用于5 个工厂，并取得了明显的效益， 关键词冶金过程工程：转炉炼钢厂：钢包运行：时间参数：温度参数 分类号T℉758：N941.3 钢水温度是炼钢一二次治金一连铸过程的 构成典型的炼钢一二次冶金一连铸三位一体的 一项重要工艺参数，特别是高效全连铸生产体制 小转炉生产流程，该厂的车间平面布置如图1. 对温度提出了更为严格的要求.钢水温度的控制 东中 不仅要重视各工序自身的控制水平”，更应注意 对衔接各工序的钢包运行规律的掌握，钢包 运行状况是炼钢厂系统运行效率的重要体现，本 LF2 文运用治金过程的工程理论，在已有研究的基础 上，进一步深化钢包运行过程的研究，形成较 为完整的钢包运行控制的研究思路与方法，为建 立炼钢一连铸生产过程温度调控体系奠定基础， 1钢包运行过程解析 1一炼钢平台：2一修炉区：3一废钢存放区：4一辅料存放区： 5一渣位：6一修包位：7一烘烤位：8一中包砌包区：9-一中包 钢包运行过程解析涉及炼钢厂生产过程的 存放区：10一连铸平台：11-一备用品存放区：12一坯库 诸工序，是炼钢厂系统运行优化的炉机对应原 图1B炼钢厂车间平面布置 则、能耗最小原则、拉速决定流量原则和连浇原 Fig.1 Layout of BOF steelmaking shop at B Steel 则在生产过程中的集中体现.高速连铸的实现 1.2钢包运行的时间参数解析 加快了生产节奏，高效连铸钢水的温度控制比常 钢包在炼钢厂内运行过程可划分为满包转 规连铸要求更为严格，作为炼钢厂生产过程钢水 运和空包转运两个阶段.钢包转运过程受车间 载体的钢包，其运行状况直接关联高效连铸生产 平面布置、工艺路线、生产过程组织等因素的影 的顺行与否.因此，认识钢包运行规律，开展钢包 响，在对B炼钢厂制造过程时间参数解析的基础 运行的基础研究意义重大 上，可“提取”出钢包转运过程的时间参数值，见 1.1炼钢厂车间平面布置 表1. B炼钢厂有20t氧气顶吹转炉2座、2个吹氩/ 13钢包运行的过程钢水温降 喂丝精炼站、2个钢包精炼站、3台三流连铸机， 根据国内一般全连铸工厂的现状，将钢水在 炼钢厂各工序和工序间过程温度变化分成四段 收稿日期：2004-07-26修回日期：2004-1102 相连的闭区间：(1)转炉吹炼终点一钢水精炼之 作者简介：刘青(1967一)，男，副教授，博士 前过程钢水温度的变化：(2)二次治金过程钢水温

第 2 7 卷 第 2 期 2 0 0 5 年 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f Un i v e r s i ty o f S e i e n c e a n d Te e h n o l o gy B e ji ni g M〕 1 . 2 7 N 0 . 2 A P r. 2 0 0 5 钢 包的运行控制 刘 青 ` , 赵 平 2 , 吴 晓 东 3 , 田 乃 媛 ` , l) 北京 科技大学冶 金与 生态 工程 学 院 , 北 京 10 0 0 8 3 2) 新 疆天 基钢 铁公 司 , 奎 屯 8 3 32 0 3) 江苏 大学 材料 学 院 , 镇江 21 2 01 3 摘 要 运 用冶 金 过程 工程 理论 , 对钢 包 运行 过程 进行 深入 的解 析和 较 为系统 的研 究 , 形成 了钢包运 行 控制 技术 , 包 括钢 包运 行 过程解 析 、 钢包 运行 时 间 的数学 描述 、 钢包 运行 个 数 的 三 种计算 方法 、 钢 包运行 过程 温 降 、 钢包 运行频 率 及运 行过程 的优 化 . 该 项技 术 己 经应用 于 5 个 工厂 , 并取 得 了 明显 的效益 . 关 键词 冶 金过程 工 程 ; 转 炉炼 钢 厂 ; 钢 包运 行 ; 时间 参数 ; 温度 参数 分 类号 T F 7 5 8 ; N 9 4 1 . 3 钢 水 温 度 是 炼 钢一 二 次 冶 金一 连铸 过 程 的 一 项重 要工 艺 参数 , 特 别是 高 效全 连铸 生产 体 制 对 温度 提 出 了更为 严格 的 要求 . 钢 水温度 的控 制 不 仅要 重视 各 工序 自身 的控制 水 平` , 一 7 , , 更应 注 意 对 衔 接各 工序 的钢 包运 行 规 律 的掌 握 〔8 一 , 3 , , 钢 包 运 行状 况 是炼 钢厂 系统 运 行效 率 的重要 体 现 . 本 文 运用 冶 金过 程 的工程 理 论 , 在 己有研 究 的基 础 上 t l3] , 进 一步 深 化钢 包 运行 过 程 的研 究 , 形成 较 为完整 的钢 包 运行 控制 的研 究 思 路 与方 法 , 为建 立 炼 钢一连 铸 生产 过程 温度 调 控体 系奠 定 基础 . 构 成 典 型 的炼 钢 一二 次 冶金 一连 铸 三位 一体 的 小 转 炉生 产流 程 . 该厂 的车 间平 面 布置 如 图 1 , 东 一 西 @ @ 亚… 2 …洲 , “ 幽 _ 11吐且 J I( 厂了〕己兹 } n 蕊 ~ 一 公 区过 ! 上匀 已二力 C C I C CZ C C 3 1 0 又{ 2 { } 1 钢 包运 行 过 程 解析 钢 包 运 行 过 程 解 析 涉 及 炼 钢 厂 生 产 过 程 的 诸 工序 , 是 炼钢 厂 系统 运 行 优 化 的炉 机 对 应 原 则 、 能耗 最 小原 则 、 拉 速 决定 流 量 原则 和 连浇 原 则〔叫 在 生产 过程 中的集 中体 现 . 高速 连 铸 的 实现 加快 了生 产节 奏 , 高效连 铸钢 水 的温 度控 制 比 常 规连 铸要 求更 为严 格 , 作 为炼 钢 厂 生产过 程 钢水 载体 的钢 包 , 其运 行 状况 直接 关 联 高效连 铸 生产 的顺 行 与否 . 因此 , 认识 钢包 运 行规 律 , 开展 钢包 运 行 的基 础研 究 意 义重 大 . L l 炼钢 厂 车 间平 面布 置 B 炼钢 厂 有 20 t氧 气顶 吹 转炉 2 座 、 2 个 吹氢 / 喂 丝精 炼 站 、 2 个 钢包 精 炼 站 、 3 台三流 连 铸 机 , 1一炼钢 平 台 ; 2一修炉 区 ; 3一废钢存 放 区 ; 4一 . 辅料 存放 区 ; 5一渣位 ; 6一修包 位 ; 7一烘烤位 ; 8一 中包砌包 区 : 9一中包 存 放区 ; 10 一连铸 平台 ; 1 一备 用 品存放 区 ; 12 一坯 库 图 I B 炼 钢厂 车间 平面布 置 iF g . l L ay o u t o f B O F s et e lm a ik n g s h o P a t B S 抚e l 收 稿 日期 : 2 0 0 4 一 0 -7 26 修 回 日期 : 2 0 04 一 11习2 作者 简 介 : 刘 青 ( 19 6 7 一 ) , 男 , 副教授 , 博 士 1 .2 钢包 运 行 的时 间参 数 解 析 钢 包 在 炼 钢 厂 内运 行 过 程 可划 分 为 满包 转 运 和 空包 转 运 两个 阶 段〔川 . 钢 包转 运 过程 受 车 间 平 面 布 置 、 工艺 路线 、 生产 过 程 组织 等 因素 的影 响 , 在 对 B 炼 钢 厂 制造 过 程 时 间参数 解析 的基础 上 , 可 “ 提 取 ” 出钢 包 转运 过 程 的 时间参 数 值 , 见 表 1 [ , , , . 1.3 钢 包 运行 的过 程钢 水 温 降 根 据 国内一 般全 连铸 工 厂 的现 状 , 将钢 水 在 炼钢 厂各 工 序 和 工序 间过 程 温度变 化 分 成 四 段 相连 的 闭区 间〔, 5] : ( 1) 转炉 吹 炼 终点一钢 水精 炼之 前过 程钢 水温度 的变化 ; ( 2) 二 次冶金 过程 钢水温 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2005. 02. 057

·236◆ 北京科技大学学报 2005年第2期 表1B炼钢厂钢包转运过程的时间解析 Table 1 Time analysis of ladle running in BOF steelmaking shop at B Steel 序 1号转炉 2号转炉 过程时间数据项名称 号 平均值最大值最小值样本容量平均值最大值最小值样本容量 1 转炉出钢时间 110 206 44 349 132 272 39 339 2 出钢毕至吹氩站运行时间 140 276 10 275 141 374 10 294 3 到站至开始吹氩时间 13 34 336 13 29 2 252 吹包时间 94 199 % 317 123 198 54 264 5 吹氩后测温至钢包离站时间 15 g x 220 15 159 259 6 钢包离站至到达起吊位时间 9 之 322 16 4 329 7 钢包等待吊运时间 131 319 47 110 o 257 8 天车吊钢包至连铸平台时间 115 285 10 17 293 298 9 钢包到台至回转台开动时间 375 972 1140 21 357 10 回转台转动时间 g 20 352 11 回转台到位至钢包开浇时间 56 153 o 128 350 12 大包钢水浇注时间 1191 1618 887 1073 1404 735 360 13 大包瓷毕至天车下钩时间 143 568 223 39 351 14 天车下钩至大包离台时间 3 355 15 大包离台至天车放钢包时间 69 158 30 120 332 290 16 钢包过跨时间 37 8 10 612 37 87 612 17 钢包过跨毕至天车下钩时间 49 129 10 516 49 129 o 516 18 天车下钩至天车离开时间 18 50 617 18 50 617 19 天车离开至挂副钩开始时间 19 50 616 19 1 616 20 挂副钩开始至到倒渣位时间 27 59 607 27 59 4 607 21 钢包到达倒渣位至开始倒渣时间 11 31 598 11 31 2 598 22 倒渣时间 18 45 620 18 45 2 620 23 钢包倒渣结束至到达修包位时间 58 196 3 606 196 606 24 修包时间 521 1197 % 546 521 1197 101 546 25 修包完毕至天车挂钩时间 231 598 20 33 231 598 20 373 26 天车挂钩至钢包到引流沙区时间 37 97 5 577 37 97 5 577 27 钢包到引流沙区至天车离开时间 119 591 38 19 2 591 28 天车离开至钢包到达钢包车时间 104 244 307 104 244 12 307 29. 钢包放到钢包车至开始烘烤时间 48 156 2 336 48 156 2 336 30 钢包烘烤时间 334 695 2 336 334 695 点 336 31钢包等待出钢时间 152 376 24 297 514 1522 62 249 注：围绕1号、2号转炉钢包运行的周期分别为69.】min和76.2min 度的变化：(3)钢水精炼结束一钢包到达连铸平台 满包钢水在各工位间传搁及动作时间，s:t为空 过程钢水温度的变化：(4)钢包到达连铸平台一钢 包在各工位间传搁及动作时间，s.B厂的x,详 水浇注过程温度的变化.将各区间温度变化综合 见表1. 起来可得全连铸工「整个生产过程的钢水温度 15钢包运行的“柔性时间” 变化趋势，图2所示B炼钢厂Q235钢生产过程 为进一步研究钢包转运的优化问题，借助钢 钢水温降及时间. 包运行过程“柔性时间”的概念.所谓钢包转运 1.4钢包运行时间参数的数学表述 过程的柔性时间，是指在炼钢厂系统运行过程 在钢包运行过程时间参数解析的基础上，提 中，钢包在不同工位之间传搁当中等待作业所用 出钢包运行过程时间参数的数学表达式如下： 时间.钢包转运过程中的柔性时间见表2 =tti=∑△r+∑△ (1) -1 钢包运转过程中的柔性时间是客观存在的， 式中，（为炼钢厂生产过程钢包运行时间，s:t为 重要的是应加强生产过程组织和生产控制使其

一 2 3 6 - 北 京 科 技 大 学 学 报 0 0 5年2 第 期 2 表 I 炼钢 厂B 钢 包转 运过 程 的时间解 析 aT l b e 1 iT m e a a n yl s i s o l f a d l e u r n n i n i g n B O F 忱 s c lm a i k n g s h o P at et B S e l 过 程时 间数据 项名 称 1号转 炉 号 转炉2 平 均值 最大 值 最 小值 样 本容 量 平均 值 最 大值 最小 值 样 本容量 序号 140 2 50 4 3 一、é一了 810 27 8 7 8 2 3 010 3 5 1 0 1 1 l 2 l 3 场ō乙上月, 122524 l 4 1 5 16 l 7 I 8 1 9 2 0 2 l 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 转炉 出钢 时 间 出钢 毕至 吹氨站 运行 时间 到站至 开始 吹氨 时间 吹氢 时 间 吹氨后测 温 至钢包 离站 时 间 钢 包离站 至 到达起 吊位 时 间 钢 包等 待 吊运时 间 天 车 吊钢 包 至连铸 平 台时 间 钢 包到 台至 回转 台开动 时 间 回转 台转 动 时间 回转 台到位 至钢 包开浇 时 间 大包钢 水浇 注 时间 大包浇 毕至 天车 下钩 时间 天车 下钩 至大包 离 台时间 大 包离 台至天 车放 钢包 时 间 钢 包过 跨时 间 钢 包过 跨毕 至天 车下钩 时 间 天车 下钩 至天车 离开 时间 天 车离 开至 挂副钩 开始 时 间 挂 副钩 开始 至 到 倒渣位 时 间 钢包 到达 倒渣 位至 开始倒 渣 时间 倒渣 时 间 钢包 倒渣 结束 至 到达 修包 位 时间 修包 时 间 修包完 毕至 天车 挂钩 时间 天车 挂钩 至钢包 到 引流沙 区 时 间 钢包 到引 流沙 区 至天 车离 开时 间 天车 离开 至钢包 到达 钢包 车时 间 钢包 放到 钢包 车至开 始烘 烤时 间 钢包 烘烤 时 间 钢 包等 待 出钢时 间 1 10 14 0 13 9 4 15 9 5 3 1 15 3 7 5 3 5 5 6 1 1 9 1 14 3 2 4 6 9 3 7 4 9 18 19 2 7 l l l 8 5 8 5 2 1 2 3 1 3 7 3 8 10 4 4 8 3 3 4 15 2 2 0 6 2 7 6 3 4 19 9 3 9 2 2 1 3 1 2 8 5 9 7 2 4 9 1 5 3 1 6 18 5 6 8 8 6 1 5 8 8 7 12 9 5 0 5 0 5 9 3 l 4 5 19 6 1 19 7 5 9 8 9 7 1 1 9 24 4 1 5 6 69 5 3 7 6 34 9 1 3 2 2 7 2 2 7 5 1 4 1 37 4 3 3 6 1 3 29 3 1 7 12 3 19 8 22 0 1 5 35 3 2 2 9 16 3 1 9 4 7 1 10 3 0 3 17 3 2 9 3 34 5 4 4 7 1 14 0 3 4 3 3 8 54 3 4 7 5 9 12 8 34 7 1 0 7 3 1 4 0 4 3 3 6 10 1 22 3 3 3 5 1 5 3 5 3 1 5 12 0 33 2 6 12 3 7 87 5 1 6 4 9 12 9 6 1 7 1 8 50 6 1 6 1 9 50 60 7 2 7 59 5 9 8 11 3 1 6 2 0 1 8 4 5 6 0 6 5 8 19 6 54 6 5 2 1 1 19 7 3 7 3 2 3 1 59 8 5 7 7 3 7 9 7 5 9 1 3 8 1 19 3 0 7 1 04 2 4 4 33 6 4 8 1 56 33 6 3 3 4 69 5 2 9 7 5 1 4 1 5 2 2 3 9 3 3 9 1 0 2 9 4 2 2 5 2 5 4 2 6 4 1 5 9 2 5 9 4 3 2 9 1 0 2 5 7 4 5 2 9 8 2 1 3 57 2 0 3 52 1 0 3 5 0 7 3 5 3 6 0 3 9 3 5 1 3 3 5 5 2 0 2 9 0 1 0 6 12 1 0 5 16 5 6 17 1 6 16 4 6 0 7 2 59 8 2 6 2 0 2 6 0 6 1 0 1 5 4 6 2 0 3 7 3 5 5 7 7 2 5 9 1 12 3 0 7 1 2 3 3 6 1 2 3 3 6 62 2 4 9 注 : 围绕 1 号 、 2 号转炉 钢包 运行 的周 期分别 为 69 . 1 m in 和 76 .2 m i n . 度 的变 化 ; (3) 钢 水精 炼结束 一钢 包到达连 铸 平 台 过 程钢 水温度 的变 化 ; (4) 钢 包 到达连 铸平 台一钢 水 浇注 过程 温度 的变 化 . 将 各区 间温 度变 化 综合 起 来 可得 全 连 铸 工 厂整 个 生 产 过 程 的钢 水 温度 变 化趋 势 , 图 2 所 示 B 炼 钢 厂 Q2 35 钢 生产 过 程 钢 水温 降及 时 间 . 1.4 钢 包 运 行 时 间参数 的数 学表 述 在钢 包运 行 过程 时间参 数 解析 的基 础 上 , 提 出 钢包 运 行过 程 时 间参 数 的数 学 表达 式 如下 : 片二 认汁岛 二 艺△乙汁 艺△肠 ( 1) 式 中 , 娇为炼 钢 厂 生产 过 程钢 包运 行时 间 , s ; : ,,为 满 包 钢 水在 各 工位 间传 搁 及动 作 时 间 , s ; 马为 空 包 在 各 工位 间传搁 及 动 作 时 间 , s . B 厂 的玩场 详 见 表 1 . 1 . 5 钢 包 运行 的 “ 柔性 时间 ” 为进一步 研 究钢 包 转运 的优化 问题 , 借助 钢 包 运 行 过程 “ 柔性 时 间 ” 的概 念 t川 . 所 谓 钢包 转 运 过 程 的柔 性 时 间 , 是指 在炼 钢 厂 系 统 运行 过 程 中 , 钢包 在 不 同工位 之 间传搁 当 中等待 作业 所 用 时 间 . 钢包 转 运 过程 中的 柔性 时间 见表 2[] 5, . 钢 包 运转 过 程中 的柔性 时 间 是客 观 存在 的 , 重 要 的是 应 加 强 生产 过 程 组织 和 生 产 控 制 使 其

Vol.27 No.2 刘青等：钢包的运行控制 ·237· 转炉出钢 精炼（吹氩） 钢水 钢水到台一中包刚温1 42℃ 16℃ 4℃ 73℃ 平均时间：4.2min 平均时间：3.Imin 平均时间：2.0min 平均时间：10.8min 温降速率：10.0℃/min 温降速率：5.2℃min 温降速率：2.0℃/min 温降速率：6.8℃min 图2B厂Q235钢生产过程温降及时间 Fig.2 Temperature loss and corresponding time in BOF steelmaking shop at B Steel (earbon steel) 表2钢包转运过程中的柔性时间 Table 2 Flexible time in ladle operating process 序 1号转炉 2号转炉 多 过程时间数据项名称 平均值最大值最小值样本容量平均值最大值最小值样本容量 】钢水精炼毕等待吊运时间s 53 131 3 319 47 110 0 257 2钢包到台至回转台开动时间 375 972 28 345 447 1140 21 357 3回转台到位至钢包开浇时间s 56 153 10 347 59 128 10 350 4钢包浇毕至天车下钩时间s 143 568 28 336 101 223 39 351 5钢包过跨毕至天车下钩时间s 49 129 10 516 49 129 10 516 6修包毕至天车下钩时间s 231 598 20 373 231 598 20 373 7钢包放到钢包车至开时始烘烤时间s 48 156 2 336 48 156 12 336 8钢包等待出钢时间s 152 376 多 297 514 1522 62 249 9柔性时间总计mn 18.4 51.5 2.3 24.6 62.8 5.7 处于一个合理的范围内，优化钢包转运过程主要 将钢包转运过程的时间逐步缩短至参考值，研究 是通过缩短钢包转运过程的柔性时间，结合实测 表明，1号转炉生产Q235钢与2号转炉生产 数据的统计分析结果，可提出相关操作环节柔性 20MnSi钢的钢包转运过程时间的参考值分别为 时间的推荐值，详见文献[151. 55.7min和56.6min. 结合柔性时间的推荐值，由下式可得出钢包 转运过程时间的参考值，钢包转运过程时间的实 2 钢包运行个数的计算方法 际值与参考值的有关情况见表3.表中柔性时间 随着对钢包运行研究的深入，需要定量掌握 与转运过程时间的比值反映了进行钢包转运过 炼钢厂在一定工作时间内运行的钢包数量，本文 程优化的空间，该值越小表明钢包运行的速度 提出了生产过程中钢包使用个数的三种计算方 快，制造过程的温降相对较小，生产过程控制的 法 较好，系统运行水平较高. 2.1产量计算法 石=-t+ (2) 在炼钢厂产量一定的前提下，可由下式确定 式中，为钢包转运过程时间参考值，min;矿钢包 生产过程中理想的钢包使用个数与实际的钢包 转运过程时间实测值，min;钢包转运过程柔性 使用个数之间的关系. 时间，min:钢包转运过程柔性时间参考值，min, 通过优化钢包转运过程，缩短柔性时间，可 (3) 式中，理想的钢包使用个数，个；实际的钢包 表3钢包运行过程的实测时间与参考时间值 使用个数，个. Table 3 Measured value and reference valne of process time of ladle turnaround 将相关时间数据带入式(3)，按照2座转炉产 转炉 实测时间值 参考时间值 量均衡，得出该炼钢厂在当前生产水平下的理想 编号min /min tmin min张 钢包使用个数约为6个. 1'69.118.426.6%55.7 59.0% 2.2时间计算法 276.2 24.632.3% 56.6 5 8.8% 设炼钢厂每个生产作业班组8h冶炼m炉钢

M 〕1 , 2 7 N o . 2 刘 青等 : 钢 包 的 运 行控 制 . 2 3 7 . 鉴轰丑盖目 转炉出钢 精炼 (吹氢 ) 钢水到台一中包测温 1 16 ℃ 4 ℃ 7 3 ℃ 平均 时 间 : 4 . 2 m in 平 均时间 : 3 . 1 m in 平均 时 间 : 2 刃 ~ 平 均时 间 : 10 . 8 m in 温 降速率 : 10 乃℃ m/ 远 温 降速 率 : 5 . 2 ℃m/ 血 温 降速率 : .2 0 ℃ m/ in 温 降速 率 : 6 8 ℃ m/ in 图 Z B 厂 Q 2 3 5 钢 生产 过程 温降 及时 间 F ig . 2 eT m P e r a t u r e 1 0 5 5 a n d e o r r e s P o n d i n g it m e i n B O F s t e e l m a ik n g s h o P a t B S t e e l (c a 比 o n s t e e l ) 表 2 钢 包 转运 过程 中的 柔性 时间 aT b l e 2 F l e x i b l e tim e i n l a d l e o P e r a ti n g P r o c e s s 过程 时 间数 据项 名称 1 号转 炉 2 号 转 炉 平均 值 最 大 值 最小 值 样本 容 量 平均值 最大 值 最 小值 样本容 量 序号 州7 CU刃月.日n门à匕、rQ 矛 气气é、ù 71 门à、 2 4 内ù凡、J、ù,门J氏乙 n é 1 nU g n气乙ùù, ` l 气` l 气j 21 月 e `U 1 10 1 1 4 0 12 8 2 2 3 12 9 59 8 1 56 1 5 2 2 6 2 , 8 474710594231 8 3193454767163297 246514 -31725689515 2804231023 一 n , l 、ù 1 11 ù l ǎj `J 533751435649231 48 .184152 l 钢 水精 炼毕 等待 吊运 时间 s/ 2 钢 包 到台至 回转 台开动 时 间s/ 3 回转 台到位 至钢 包开浇 时 间s/ 4 钢 包浇 毕至 天车 下钩 时间 s/ 5 钢 包过 跨毕 至天 车下 钩时 间s/ 6 修 包 毕至天 车下 钩 时间s/ 7 钢 包放 到钢 包车 至开 时始烘 烤 时间 s/ 8 钢 包等 待 出 钢时 间s/ 9 柔 性 时间总 计m/ in 处于 一个 合理 的 范 围 内 . 优化 钢包 转 运过 程 主要 是通 过缩 短钢 包 转运 过程 的柔 性 时 间 , 结 合 实测 数据 的统 计分 析 结果 , 可 提 出相 关操 作环 节柔 性 时 间 的推 荐 值 , 详 见 文 献 〔151 . 结合柔 性时 间 的推荐 值 , 由下 式可 得 出钢 包 转运 过程 时 间的 参考 值 , 钢包 转 运过 程 时 间的实 际值 与 参考 值 的 有关 情 况见 表 3 . 表 中柔 性 时 间 与 转运 过 程 时 间 的 比值 反 映 了进 行 钢包 转 运 过 程 优化 的空 间 , 该 值越 小表 明钢 包 运行 的速 度 快 , 制 造 过程 的温 降相 对 较 小 , 生 产过 程 控制 的 较 好 , 系 统运 行水 平 较 高 . 斌二 了一 呀十拼 ( 2 ) 式 中 , 对为 钢包 转 运 过程 时间 参考 值 , m in ; 才 钢包 转 运过 程 时 间实 测值 , m in ; 诊钢 包 转运 过 程 柔性 时 间 , m in ; 铸钢 包 转运 过 程柔 性 时 间参 考值 , m in . 通过 优 化 钢包 转 运过 程 , 缩 短 柔 性 时 间 , 可 将钢包 转 运过程 的时 间逐步 缩 短至 参考值 , 研究 表 明 , 1 号 转 炉 生 产 Q2 35 钢 与 2 号 转 炉 生产 20 M劝5 1 钢 的钢包 转 运 过程 时间 的参考 值 分 别 为 5 5 . 7 m i n 和 5 6 . 6 m i n “ , ] . 2 钢 包 运 行 个 数的 计 算方 法 随着对 钢 包运 行研究 的 深入 , 需要 定量 掌握 炼钢 厂在 一定 工 作 时间 内运行 的钢 包数 量 , 本文 提 出 了 生产 过 程 中钢 包 使 用 个 数 的三 种 计 算方 法 【15〕 . .2 1 产 量 计算 法 在 炼钢 厂产 量一 定 的前 提下 , 可 由下式 确 定 生产 过 程 中理 想 的钢 包 使 用 个 数 与实 际 的 钢包 使用 个 数之 间的 关系 . 式 中 , 斌理想 的钢 包 使 用个 数 , 使用 个 数 , 个 . ( 3 ) 个 ; :ne 实 际 的钢 包 表 3 钢包 运行过程 的实 测时 间与参 考 时间值 aT b l e 3 M e a s u er d v a l u e a n d r e 介 er n c e v a l u e o f P or c e ss it m e o f l a d l e t u r n a or u n d 转炉 编号 才 m/ in 实测 时间值 参考时 间值 订加i n 评八犷 丁功刀 in 1 招 6 9 . 1 18 . 4 2 ` 7 6 . 2 2 4 . 6 2 6石% 3 2 3% 丁别斌 9 乃% 8 . 8% 将相 关 时 间数 据 带入 式 (3) , 按 照 2 座转 炉 产 量均 衡 , 得 出该 炼钢 厂在 当前 生 产水 平下 的理 想 钢 包使 用 个数 约 为 6 个 . .2 2 时 间计 算法 设炼 钢 厂每 个 生产 作 业 班组 s h 冶炼 n h炉钢

·238· 北京科技大学学报 2005年第2期 水，钢包运行周期为，则钢包使用个数可由下 间缩短至5657min,由上表可查知，每座转炉需 式计算. 要钢包个数为2.9个，即共需6个钢包可满足生 你器 (4) 产要求. 式中，为每班最大治炼炉数，炉， 由此可见，上述三种计算方法是从不同的角 由式(4)可得出钢包使用个数、每班冶炼炉数 度来分析炼钢系统运行过程中钢包的使用个数， 与钢包转运时间的定量对应关系. 其计算结果是一致的. B厂每个炼钢生产班组平均冶炼42炉钢水， 3钢包运行频率 钢包周转个数为89个，实测钢包转运过程时间 分别为69min(1号转炉)和76min(2号转炉)，按 为进一步认识问题，本文提出了描述钢包运 照一座转炉每班生产21炉钢水考虑，由文献[15] 行频率的概念.即在一定时间内，通常以一个 可知两座转炉分别需要3个钢包和3.5个钢包， 生产作业班组的工作时间(8)为标准，炼钢厂生 即共需7个钢包，比实际钢包使用个数少12个， 产过程中参与运转的钢包数量与钢包运转周期 表明优化钢包周转，减少钢包个数是完全可能 的比值，称之为钢包运行频率，单位是1h,如下 的.据前文对钢包转运柔性时间的分析，1号转炉 式所示.表4所示5个转炉炼钢厂钢包转运的有 生产Q235钢与2号转炉生产20MnSi钢的钢包转 关情况，按照钢包吨位升高的顺序，依次对应 运过程时间的参考值分别为55.7min和56.6min, 于G,B,J,S和H等5个工厂. 同样，按照一座转炉每班生产21炉钢水考虑，查 万-装 (6) 文献[15]表6.17可知，两座转炉分别需要2.5个钢 式中，f为钢包运行频率，h:忧为8h内的钢包使 包，即用6个钢包在线运转即可满足生产要求， 用个数. 2.3周期匹配法 根据表4，从钢包运行频率来看，随着钢包 在炼钢生产过程中，钢包使用个数与炼钢炉 吨位的增加，钢包运行频率减小，即大转炉炼钢 的生产节奏和钢包转运过程的时间有关，可用炼 厂的钢包转运要比小转炉炼钢厂慢.由表4知，J 钢炉冶炼周期与钢包转运时间米计算转炉炼钢 厂钢包运转最快，原因是其钢包转运过程中柔性 过程的钢包使用个数，见下式： 时间仅1210s,在5个厂中最短，表明该厂生产过 术二奇e (5) 程的协调、控制水平最高：B厂次之；相比之下，G 式中，ts炼钢炉冶炼周期，min 厂在此方面，也存在一定的差距.此外，还有一个 由式(5)可得钢包运行个数与转炉冶炼周期、 值得注意的问题，即评价一个炼钢厂系统运行的 钢包转运时间的定量关系表).根据该表，转炉 水平和温度状况，不能简单的以钢包运行个数的 治炼周期为19.6min时，在正常生产条件下，对应 多少作为依据，需要进行综合分析，其中钢包运 于1号炉的钢包转运周期为69min时，相应需要 行频率就是一个重要的概念.从表4可见，J厂在 的钢包数是35个，对应于2号炉的钢包转运周 5个厂之中使用的钢包数量是最多的，达15个； 期为76min时，相应需要的钢包数是3.9个，即两 而B厂仅用8个，在5个炼钢厂当中最少.J厂系 座转炉共需8个钢包，这正是实际生产中钢包使 统运行水平则是最高的，生产过程温度控制也是 用的情况.当优化钢包转运过程后，钢包转运时 最好的 表45个转炉炼钢厂的钢包转运情况 Table 4 Ladle cycling status of 5 LD workshops 工钢包容 实际运行时间 柔性时间 一个班使用的钢包运行频 厂量作 周期/s 满包8 空包s 满包s 空包s 占运行周期的比例%钢包个数/个 率h5 G15 5646 2316 3330 532 1980 44.5 5.7 B25 4367 2249 2118 547 794 30.7 P 6.6 J35 7061 2905 4156 377 833 17.1 公 7.6 S85 8421 6408 2013 814 1849 31.6 2 4.7 H300 12360 7566 4794 1776 2136 31.7 1 3.2

北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 5 年 第 2期 水 , 钢 包 运行 周 期 为才 , 则 钢包 使 用个 数 可 由下 式计 算 . n h X 才 6 0 X 8 (4 ) 式 中 , n h 为每班 最 大 冶炼 炉 数 , 炉 . 由式 ( 4) 可 得 出钢 包使 用 个数 、 每 班 冶炼炉 数 与 钢包 转 运 时 间 的定量 对应 关 系 . B 厂每 个炼 钢 生 产班 组平 均 冶炼 42 炉 钢 水 , 钢 包 周转 个数 为 8一9 个 , 实 测钢 包 转运 过 程 时 间 分 别 为 69 m in ( 1 号转 炉 )和 76 m in (2 号 转 炉 ) , 按 照 一座 转 炉每 班 生产 21 炉 钢水 考 虑 , 由文献 【15〕 可知 两座 转 炉 分 别 需要 3 个 钢 包 和 3 . 5 个 钢 包 , 即共 需 7 个钢 包 , 比实 际钢包 使用个 数 少 1一2 个 , 表 明优 化 钢 包 周转 , 减 少 钢 包个 数 是完全 可 能 的 . 据前 文对 钢 包转 运柔 性 时间 的分析 , 1 号转 炉 生 产 Q2 35 钢 与 2 号转 炉 生产 20 Mns i钢 的钢包 转 运 过程 时 间 的参考 值 分别 为 5 . 7 m in 和 56 , 6 m in , 同样 , 按 照一 座 转炉 每班 生 产 21 炉 钢水 考 虑 , 查 文 献 仁15] 表 6 17 可 知 , 两座转 炉分 别 需要 2 . 5 个钢 包 , 即用 6 个 钢 包在 线 运转 即可满 足 生产 要 求 . .2 3 周 期 匹 配 法 在 炼钢 生 产 过程 中 , 钢 包使 用个 数 与炼 钢 炉 的生 产节 奏和 钢包 转运 过程 的时 间有 关 , 可用 炼 钢 炉 冶炼 周 期 与钢 包 转 运 时 间来 计 算转 炉 炼 钢 过程 的钢 包使 用 个数 , 见下 式 : 间缩 短 至 5 6一57 m in , 由上 表可 查知 , 每座 转 炉 需 要钢 包 个 数 为 .2 9 个 , 即 共 需 6 个 钢 包 可满 足 生 产 要求 . 由此可 见 , 上述 三种 计 算方 法 是 从不 同的角 度 来 分析炼 钢 系 统运 行过 程 中钢 包 的使 用个 数 , 其 计 算 结果 是 一致 的 . 3 钢 包运 行频 率 为进 一 步认 识 问题 , 本文 提 出了描 述钢 包 运 行 频率 的概念 f ls . 即在 一 定 时间 内 , 通 常 以一 个 生 产作 业 班组 的工 作 时 间( s h) 为 标准 , 炼钢 厂 生 产 过 程中 参 与运转 的钢 包 数 量 与 钢包 运 转 周期 的 比值 , 称 之 为钢 包 运行 频 率 , 单位 是 1瓜 , 如下 式 所 示 , 表 4 所示 5 个 转 炉炼 钢 厂 钢 包转 运 的 有 关情 况 『15] , 按照 钢 包 吨位 升 高 的顺 序 , 依 次 对 应 于 G , B , J , S 和 H 等 5 个 工 厂 . (6 ) r 。 _ 寸 n] 一 云获舀 ( 5) 式 中 , 错 M F炼 钢 炉 冶炼 周 期 , ~ . 由式( 5) 可 得钢 包运 行个 数 与转 炉冶 炼周 期 、 钢 包 转运 时 间 的定 量 关系 表 t 15] . 根 据 该表 , 转炉 冶 炼 周期 为 19 . 6 m in 时 , 在 正常 生产 条件 下 , 对应 于 l 号炉 的钢 包 转运 周 期 为 69 m in 时 , 相 应 需要 的钢 包 数是 3 5 个 , 对应 于 2 号 炉 的钢包 转 运 周 期 为 7 6 m in 时 , 相 应 需要 的钢 包 数是 3 . 9 个 , 即两 座转 炉 共 需 8 个钢 包 , 这 正 是实 际 生产 中钢 包 使 用 的情 况 . 当优 化钢 包 转运 过 程后 , 钢 包转 运 时 式 中 拭 为 钢包 运 行频 率 , h 一 , ; ien 为 s h 内 的钢 包 使 用 个数 . 根据 表 4 , 从钢 包运 行 频 率 来看 , 随着钢 包 吨 位 的增 加 , 钢 包 运 行 频 率减 小 , 即大 转 炉炼 钢 厂 的钢 包转 运 要 比 小 转 炉炼 钢 厂 慢 . 由表 4 知 , J 厂 钢包 运 转最 快 , 原 因 是其钢 包 转运 过 程 中柔性 时 间仅 1 2 10 5 , 在 5 个厂 中最短 , 表 明该 厂生 产过 程 的协调 、 控制 水平 最 高 ; B 厂 次 之 ; 相 比 之 下 , G 厂在 此方 面 , 也存 在 一 定的 差距 . 此 外 , 还有 一个 值得注 意 的 问题 , 即评 价 一个炼 钢 厂系 统 运行 的 水平 和温 度 状况 , 不 能简单 的 以钢 包运 行 个数 的 多 少作 为 依据 , 需 要进 行 综 合 分析 , 其 中钢 包 运 行频 率 就 是一 个 重要 的概 念 . 从 表 4 可 见 , J厂 在 5 个 厂 之 中使 用 的钢 包 数 量 是最 多 的 , 达 15 个 ; 而 B 厂 仅 用 8 个 , 在 5 个 炼 钢厂 当 中最 少 . J 厂 系 统 运行 水平 则 是最 高 的 , 生产 过程 温 度控 制 也是 最 好 的 . 表 4 5 个转 炉炼钢 厂 的钢 包转运 情 况 aT b l e 4 L a dl c e y cl i n g s t a t u s o f 5 L D w o r ks h o P s 工 钢包容 厂 量t/ 实际 运行 时 间 柔性 时间 门6 乙n 7 气乙 ; , 、. 、石U勺成2 4 气、 卜 召中乡O了`U 气j nO 丫ùlL 诊. : 勺白1 ,`ō了 74 内j47 、曰J 1 ù I úō一戒0 H 3 0 0 周 期s/ 5 6 4 6 4 36 7 7 06 1 8 42 1 12 3 60 满 包s/ 2 3 1 6 2 24 9 2 9 0 5 6 4 0 8 7 5 6 6 空包 s/ 3 3 3 0 2 1 18 4 15 6 2 0 13 4 79 4 满 包 s/ 空 包 s/ 1 9 80 7 9 4 占运 行周 期 的比例 /% 一 个班 使用 的 钢包 运 行频 钢 包个 数 /个 率(/ h 一 1 ) 1 7 7 6 4 4 . 5 9 3 0 . 7 8 17 . 1 15 3 1 6 1 1 3 1 7 1 1 气气ó J 勺I 门4 O入ù, GBsJ

Vol.27 No.2 刘青等：钢包的运行控制 ·239· 4钢包运行优化 势必会造成转炉出钢温度偏高、后吹率高等现 象.同时，高温出钢不仅会缩短钢包寿命，增加生 钢包运转的过程时间分析见表5.表中可 产成本，更重要的是不利于高效连铸生产.因此， 优化时间比例是指钢包转运过程的柔性时间与 钢包运行的优化是以高拉速为核心高效连铸生 转运时间的比值，由表5可知：钢包在满包运行 产的必然要求，可从两个方面来加速钢包的运 阶段中，可优化时间占转运时间的1/4左右，钢包 转，其一从工序运行关系方面，减少柔性时间，缩 在空包运行阶段中，可优化时间占转运时间的 小可优化时间比例，加速钢包的转运：其二从工 1/3左右：表明钢包运转过程的优化存在一定的 序制造过程方面，在满足制造工艺的约束条件 空间. 下，优化工序的功能，缩短工序作业时间，提高工 按照图1的数据，满包运行阶段钢水过程平 序的运行水平，将上述结果应用于实际生产，钢 均温降速率若取4.7℃min,则意味着每包钢水至 包使用个数已由原来的9个减至7个，同系统运 少有40℃温降损失于钢包转运的柔性时间之中， 行控制相结合，出钢温度已降低38℃.总之，随着 空包转运柔性时间长，将会增大空包的温降，事 钢包运行的不断优化，炼钢系统运行节奏更趋合 实上，转炉吹炼终点的钢水温度要承担满包运行 理，生产过程的最大温降值、钢水的过程温降及 阶段的钢水过程温降并补偿空包接受钢水时产 速率不断减小，系统过程能耗逐步降低，系统运 生的温升，若钢包管理不好，钢包烘烤效率不佳， 行水平相继提高，炼钢厂的运行效率不断增加. 表5钢包运转的过程时间分析 Table 5 Analysis of ladle cycle time 满包运行阶段 空包运行阶段 转炉 转运时间/min 柔性时间nin 可优化时间比例%转运时间mn 柔性时间/min 可优化时间比例% 1 36.8 8.5 23.1 32.3 10.6 32.8 2 37.9 9.7 25.6 38.3 15.9 41.5 5结论 (4)钢包运行控制的研究为炼钢一连铸过程 钢水温度的优化与控制充实了新的内容. (1)钢包运行的研究涉及炼钢厂系统运行的 各工序，本文从钢包运行过程解析、钢包运行时 参考文献 间的数学描述、钢包运行个数的三种计算方法、 [1]Omotani MA,Heaslip L J,Mclean A.Ladle temperature con- 钢包运行过程温降、钢包运行频率及运行过程的 trol during continuous casting.1&SM,1983(10):29 优化六个方面对钢包转运过程进行了深入的研 [2]StenderaJW,Rieldl JR.Recent experience with dolomite in large steel ladles.I&SM,1986(3):18 究，归纳形成钢包运行控制技术. [3]Robertson T,Perkins A.Physical and mathematical modeling of (2)钢包运行控制技术已经应用于5个高效 liquid steel temperature in continuous casting.Ironmaking and 连铸工厂，本文以B厂的研究工作为模板进行了 Steelmaking,1986,13(6):301 阐述.三种钢包运行个数的计算方法是从不同的 [4]Ritza SJ,Thibodeau HJ.Recent steel ladle practices at algoma's No.2 Steelmaking Shop.I&SM,1987(6):33 角度来分析炼钢厂系统运行过程中的钢包个数， [5]张再华，王志道，110t钢水罐热损失测定与分析.冶金能 其结果一致：计算得出在B厂的操作条件下，优 源，1987,6(1)：43 化的钢包使用个数为6个.将研究结果应用于B [6]Prendergast ID.Practical aspects of refractory selection and per formance in steel ladles-Part II.I&SM,1988(2):18 厂实际生产，钢包使用个数已由原来的9个减至 [7]Saha JK,7Ajmani S K,Chatterijee A.Mathematical model for 7个，同系统运行控制相结合，出钢温度降低 determining preheating schedule of dolomite ladles in melt sho- 38℃. ps.Ironmaking and Steelmaking,1991,18(6):417 (3)本文提出钢包运行频率概念，它是炼钢厂 [⑧)]刘佩勤，蔡开科，陈福在，连铸钢包热循环研究。炼钢， 1991,7(4):40 过程时间一温度协调控制的重要体现.随着钢包 [9]Mazumdar D,Kumar N,Verma V.Heat and mass transfer rates 容量的增加，钢包运行频率降低，钢包运行频率 between solid and liquid in gas stirred ladle system.Ironmaking 的提出，形成一项评价炼钢厂系统运行效率和温 Steelmaking,1992,19(2):152 [10]Russell R O,Hallum G W,Chen E S.Thermomechanical stu 度状况的指标 (下转第249页)

Vb l.2 7 N o . 2 刘 青等 : 钢 包 的运行 控 制 一 2 39 . 4 钢 包 运 行 优 化 钢 包运 转 的过程 时 间分 析 见 表 5 `15] . 表 中可 优 化 时 间 比 例 是指 钢 包 转 运 过程 的柔 性 时 间 与 转 运 时 间 的 比值 . 由表 5 可 知 : 钢 包 在满 包 运 行 阶 段 中 , 可优 化时 间 占转运 时间 的 14/ 左 右 , 钢 包 在 空 包 运行 阶段 中 , 可 优 化 时 间 占转 运 时 间 的 l 3/ 左 右 ; 表 明钢 包 运转 过 程 的优 化存 在 一 定 的 空 间 . 按 照 图 1 的数据 , 满 包运 行阶 段钢 水 过 程平 均 温 降速率 若 取 4 . 7℃ m/ in , 则 意味着 每 包钢 水至 少 有 40 ℃温 降 损失 于钢 包转 运的柔 性 时间之 中 . 空 包转 运 柔性 时间 长 , 将 会 增大 空 包 的温 降 . 事 实上 , 转炉 吹炼 终 点 的钢水 温度 要承 担 满包 运行 阶 段 的钢 水过 程 温 降 并 补偿 空包 接 受 钢 水 时产 生 的温 升 . 若钢包 管 理不 好 , 钢包 烘 烤效 率不 佳 , 势 必会 造 成转 炉 出钢温 度偏 高 、 后 吹 率 高等 现 象 , 同时 , 高温 出钢 不 仅会缩 短钢 包寿 命 , 增加 生 产成 本 , 更 重要 的 是不利 于高 效连 铸 生产 . 因 此 , 钢 包运 行 的优 化 是 以高 拉速 为核 心 高 效 连铸 生 产 的 必 然 要求 . 可 从 两 个方 面 来 加速 钢 包 的运 转 , 其 一从 工序 运行 关 系方面 , 减 少柔 性 时间 , 缩 小 可优 化 时 间 比 例 , 加 速钢 包 的转运 : 其 二从 工 序 制造 过程 方 面 , 在满 足 制 造 工 艺 的 约束 条 件 下 , 优 化工 序 的功 能 , 缩 短工 序作 业 时间 , 提 高工 序 的运 行 水平 . 将 上述 结 果应 用 于 实 际生产 , 钢 包 使用 个 数 已 由原来 的 9 个 减至 7 个 , 同系统 运 行控 制 相结 合 , 出钢 温度 已 降低 38 ℃ . 总之 , 随着 钢包 运 行 的不 断优化 , 炼钢 系统运 行 节奏 更趋 合 理 , 生产 过程 的最 大温 降值 、 钢 水 的过 程 温 降及 速 率不 断减 小 , 系 统过 程能耗 逐 步 降低 , 系统 运 行水 平 相 继提 高 , 炼 钢 厂 的运 行 效率 不 断增 加 . 表 S 钢 包 运转 的过程 时 间分析 aT b l e 5 A n a l产1 5 o f l a d l e e y cl e it m e 转 炉 满 包运 行阶 段 柔性 时 间m/ in 空包运 行阶 段 转运 时间 m/ in 可优 化时 间 比 例 /% 转 运 时间 m/ in 柔 性 时间 /m in 可 优 化时 间比例 /% 8 5 2 3 . 1 9 . 7 2 5 6 3 2 , 3 3 8 3 10 石 15 . 9 32 名 4 1 . 5 饭 , 89 Zn7 内Jà布 到叮召 1 2 5 结 论 ( 1) 钢 包 运 行 的研 究涉 及 炼 钢 厂系 统运 行 的 各工 序 , 本文 从钢 包 运行 过 程 解 析 、 钢 包运 行 时 间 的数 学描 述 、 钢包 运 行 个数 的三种 计 算 方法 、 钢 包运 行 过程 温 降 、 钢包 运行 频 率及 运行 过程 的 优 化 六 个 方 面 对钢 包 转 运 过 程 进 行 了深 入 的研 究 , 归 纳形 成 钢包 运 行 控制 技 术 . (2 ) 钢 包 运行 控 制 技术 己 经应 用 于 5 个 高效 连 铸 工 厂 , 本 文 以 B 厂 的研究工 作 为模 板 进行 了 阐述 . 三 种钢 包运 行 个数 的计 算 方法 是 从不 同 的 角度 来分 析炼 钢 厂系 统运 行过 程中 的钢包 个数 , 其结 果 一致 : 计 算得 出在 B 厂 的操 作条 件 下 , 优 化 的钢 包 使用 个数 为 6 个 . 将 研 究结 果 应用 于 B 厂 实际 生产 , 钢包 使 用个 数 己 由原 来 的 9 个减 至 7 个 , 同 系统 运 行 控 制 相 结 合 , 出 钢温 度 降低 3 8℃ . (3 ) 本 文提 出钢 包运行频 率概 念 , 它 是炼 钢 厂 过程 时 间一 温 度 协调 控 制 的重 要 体现 . 随着 钢 包 容 量 的增 加 , 钢 包 运行 频 率降低 . 钢 包运 行 频 率 的提 出 , 形 成一 项评 价 炼钢 厂系 统运 行 效率 和温 度状 况 的指标 . (4 ) 钢 包运 行 控 制 的研 究 为炼钢 一连 铸过 程 钢 水温度 的优 化 与控 制 充 实 了新 的 内容 . 参 考 文 献 [ l ] o m ot an i M A , H e as l iP L J , M e l e an A · L adl e t e m p er atu r e c o n - t r o l d iur n g e o nt in ou u s e as t in g l & S M , 19 83 ( 10 ) : 2 9 2[ 1 S t en d e r a J W , 见 e ld l J R . eR e e in e XP er i e n e e w it h d o l om i t e i n lar g e s te e l lad l e s . I & S M , 19 86 ( 3) : 18 【3 ] OR b ert s o n T , P e r k in s A . P hy s i e al an d m aht e m at i e a l m o d e li咫 o f 11职id s te e l t e l n P er a t u r e in e o n itn u o u s c a s tin g . I or n m a 址n g a n d S t e e lm a 峪n g , 19 8 6 , 1 3 ( 6 ) : 30 1 [4 ] R itz a S J , hT ib o d e au H J . eR e e nt s t e e l l adl e 排 a ct i e e o at al g o m ` s N o . 2 S te e lm ak in g S h o P . I& S M , 19 8 7(6 ) : 3 3 51[ 张再华 , 王志 道 . 1 10 t 钢 水罐热 损失测 定与 分析 , 冶金能 源 , 1 9 8 7 , 6 ( 1) : 4 3 [6 ] P re n de 电a st 1 D . P r a c ti e a l as P e e t s o f re afr c t ory s e l e ict on an d p e r - 允 n n acn e in s t e e l lad l e s 一 P叭 1 . 1& S M , 19 8 8 ( 2 ) : 1 8 【7 ] S 比a J K , 7 jA m an i S K , Ch at e r ij e e A . M al h e m at i e al m o d e l of r d e te 门旧 i n i n g P r e 豹aet i n g s e h e du l e o f d o l o m ite lad l e s i n m e lt s h o - P s 、 I r o n m a 址n g a n d S t e e lm a dl n g , 19 9 1 , 18 ( 6 ) : 4 17 8[ l 刘 佩勤 , 蔡 开科 , 陈福 在 . 连铸 钢包 热循 环研 究 . 炼 钢 , 1 99 1 , 7 ( 4 ) : 4 0 91[ M aZ u m d ar D , K u n l ar N , Ve 皿 a v eH at an d m as 打a 泊 s fer r al e s b e tw e e n s o li d an d liqu id in g as s t i r r e d l a dl e s y st e m . I ro n m a ik n g S t e el m a ik n g , 1 9 9 2 , 19 ( 2) : 15 2 [ 10 1 R u s s e l l R O , aH ll um G W , C h e n E S . hT erm om e 比 an i e al s tu (下转第 2 4 9 页)

Vol.27 No.2 位耀光等：基于生物免疫系统克隆选择机理和免疫网络理论的免疫算法 ·249· Artificial immune algorithm based on biological immune clone selection and im- mune network theory WEI Yaoguang,ZHENG Deling,FU Dongmei,ZHOU Ying Information Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT The paper proposed an immune algorithm based on the mechanism exhibited in biological immune clone selection and the immune network theory.The algorithm eliminates antigen by clone selection and mutation, accumulates knowledge by selection of antibody memory cells which inspired by the immune network theory,and realizes immune homeostasis.The function of antibody memory cells is immune surveillance.The self-adaptation of antibody is realized by the immune mutation mechanism,which makes the algorithm self-learning and self-ad- aptive.The results of an application study on the pattern recognition of heat furnaces shows that the algorithm has good abilities of pattern recognition and data compress. KEY WORDS artificial immune;clone selection;self-adaptation;pattern recognition (上接第239页) dies of obround ladles during preheating and use.I&SM,1993(6): [13]刘青，卢灼洪，李秋民，等，方坯高效连铸钢包运行系统的 37 物理模型.钢铁，1999,34（增刊）：476 [11]李顶宜，钢包热循环过程传热物理数学模型的研究及应 [14]刘青，田乃媛，殷瑞钰，炼钢厂系统的运行原则与调控策 用研究：[学位论文].北京：清华大学热能系，1994 略.过程工程学报，2003,32)：171 [12]王秋履，贺世成。25t转炉炉外铜水温降规律研究总结. [15]刘青.现代长材型转炉炼钢厂的模式优化研究：[学位论 炼钢，1996,12(5)：14 文1.北京：北京科技大学，2002 Control strategy for ladle running LIU Qing,ZHAO Ping,WU Xiaodong,TIAN Naiyuan 1)Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Xinjiang Tianji Iron and Steel Co.Ltd.,Kuitun 833200,China, 3)School of Material Science,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China ABSTRACT The theory of metallurgical process engineering was applied to further analysis of steel ladle cycling, and general research was done to extensively optimize the temperature of liquid steel in steelmaking production.A ladle running control technology was summarized,which included six contents:process analysis of ladle cycle, mathematical description of ladle running time,three calculating methods of employed ladle,temperature drop of ladle cycling,frequency of ladle operating,and optimization of ladle turnaround.This technology has been put into five converter plants,and good effects were acquired. KEY WORDS metallurgical process engineering;BOF steelmaking shop;ladle running;time parameter;tem- perature parameter

、 勺1 . 2 7 N 0 . 2 位 耀 光等 : 基于 生物 免疫 系统 克 隆选 择机 理和 免疫 网 络 理论 的 免疫算 法 一 2 4 9 - A rt i fi e i a l im m un e a l g o r ith m b a s e d o n b i o l o g i e a l im m un e c l o n e s e l e c t i o n an d im - m un e n e tw o rk th e o ry 砂百2 Ya o gU a ng, Z刀 E N G D el in ,g F U D切 29刀之e i, Z Z八, U 万 gn nI fo mr at i o n E飞in e e r lsn S c ho o l , U n i v e r s ity o f S c i e n e e an d eT c 】1l l o l o gy B e ij i雌 , B e ij in g l 0 0 0 8 3 , C h in a A B S T R A C T hT e P ap e r Por P o s e d an I n l」刀 t l l l e a l g o r i t ln b a s e d o n ht e m e c h an i s m e 油i b i t e d in b i o l o g i e a l im mun e c l o n e s e l e e t i o n an d ht e i r n r n un e n e tw o rk ht e o .ry hT e a lg ior t hm e l加in at e s a n tj g e n b y e l o n e s e l e c t i o n an d m u t at i o n , ac e unt u l at e s kn o w l e d g e by s e l e e it o n o f a n t i b o 勿 m e m o yr e e ll s hw i e h i n s Pi r e d b y ht e im m u l1 e n e wt o kr ht e o 取 an d r e a l i z e s im m un e h o m e o s t a s i s . T h e fu n e ti o n o f ant ib o dy m e m o w e e ll s i s im mun e s vur e ill acn e . hT e s e l仁a d aP t at i o n o f an t i b o dy 1 5 er a li z e d b y ht e im m un e m ut iat on m e e h an i s m , hw i e h m a k e s ht e a lg o ir t h l l l s e l吞l e a m ign a n d s e l仁a d - ap t i v e . T h e r e s u lt s o f an aP P li c at i o n s tU 勿 o n ht e P at e m r e e o g n it 1 o n o f h e at fu r l 1 a e e s s h o w s ht at ht e a lg o ir t I 1 n 1 h a s g o o d ab i lit i e s o f p at e nr r e e o 助i ti o n an d d at a e o nr p r e s s · K E Y W O R D S art i if c i al im un e ; e l o n e s e l e e ti o n ; s e l-f a d ap t at i o n : P at e m r e e o g n it i o n ( 上 接 第 2 3 9 页 ) d i e s o f o b r o un d l a d l e s d u r i雌 P r e h e a ti ll g an d u s e . I& SM , 1 9 93 ( 6 ) : 3 7 【川 李 顶宜 . 钢包 热循环 过程 传热 物理 数学模 型 的研究 及应 用研 究 : [学 位论 文 ] . 北 京 : 清华 大学 热能 系 , 19 94 【12) 王 秋 霞 , 贺世成 . 25 t 转 炉炉 外钢水 温 降规律 研究 总 结 . 炼钢 , 1 9 9 6 , 12 ( 5 ) : 14 L13 1刘青 , 卢 灼洪 , 李秋 民 , 等 . 方坯高 效连铸钢 包运 行系统 的 物理 模型 . 钢 铁 , 19 9 9 , 3 4 (增 刊 ) : 4 76 【14] 刘 青 , 田 乃 媛 , 殷瑞 饪 . 炼钢 厂系 统 的运行 原则 与调 控 策 略 . 过程 工程 学报 , 2 0 0 3 , 3 (2 ) : 17 1 「1习 刘 青 . 现 代长材型转 炉炼 钢厂 的模式 优化 研究 : 仁学位 论 文 ] . 北 京 : 北 京 科技大 学 , 2 0 02 C o n tr o l s tr at e g y of r l a d l e r u n n i n g LI U iQ gn l), 乙从哎口 P i刀 9 2 ), 环 尸 U iX ao do n犷气了又咬N aN iy au l)n l ) M e t a ll u gr i e a l an d E c o l o g i e al nE g in e er ” 19 S e h o o l , U h i v e r s ity o f s e i e n e e an d eT c hn o l o 群 B e ij in g , B e ij in g 10 0 0 8 3 , C h in a 2 ) X inj ian g T i anj i I r o n an d S t e e l C o . L td , , K u l t u r 83 3 2 0 0 , C h i n a , 3) S e h o o l o f M at e r ial S e i e n c e , Jian g s u t J n iV e r s i ty, hZ e nj i an g 2 12 0 1 3 , C h i n a A B S T R A C T hT e ht e o ry o f m e t a ll t lr g l c a l P r o e e s s e ng i n e e r i n g w a s aP P li e d t o if lr th er an aly s i s o f s t e e 1 l a d l e e y e ling , an d g e n e r a l r e s e ar e h w a s d on e t o e Xt e n s i v e l y o P t im i z e ht e t e m P e r a ot l ,e o f li g u 】d s t e e l i n s t e e lm a k i n g P r o du c ti o n . A l ad l e l飞双刀〕 ign c o l l t r 0 1 t e c hn o l o gy aw s s um a ir z e d , hw i e h i n e l u d e d s i x c o l l te n st : p r o c e s s an a ly s i s o f l a d l e c y e l e , m aht e m at i c a l d e s c r i P ti o n o f l a d l e unr in g t im e , htr e e e a l e u l at i n g m e ht o d s o f e m P I叮 e d lad l e , t e ll l P er a t t lr e d r o P o f l a d l e e y e li n g , fr e qu e n e y o f l a d l e o P e r at i n g , an d o Pt im i Z iat o n o f lad l e ot n 1 ar o un d . T ih s t e e hn o l o gy h a s b e e n P ut i nt o iVf e e o vn e rt e r P l ant s , an d g o o d e fe ct s w e r e ac qu ir e d · K E Y WO R D S m et a l l u rg l c al P r o e e s s en g in e e r i n g : B O F s t e e iln a k i l lg s h o P ; l a d l e mn ign : t im e P ar am e t e r ; t e m - P e r a h lr e P ar am e t e r