宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2000.05.004 第22卷第5期 北京科技大学学报 Vol.22 No.5 2000年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2000 宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统 赵义强”徐安军》 田乃媛》崔健)张 凯) 1)北京科技大学冶金学院，北京1000832)宝山钢铁集团公司，上海200019 摘要对宝钢一转炉炼钢厂铁水预处理脱硫工序（包括鱼雷罐车脱硫和铁水包脱硫）进行了综 合研究，编制了《宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统》离线运行软件，本软件设计为全开放系统 (Open System),脱硫模式的预定过程以脱硫综合成本为目标函数，采用令牌管理(Toeken Mana- gent)规则.该软件的实验室模拟运行和现场离线运行均取得了较好的效果. 关键词铁水预处理；脱疏：成本 分类号TF543:F402.2 文献标识码：A 脱疏是炼钢过程中必具备的冶金功能之 一.就高炉一转炉流程而言，高炉及铁水预处 铁 理、转炉和钢的二次精炼等工序都提供了脱硫 脱 的可能性，但由于各个工序条件的不同，即使是 硫 相同的脱硫方法、脱硫剂和工艺参数，脱硫效果 也不大一样.从定性看，炉外铁水脱硫，经济上 和技术上都是合理的.为了使钢铁流程更加合 转炉 理化，需要在进行冶金工序功能分解和解析后， 坑1 坑2 再进行优化综合集成，进而使流程趋于更加合 铁水包受铁站 理，为此通过建立制造流程的冶金工序功能的 脱硫间小2线 分解模型并求解，即可得到不同冶金功能在工 图1宝钢铁水预处理脱硫作业工序布置图 序间的合理分配值，具体到炉外脱硫，则是脱硫 Fig.1 The route of hot me'al pretreatment desulfurization 模式和方法的选择问题巴. of baosteel 本预定系统是在铁水炉外脱疏这一工序内 部继续进行模式优化.具体以宝钢一炼钢铁水 2宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系 预处理脱硫工序为研究对象，通过选择合理的 统基本指导思想 脱硫模式，使宝钢一炼钢铁水预处理脱硫工序 内部脱硫操作技术合理且最经济 宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统的基本 指导思想是： 1宝钢炼钢厂铁水预处理脱硫工序 针对目前宝钢一转炉炼钢厂脱硫工艺路径 现状 的组成模式，根据不同的铁水初始硫含量、产品 成分和生产节奏，选择相应的脱硫工序路线（即 1985年9月投产时，宝钢一炼钢厂采用鱼 如图2所示的3种脱硫模式)，由此形成“宝钢 雷罐车喷吹电石粉脱硫，为进一步降低入炉铁 水硫含量，近年又增加了复合脱硫剂（分为电石 1 BF LAD BOF Mg+CaC, 基复合脱硫剂和石灰基复合脱疏剂)，宝钢于 TPC 1998年2月开始试验在鱼雷罐车之后增加铁水 2 BF →BOF Cao CaC, 罐深脱疏.目前宝钢一炼钢的铁水预处理脱硫 3BF—TPC LAD→BOF 工序的总布置图如图1所示， 图2宝钢炼钢厂铁水脱硫模式组合图 2000-01-28收稿赵义强男，25岁，硕士 Fig.2 The bot metal desulfurization models of baosteel

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 短 匕 宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统 赵义强 ” 徐安军 ” 田 乃 媛 ” 崔 健 ” 张 凯 ， 北京科技大学冶金学 院 ， 北 京 宝 山钢铁集团公 司 ， 上海 摘 要 对 宝 钢 一转 炉炼钢 厂 铁 水 预处 理 脱硫 工 序 包 括 鱼 雷 罐 车 脱硫和 铁水 包 脱硫 进行 了综 合研究 编制 了 《宝 钢 炼钢 厂 铁 水脱硫 模式预 定 系统》 离线运行软件 本软件设计 为全 开放系统 ， 脱硫模式 的预 定 过 程 以脱硫 综合 成本 为 目标 函数 ， 采 用 令 牌管 理 规 则 该软件 的 实验室 模拟运 行 和 现场 离线运行均 取 得 了较好 的效 果 关键词 铁水 预 处 理 脱硫 成 本 分 类号 文献标 识码 脱 硫 是 炼 钢 过 程 中 必 具 备 的 冶 金 功 能 之 一 就 高炉 一 转 炉 流 程而 言 ， 高炉 及 铁水 预 处 理 、 转 炉 和 钢 的二 次 精炼 等 工 序 都 提供 了脱 硫 的可 能性 ， 但 由于 各个工 序条 件 的不 同 ， 即 使是 相 同 的脱硫方法 、 脱硫剂和 工 艺 参 数 ， 脱硫 效 果 也 不 大 一 样 从 定 性看 ， 炉 外 铁 水 脱硫 ， 经 济上 和 技术 上 都 是 合 理 的 为 了使钢 铁 流 程更 加 合 理化 ， 需要在 进行冶 金 工 序功 能分 解 和 解析 后 ， 再 进行优 化 综 合 集 成 ， 进而 使流程 趋 于 更 加 合 理 为此 通过 建 立制 造 流 程 的冶 金 工 序 功 能 的 分解 模 型 并求 解 ， 即 可 得 到 不 同 冶 金 功 能在 工 序 间 的合 理分 配值 具 体 到 炉 外脱硫 ， 则 是 脱 硫 模 式和 方 法 的选择 问题 〔，， 本预 定 系统 是 在铁水 炉 外脱硫这 一 工 序 内 部继 续进 行 模式优化 具 体 以宝 钢 一 炼钢 铁 水 预 处 理 脱 硫 工 序 为研 究 对 象 ， 通 过 选择 合 理 的 脱 硫 模 式 ， 使宝 钢 一 炼钢 铁 水预 处 理 脱 硫 工 序 内部 脱硫 操 作 技 术 合 理 且 最 经 济 卜 如币 脚 坑 坑 图 宝钢铁水预处理脱硫作业工序布置图 馆 ， ·口 。 恤 代 似 宝钢炼钢厂铁水预处理脱硫工序 现状 年 月 投 产 时 ， 宝 钢 一 炼 钢 厂 采用鱼 雷 罐车喷 吹 电石 粉脱硫 ， 为进 一 步 降低 入 炉铁 水硫含 量 ， 近年又 增 加 了复合脱硫 剂 分 为 电石 基 复 合 脱 硫 剂和 石 灰 基 复 合 脱 硫 剂 宝 钢 于 年 月 开 始 试验在 鱼 雷 罐 车之 后 增 加 铁水 罐深 脱 硫 目前 宝 钢 一 炼钢 的铁 水 预 处 理 脱硫 工 序 的 总 布 置 图如 图 所 示 一 · 收稿 赵 义 强 男 ， 岁 ， 硕 士 宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系 统基本指导思想 宝 钢 炼钢 厂 铁水脱 硫 模式预 定 系统 的基本 指 导 思 想 是 针 对 目前 宝 钢 一 转 炉 炼钢 厂 脱硫 工 艺 路 径 的组 成模式 ， 根据 不 同 的铁水 初始硫含 量 、 产 品 成 分 和 生 产节 奏 ， 选 择相 应 的脱硫 工序 路线 即 如 图 所 示 的 种 脱硫 模式 ， 由此形 成 “ 宝 钢 三二分匹弓一巨回 巨巫 一叫二亚〕 一分 巫可一巨亚 图 宝钢炼钢厂铁水脱硫模式组合图 论 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2000．05．004

Vol.22 No.5 赵义强等：宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统 ·405· 炼钢厂铁水脱硫模式预定系统” (I)全开放系统(Open System),所有重要参 数均设有用户接口，能方便进行实时改动②. 3宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系 (2)生产节奏、设备状况、铁水温度、生产能 统核心程序 力和脱硫成本综合考虑. (3)生产节奏以参数设置表中“生产节奏基 宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统核心程 准”为标准.当时间富余时，铁水等待设在倒包 序流程图如图3所示， 站内的鱼雷罐车中. (4)生产能力的匹配是按时间节奏（即处理 时间)进行匹配的，如鱼雷罐车脱硫S1线相邻 返回 条件输入 返回 的鱼雷罐车进站时间差必须大于鱼雷罐车脱疏 处理时间， 高炉来科> 转炉要求> 不可以进行脱硫工： 可以进行脱硫工序或脱疏 温降有明显限制 亻⊙ 条件判断 温度判断 不能进行脱偏 、温度判断 /2种工序均可选择 只能深脱 是 否 时间节奏判新 扫描脱硫曲线数据库 、时间判断 扫描成本参数表 是 2种设备均不L, 2种设备均可用 否 只1种可用 成本计算局部放大图<设备判断 设备状况限制判断 不同脱疏模式的脱硫成本比较计算 最大铁水包脱硫 生产能力 综合分析选择 最优脱疏模式 生产能力限制判断 脱硫作业计划及其相关 费用函数 铁水运行计划的产生 图3脱硫模式优化程序流程图 Fig.3 Flow chart of optimizing procedure of dusulfuriza- tion model 最优脱硫模式脱硫模式 输入己知条件后主要进行温度判断、时间 费用函数判定 判断、设备条件限制、生产能力的匹配判断以及 图4脱硫模式综合判断分析图 最终的脱硫费用函数计算判定，详见图4. Fig.4 The generalization factors concerned in the desul- 程序设计为开放系统(Open System),核心 furization models 程序中所应用的脱硫曲线经验数据库、重要成 (5)铁水包的运行从BOF向前反推，鱼雷罐 本参数和生产节奏基准均为面向用户的开放系 车的运行从BF开始向后进行正推， 统，其中数值均可根据现场情况的改变而进行 (6)令牌管理(Token Management)规则：令牌 重新设定，如生产节奏发生变化后，程序产生的 管理本为计算机网络中一名词，是指网络会话 铁水调度计划也会作出相应的变化，判断‘时间 层中只有持令牌的一方才有权利进行某种操 节奏’中的和也会自动进行重新计算. 作，这里指只有某条脱硫工艺路线持有通过时 核心程序的设计遵循以下规则： 间约束、温度约束、设备约束和生产能力约束的

匕 一 赵 义 强 等 宝 钢 炼 钢 厂 铁 水 脱硫模式预定 系统 炼钢 厂 铁 水 脱硫 模式 预 定 系 统 ” 宝钢 炼钢 厂铁水脱硫模式预 定系 统核心程序 宝 钢 炼钢 厂 铁水 脱硫模 式预 定 系 统 核 心 程 序流 程 图如 图 所 示 条件输入 条件判断 泛曲线数据库 本参数表 不 同脱硫模式的脱硫成本 比较计算 全 开 放 系统 ， 所 有 重 要 参 数均 设 有用 户接 口 ， 能方 便进行 实 时改动〔，周 生 产节 奏 、 设备 状况 、 铁 水 温度 、 生 产 能 力和 脱 硫 成 本综 合 考虑 生 产 节 奏 以参数 设置 表 中 “ 生 产 节奏基 准 ” 为 标 准 当 时 间 富余 时 ， 铁 水 等 待 设 在 倒 包 站 内 的鱼 雷 罐 车 中 生 产 能 力 的匹 配 是 按 时 间节 奏 即 处 理 时 间 进行 匹 配 的 ， 如 鱼 雷 罐 车 脱硫 线 相 邻 的鱼 雷罐 车进站 时间差 必 须 大 于 鱼 雷罐车脱硫 处 理 时 间 不可 以进行脱硫工 可 以进行脱硫工序或脱硫 温降有明显 限制 几 温度判断 ，‘ ， 、 ，， ， 。 、 ， ， 、 尹 一 飞 厂 ， ， 一 ， ， 、 “ ，一 小 能进仃舰恢 ’ “ 柳上仔到 则 远伴 只能深 脱 “ 入 扫描脱硫 曲线数据库 扫描成本参数表 时间节奏判断 种设备均不 一人 种设备均可用 只 种可卿 设备状况 限制判断 最大铁水包脱 生产 能力 生产能力限制判断 图 脱硫模式优化程序流程图 费用函数 酬。 厂 …一 义 输入 已 知 条件后 主 要 进 行温度判 断 、 时 间 判 断 、 设 备 条 件 限制 、 生产 能 力 的 匹配 判 断 以及 最 终 的 脱硫 费用 函 数 计算 判 定 ， 详 见 图 程序设计 为 开 放 系统 ， 核心 程序 中所 应 用 的脱 硫 曲线经 验 数 据 库 、 重 要 成 本 参数和 生产节 奏 基准 均 为 面 向用 户 的 开 放 系 统 ， 其 中数 值 均 可 根 据 现场 情况 的 改变 而 进 行 重新设 定 如 生产 节 奏 发 生变化 后 ， 程 序产 生 的 铁水调 度计划 也 会作 出相 应 的变化 ， 判 断 ‘ 时 间 节 奏 ’ 中的 和 九也 会 自动 进行 重 新计 算 核心 程序 的设 计遵循 以下 规 则 最优脱硫模式 脱硫模式 费用 函数判定 图 脱硫模式综合判断分析图 血 议 铁 水 包 的运行 从 向前 反推 ， 鱼 雷罐 车 的运 行 从 开 始 向后 进行 正 推 令 牌 管理 规 则 令牌 管 理 本 为计 算 机 网络 中一 名 词 ， 是 指 网 络 会话 层 中 只 有 持 令 牌 的一 方 才 有 权 利 进 行 某 种 操 作 这 里 指 只 有 某条脱 硫 工 艺路线 持有通过 时 间约束 、 温度约束 、 设备约束和 生 产 能力约 束 的

·406· 北京科技大学学报 2000年第5期 令牌时才对该脱硫模式进行计划写入和以后的 脱疏剂的价格和单耗、铁水损失及温度损失.另 成本判断.程序中进行各种判断后都会对令牌 外还有喷枪消耗、渣量及扒渣费用等因素.本系 变量进行赋值倒. 统计算脱硫成本时考虑了6个方面的内容：脱 (⑦)各脱硫工艺路线都不持有令牌时，产生 硫剂、温降、铁损、喷枪消耗、扒渣费用及其他内 提示信息，指明计划最快安排方案. 容（如专用耐材消耗等）.单位为每吨钢成本 在宝钢铁水脱硫模式的预定过程中，生产 (元t) 节奏是选择脱硫模式的重要因素之一，时间是 脱硫费用的计算如下式： 判断生产节奏的标志，被列入脱硫模式选择的 F费用二脱硫剂费用十铁损费用十温损费 主要因素之一，生产节奏要以现场的生产实际 用十喷枪费用十扒渣费+耐材费用. 情况制定出相应的生产节奏基准，且该生产节 (1)脱硫剂费用. 奏基准能根据现场的需要方使地进行重置. 脱硫剂费用二脱硫剂单耗×脱硫剂价格， 脱硫模式选择过程中采用令牌管理规则： 脱硫剂费用的关键是计算脱硫剂单耗.宝 如某种脱硫模式所持有的全部约束判断令牌变 钢目前的铁水硫含量一般小于4×104（质量分 量均为真时，该脱硫模式才有可能被选择.其中 数)（实际平均硫含量为1.8×10）.通过理论分析 生产能力的判断是以生产周期（即时间）进行判 和现场验证得出：CaO和CaC,的脱硫反应过程 断的.假设有N种脱疏模式所对应的令牌变量 控制性环节为[S]在铁水中的液相扩散，脱疏反 全部为真，那么下一步的工作为： 应的表达式类型为wsws.o=exp(-k).把一系 N=0时：所给定车次不能进行脱硫工序， 列实际生产数据代入就可得出脱硫曲线经验数 系统提供计划最快方案安排信息. 据库，铁水包镁基铁水脱硫曲线采用从美国引 N=1时：该脱硫模式即为所选模式，不用进 进的经验脱硫曲线模型.目前计算脱硫剂用量 行成本比较. 有2种方式：第1种为从固定的初始硫含量数 N=1时：对N种脱硫模式进行最后的成本 值计算到最终的硫含量数值；第2种为从某一 比较，取成本最小者. 初始硫含量范围计算到某个固定的目标硫. 当各脱硫工艺路线都不持有令牌时，产生 本软件中鱼雷罐车脱硫中使用第】种方式， 提示信息，指明计划最快安排方案. 铁水包镁基脱硫使用第2种方式计算脱硫剂用 脱硫模式预定后所进行铁水运行调度计划 量.在系统中，把从宝钢采集回来的现场数据处 中，生产节奏是以‘生产节奏基准’为标准的.具 理成4个脱疏曲线经验数据库：CaCz复合脱硫 体的生产计划安排：鱼雷罐车的运行是正推的， 剂、CaO复合脱疏剂、纯CaC,脱硫剂、Mg基脱 即从高炉到倒包受铁站这一区间的计划安排是 硫剂脱硫曲线经验数据库.其中CaC,复合脱硫 正推的，而铁水包的运行是反推的，即铁水包的 剂、CaO复合脱硫剂和纯CaC,脱硫剂脱硫曲线 受铁时间是由转炉的兑铁水时间所决定的.这 经验数据库的结构相同.包括5项内容：初始S 是因为鱼雷罐车的保温性能要比铁水包好得 (w)脱硫曲线经验常数(K)、脱硫剂喷吹速率 多，铁水等待时间设在鱼雷罐车内，这正是鱼雷 ()、本经验值下最小目标硫(w,in)和最大处 罐车运输铁水的优势之一. 理时间(tm).镁基脱硫剂脱硫曲线经验数据库 预定系统的程序设计过程中使用了铁水包 包括目标硫(w,m)、脱硫曲线经验常数(K)和镁 脱硫计划表、鱼雷罐车脱硫站S1线脱硫计划表 粉喷吹速率(e). 和鱼雷罐车脱硫站S2线脱硫计划表.3个计划 (2)铁损费用 表的结构相似，包括铁水的运行计划（主要是铁 铁损费用=铁损量×铁水单价. 水的运行时刻表)、各种脱硫模式所对应脱硫站 铁损量与喷吹方式、冶金容器形状、脱疏剂 操作的基本参数（如脱硫剂用量、脱硫时间）和 种类和铁水状况有关，但由于时间有限和现场 各脱硫模式所对应脱硫成本（吨铁成本）. 条件的限制，对铁损量只能采用现场人员提供 4铁水脱硫成本费用函数的编制 的经验值 (3)温损费用. 影响铁水脱硫成本的主要因素有3个，即 温损费用=温降速率×处理时间×温降造成

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 令牌 时才对 该脱硫模式进行 计划 写 入和 以后 的 成 本判 断 程序 中进 行 各种判 断 后 都 会 对 令 牌 变量进行 赋 值 『 各脱硫 工 艺 路 线 都 不 持有令牌 时 ， 产 生 提 示 信 息 ， 指 明计划 最 快 安排 方 案 在 宝 钢 铁水 脱硫 模 式 的预 定 过 程 中 ， 生 产 节 奏 是 选择 脱硫 模 式 的重 要 因 素 之 一 ， 时 间 是 判 断 生 产 节 奏 的标 志 ， 被 列 入 脱 硫 模 式 选择 的 主 要 因 素 之 一 生 产节 奏 要 以现场 的生 产 实际 清况制 定 出相 应 的生 产 节 奏基 准 ， 且 该 生 产节 奏 基准 能根据 现场 的 需 要 方 便地进 行 重 置 脱硫 模 式选择 过 程 中采 用 令牌 管 理 规 则 如某 种脱硫模式 所 持有 的全 部 约 束 判 断令牌 变 量均 为真 时 ， 该 脱硫模式才有 可 能被选择 其 中 生 产能力 的判 断是 以生 产周 期 即 时 间 进行 判 断 的 假 设 有 种 脱硫 模 式 所 对 应 的令牌 变量 全 部 为真 ， 那 么 下 一 步 的工 作 为 时 所给定车次不 能进行脱硫工序 ， 系统提供计划最快方案安排信息 时 该脱硫模式 即为所选模式 ， 不用进 行成本 比较 时 对 种脱硫模式进行最后 的成本 比较 ， 取成本最小者 当 各 脱硫 工 艺 路 线 都 不 持 有 令牌 时 ， 产 生 提 示 信 息 ， 指 明计 划 最 快 安 排 方 案 脱硫模式预 定 后 所进行 铁 水 运行 调 度计 划 中 ， 生产 节奏 是 以 ‘ 生 产节 奏基准 ’ 为标 准 的 具 体 的生产 计 划 安排 鱼 雷 罐车 的运行 是 正 推 的 ， 即从 高炉 到倒包受铁 站 这一 区 间 的计划 安排 是 正 推 的 ， 而铁水 包 的运行 是 反 推 的 ， 即铁水包 的 受铁 时 间 是 由转 炉 的 兑铁 水 时 间所 决 定 的 这 是 因 为 鱼 雷 罐 车 的 保 温 性 能 要 比 铁 水 包 好 得 多 ， 铁水 等待 时 间设 在 鱼 雷 罐车 内 ， 这 正 是 鱼 雷 罐 车 运输铁 水 的 优势 之 一 预定 系统 的程序设计 过 程 中使用 了铁水包 脱硫 计 划 表 、 鱼 雷 罐 车 脱硫 站 线 脱硫计 划表 和 鱼 雷 罐 车 脱硫 站 线 脱 硫 计 划 表 个 计 划 表 的结构相似 ， 包括铁 水 的运行 计 划 主 要 是铁 水 的运行 时刻表 、 各 种脱硫模式所 对 应 脱硫站 操 作 的基 本参 数 如 脱硫 剂 用 量 、 脱 硫 时 间 和 各 脱 硫 模式 所 对 应 脱硫 成 本 吨 铁 成 本 铁水脱硫成本费用 函数 的编制 影 响 铁水 脱硫 成 本 的主 要 因素 有 个 ， 即 脱硫 剂 的价格和 单耗 、 铁水损 失及温度损 失 另 外还 有喷枪 消耗 、 渣量及 扒渣 费用 等 因素 本系 统 计 算脱硫 成 本 时考 虑 了 个方 面 的 内容 脱 硫 剂 、 温 降 、 铁损 、 喷枪消耗 、 扒渣 费用及其他 内 容 如 专 用 耐 材 消 耗 等 单位 为每 吨 钢 成 本 元 ‘ ， 脱硫 费用 的计 算 如 下 式 脱 二 费用 二 脱硫 剂 费用 铁 损 费用 温损 费 用 喷 枪 费用 扒渣 费 耐 材 费用 脱硫 剂 费用 脱硫 剂 费 用 二 脱 硫 剂单 耗 脱硫剂价格 脱硫 剂 费用 的关 键 是计 算脱硫剂单耗 宝 钢 目前 的 铁 水 硫 含 量 一 般 小 于 一 质 量 分 数 实际 平 均硫含量 为 一 通过理论 分析 和 现 场 验 证 得 出 和 的脱硫 反 应 过程 控制 性 环 节 为 【 在 铁 水 中 的液相 扩 散 ， 脱 硫 反 应 的表 达 式类 型 为 ， 。 卜 把 一 系 列 实 际 生 产 数据 代 入 就 可 得 出脱硫 曲线经验数 据 库 铁 水 包 镁基 铁水 脱硫 曲线采用 从 美 国 引 进 的经 验 脱 硫 曲线 模 型 目前 计 算脱硫 剂用 量 有 种方 式 第 种 为 从 固定 的初始硫含 量 数 值 计 算到 最 终 的硫 含 量 数 值 第 种 为 从 某一 初 始 硫 含 量 范 围计 算 到 某 个 固 定 的 目标硫 本 软件 中鱼 雷 罐 车 脱硫 中使用 第 种方式 ， 铁 水 包 镁 基 脱硫 使用 第 种 方 式 计 算 脱硫 剂 用 量 在 系统 中 ， 把 从 宝 钢 采集 回来 的现场 数据 处 理 成 个 脱硫 曲线经 验 数据 库 复合 脱硫 剂 、 复合 脱硫 剂 、 纯 脱硫 剂 、 基 脱 硫 剂 脱硫 曲线经 验 数据 库 其 中 复合 脱硫 剂 、 复合 脱硫 剂和 纯 脱硫 剂脱硫 曲线 经 验 数 据 库 的 结 构 相 同 包 括 项 内容 初 始 ， 、 脱 硫 曲线 经 验 常 数 、 脱硫 剂 喷 吹速 率 、 本 经 验 值 下 最 小 目标 硫 ， ， 和 最 大 处 理 时 间 镁 基 脱 硫 剂 脱 硫 曲线 经验 数 据 库 包 括 目标硫 ， 、 脱硫 曲线经 验 常数 幻 和 镁 粉 喷 吹 速 率 铁 损 费用 铁 损 费用 二 铁 损 量 铁 水 单价 铁损 量 与 喷 吹方式 、 冶 金 容器 形 状 、 脱硫 剂 种类 和 铁 水 状 况 有 关 ， 但 由于 时 间有 限和 现 场 条 件 的 限 制 ， 对铁 损 量 只 能采 用 现 场 人 员 提 供 的经 验 值 温 损 费用 温 损 费用 温 降速 率 处 理 时 间 温 降造成

Vol,22 No.5 赵义强等：宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定系统 。407· 的后处理工序处理成本增加率（元/℃）. 总渣量(U炉). 温降速率包括鱼雷罐车运输过程、鱼雷罐 (6)耐材费用. 车等待过程、鱼雷罐车脱硫处理过程和铁水包 耐材费用=耐材消耗量×耐材价格， 运输过程以及铁水包镁基喷粉脱硫处理过程的 温降速率· 5 预定系统的开发 (4)喷枪单耗费用 喷枪单耗费用= 系统在PC局域网上开发和运行，以Win- 喷枪价格 dows95为操作平台，Delphi3..0为开发平台，De- 喷枪寿命（炉）×铁水量×处理时间· lphi3.0内嵌数据库模块Pardox作为数据库平 由于喷枪主要是受极冷或极热造成的环裂 台，其界面应友好、直观、操作简单，能快速选择 而减寿命的，其寿命是炉数的函数 最佳脱硫模式，降低成本，提高经济效益，并满 (5)扒渣费用. 扒渣费用=渣量×扒渣费 足脱硫和生产节奏的要求，实现脱硫工序单元 铁水量 内部的优化及与其他相关工序的匹配. 其中：渣量为每炉或每罐铁水脱硫处理的 预定系统的工作流程如图5所示. 0 进入系统主画面 选择↓ 系统参数配置表 数据库相 脱硫曲线 操作画面选择 运行计划查询 关表操作 查看 计算初始条件输入 故障信息 维护信息 U 报表打印 脱疏模式选择计算 Q S1线 S2线 TPC LAD 否 脱硫 脱硫 可行否 水包脱碗 作业 作业 亚是 实绩 实绩 模式计算结果 U 否 计划确认 0是 LAD、TPC SI线、TPCS2线主画面 亚 实际数据 返回数据库 图5预定系统工作流程图 Fig.5 Working flow chart of the pre-arrange system 本脱硫预定系统软件的主要功能有：(1)能 可根据实际情况的变化而变化，各脱硫剂的脱 结合生产节奏、铁水温度、生产能力、设备状况 硫曲线经验数据库均可根据实际生产操作数据 和最终模式选择目标函数即脱硫成本进行综合 库的具体情况进行人为的修整：(5)提供标准的 分析判断，选择较优化的脱硫模式：(2)对所选 WINDOWS帮助文件. 脱硫模式的脱硫时间和脱硫剂用量给出初步估 系统的运行环境： 计值，并提供吨铁脱硫成本：(3)提供脱硫模式 1)586以上档次的微机：2)32MB以上内 及其相关铁水的调度计划库和实际生产操作数 存：3)2GB以上硬盘：4)显示模式800×600,16 据库，并能打印相关报表：(4)所有重要参数均 位真彩以上；5)中文Windows95以上版本

一 一 赵义 强 等 宝钢 炼 钢 厂铁 水 脱硫 模式预 定 系统 的后 处 理工 序处 理 成 本 增 加 率 元 ℃ 温 降速率包 括鱼 雷 罐车运输过 程 、 鱼 雷 罐 车 等待过 程 、 鱼 雷 罐车脱硫 处 理 过程和 铁 水包 运输过程 以及 铁水包 镁基 喷粉脱硫 处理过程 的 温 降速 率 喷枪 单 耗 费用 喷枪 单 耗 费用 喷枪价格 喷枪寿命 炉 铁水量 处理 时 间 ’ 由于 喷枪主 要 是 受 极 冷或极 热 造成 的环 裂 而 减 寿命 的 ， 其寿 命 是 炉 数 的 函 数 扒渣 费用 总渣量 灯炉 耐 材 费用 耐材 费用 耐材 消耗量 耐材价 格 扒渣 费用 渣量 扒渣 费 铁 水 量 其 中 渣量 为每 炉 或 每罐 铁 水 脱 硫 处 理 的 预定系统 的开发 系统 在 局 域 网 上 开 发和 运行 ， 以 为操 作 平 台 ， 为 开 发平 台 ， 内嵌 数 据 库模 块 作 为 数 据 库平 台 其 界 面应 友好 、 直观 、 操作简单 ， 能快速选择 最 佳 脱硫 模式 ， 降低 成 本 ， 提 高经 济效益 ， 并满 足脱 硫 和 生 产 节 奏 的要 求 ， 实现脱硫 工 序单元 内部 的优化 及 与其 他相 关 工 序 的 匹 配 预 定 系统 的 工 作 流程如 图 所 示 进入系统主 画面 选择 数据库相 关表操作 脱硫 曲线 查看 系统参数配置表 计算初始条件输入 操作画面选择 故障信息 运行计划查询 维护信息 报表打 印 脱硫模式选择计算 脱硫 作业 实绩 脱硫 作业 实绩 可行否 兀厦 铁 线 线 日雹 脱 硫 模式计算结果 线主 画 面 一 认一。 一︸ 确一呀阳 、 划一 们 计一弧 线引 、 实际数据 返 回数据库 图 预定系统工作流程 图 本脱硫预 定 系统软件 的主 要 功能有 能 结合 生 产 节奏 、 铁 水温 度 、 生 产 能力 、 设 备状 况 和 最终模式选择 目标 函 数 即脱硫 成本进行 综合 分 析 判 断 ， 选择 较 优化 的 脱 硫 模 式 对所 选 脱硫 模式 的脱硫 时 间和 脱硫剂用 量给 出初步估 计 值 ， 并提 供 吨 铁脱 硫 成 本 提供 脱硫 模式 及 其相 关铁水 的调 度计划 库和 实际 生 产 操作数 据 库 ， 并 能打 印相 关 报表 所 有 重 要 参 数 均 可 根据 实际情况 的变化而 变化 ， 各脱硫剂 的脱 硫 曲线经 验 数据 库均可 根据 实际 生产操作数据 库 的具 体情 况进行 人 为 的修整 提供标准 的 叮 帮 助 文 件 系 统 的运行 环 境 以上 档 次 的微 机 以上 内 存 以上 硬 盘 显 示 模式 ， 位真 彩 以上 中文 以上 版本

▣408· 北京科技大学学报 2000年第5期 6结论 实际情况进一步补充和优化，使脱硫曲线逐步 逼近于真实情况.脱硫成本函数中所涉及的所 当炼钢厂铁水预处理脱硫模式有多种模式 有重要参数有待于深入研究.如果预定系统在 时，需要讨论影响脱硫模式选择的因素和目标 线运行，并增加人工智能的功能，即系统中涉及 函数，进行综合分析和系统研究，制定出合理 的所有重要参数和脱硫曲线经验数据库的缺省 的、优化的脱硫模式，以利于降低生产成本和提 值均可根据现场实际情况的变化而自动智能修 高企业市场竞争力 正，那么本预定系统软件将会给宝钢一炼钢厂 (1)编制了《宝钢炼钢厂铁水脱硫模式预定 铁水预处理脱硫工序带来可观的经济效益， 系统》离线运行软件.以铁水温度、生产节奏、生 产能力和设备状况为选择脱硫模式重要因素， 参考文献 以脱硫综合成本为目标函数建立了脱硫模式的 】殷瑞玉。在系统优化中推进炉外处理技术.见：第一 预定过程， 届全国炉外处理学术会议论文集.北京，1992 2 Henner Homnberg,Gregor Wulff..冶金计算机以最优成 (2)软件设计为全开放系统(Open System), 本脱硫的一种手段.冶金设备和技术，1998(4：38 脱硫模式的预定过程采用令牌(Token Manage-. 3谢希仁.计算机网络.大连：大连理工大学出版社， ment)管理规则. 1995 (3)在宝钢目前条件下，一炼钢铁水预处理 4李顶宜，钙镁系粉剂铁水脱硫技术及经济分析.钢 脱硫应尽量安排在铁水包脱硫站 铁，1997,32(11)：20 (4)脱硫曲线经验数据库有待于结合现场 Hot Metal Desulfurization Pre-arrange System of Baosteel ZHA Yiqiang",XUAN Anjun,TIAN Naiyuan",CUI Jian,ZHAN Kai 1)Metallurgy School,UST Beijing,Beijing 100083,China 2)Baosteel Group,Shanghai 200019,China ABSTRACT Based on the comprehensive research of the desulfurization of hot metal pretreatment process and working procedure of No.1 Steel Plant of Baosteel,the offline running software has been gotten.This sof- tware is designed as open system and it follows the rulers of the Token Management(integration cost of de- sulfuration as the objective function).Under the offline running result,it is useful to reduce the desulfurizaition cost and promote the competition by applying this Optimization Model Software. KEY WORDS hot metal pretreatment;desulfurization;cost

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 结 论 当炼钢 厂 铁水预 处理 脱硫模式有 多种模式 时 ， 需要 讨论 影 响 脱硫模 式选择 的 因 素和 目标 函 数 ， 进行 综 合 分 析 和 系 统研 究 ， 制 定 出 合 理 的 、 优化 的脱硫模式 ， 以利 于 降低 生产 成 本 和 提 高 企 业 市 场 竞争 力 编 制 了 《宝钢 炼钢 厂 铁水 脱硫模式预 定 系统》 离线 运行 软件 以铁水温度 、 生 产 节 奏 、 生 产 能 力 和 设 备状 况 为选择 脱硫模式重 要 因 素 ， 以脱硫综合 成 本为 目标 函数建立 了脱硫模式的 预 定 过程 软件设计 为全开放系统 ， 脱硫 模 式 的 预 定 过 程采用 令 牌 管 理规 则 在 宝 钢 目前条件下 ， 一 炼钢 铁水 预 处 理 脱 硫 应 尽量 安排 在 铁 水 包 脱硫 站 脱硫 曲线 经验 数据 库有 待 于 结合 现场 实 际 情 况进 一 步 补 充 和 优化 ， 使脱硫 曲线 逐 步 逼 近 于 真 实情 况 脱硫 成 本 函 数 中所 涉 及 的所 有重 要 参 数有 待于 深 入 研 究 如 果 预 定系统在 线运行 ， 并增 加人工 智 能 的功能 ， 即 系统 中涉及 的所有 重 要 参数和 脱硫 曲线经验数据 库 的缺省 值均 可 根据现场 实际 情况 的变 化而 自动 智 能 修 正 ， 那 么 本 预 定 系统 软件将会给宝 钢 一 炼钢 厂 铁水 预 处 理 脱 硫 工 序 带 来可 观 的经 济效 益 参 考 文 献 殷瑞玉 在 系统优化 中推 进 炉外 处 理 技术 见 第 一 届全 国炉 外 处 理 学术会 议论文 集 北 京 ， 汕 侣 ， 冶金计 算机 以最 优成 本脱硫 的一 种手 段 冶金 设备 和 技术 ， 谢希仁 计 算机 网 络 大连 大连 理 工 大学 出版社 ， 李 顶 宜 钙 镁 系粉 剂铁 水脱硫技术及经济 分析 钢 铁 ， ， 一 任 狗 ，， 火毛叼刃 ’ ，，， 兀叼刀 ，，， ， 月讨 乙尹 任卿 ， ， ， 叩 ， ， ， ， 血 勿 而