.222 北京科技大学学报 1994年No.3 冶炼工艺过程与计算机系统的关系见图3.物料指标与能量指标，随着工艺进程不断输 人计算机，计算机根据设计的工艺模型不 断计算出各个过程的操作参数并给出执行 物料指标 锅水 一生产 能量指标 命令，这些信息反馈给电炉操作人员，以 电炉工艺过程系统 生 便进行冶炼过程控制、生产出满足精炼和 过程 过程 信息 控制 值 连铸要求的钢水· 人信息 计算机系统 记永，驳告 1.3模型的框架结构 管理目标 警告，生产指寻 电炉冶炼过程模型应包含冶金模型不 热模型：为控制物料指标变量，以物料衡 图3计算机控制系统与电炉工艺过程的关系 算为基础建立的模型为冶金模型：为控制 Fig.3 The relationship between computer control 能量指标变量以热平衡为基础建立的模型 system and electric arc furnace process 为热模型，考虑到电炉各个炉役以及每个炉役生产的不同阶段设备、操作等因素的变化对 模型的参数有一定的影响，但在相似的生产过程及条件下，其过程数据和指标具有一定的再 现性，为保证模型随生产过程能不断逼近实际工艺，在模型结构中应有对已生产过的数据进 行统计优化的模型，从而不断修正模型参数，使模型系统具有一定的自学习和自辩识引能、 同时，数据的统计评估还能为进-一步改进工艺规程和操作制度提供合理的依据.电弧炉炼钢 工艺模型的框架结构如图4所示.从图中可以看出，各模型既相互独立，自成体系，又相互 关联，各模型之间的联系通过数据库进行数据通讯· 1.4模型依据 研究表明，影响电炉冶炼的各因素和控制目标主要取决于物料平衡、热量平衡及化学平 废钢 电能 氧量 数据通讯 数据库 数据通讯 初始液画 废钢预热 供氧参数 T 海绵铁」 热 炉料成分 化 量平 氧燃烧 合金料 衡 热损失 计算机 衡 元素回收料 平衡 过程模型 竖 箱助料 电损失 数据通讯 统计模型 数据通讯 钢渣重量 锅水温度 钢液蚊分 炉气重量 炉渣威分 图4电弧炉炼钢工艺模型 图5电炉过程模型的平衡关系 Fig.5 Balance relationship of electric arc furnace Fig.4 Steelmaking processing model on EAF process model 衡，三者既相互独立，又相互联系，如图5所示.物料平衡是基础，热量平衡依赖于物料 平衡和化学平衡、同时又反作用于化学平衡、影响着物料平衡，因此模型依据的基本思想是： (1)以物料平衡.能量守恒为基础，结合化学平衡的影响及冶金物理化学等理论建模，模 型中的部分系数采用经验或公认的数值，(2)运用量优化技术，以线性规划手段，进行优化北 京 科 技 大 学 学 报 燮辫 年 冶 炼工 艺过程 与计算机系 统 的关系见 图 人计算机 ， 计算机根据设计 的工艺模型不 断计算 出各个过程 的操作 参数并 给 出执行 命令 ， 这些信 息反馈 给 电炉操作人员 ， 以 便进行冶 炼过程 控制 、 生产 出满足精 炼和 连铸要 求 的钢水 物 料 指 标 与 能 量 指 标 ， 随着 工 艺 进 程 不 断 输 物料 指 标 能 量 指 标 迅上一一一 生 产 产生信息 电炉 工 艺 过 程 系 统 过 程 信 息 过 程 控 制 计算机 系 统 记 录 ， 报 告 模型 的框架结构 答 告 ， 生 产 指 导 一下一 一目 一理 周一刀科引管 电炉 冶炼过程 模 型 应 包含冶金模 型不 热模 型 为控 制物 料指 标 变量 ， 以物料衡 图 计算机控制系统与电炉工艺过程的关 系 算 为基 础建立 的模 型 为冶金模 型 为控制 瑰 加 能量 指标 变量 以 热平衡 为基 础建立 的模 型 “ “ “ “ 代 加 皿 为热模 型 考虑到 电炉 各个 炉役 以 及 每 个炉役 生产 的不 同 阶段 设 备 、 操 作 等 因 素 的 变 化 对 模 型 的参数有 一 定 的影 响 ， 但 在相 似 的生产过程及 条件下 ， 其过程数据和指标具有 一定 的再 现性 ， 为保证模 型 随生 产过程 能不 断逼 近实 际工艺 ， 在模型结构 中应有 对已 生产过 的数 据进 行 统计优化 的模 型 ， 从而 不 断修正模 型 参数 ， 使模型 系统具有一定 的 自学 习 和 自辩 识功 能 ， 同时 ， 数据 的统计评估还 能 为进一 步 改进工艺规程 和操作制度提供合理 的依据 电弧炉 炼钢 工 艺模 型 的框 架结构 如 图 所示 从 图 中可 以看 出 ， 各模型既相互独 立 ， 自成 体 系 ， 又 相 互 关联 ， 各 模 型 之 间的联 系通 过数据库 进行 数据通讯 模型依据 研究 表 明 ， 影 响 电炉冶炼 的各 因 素和 控制 目标 主要取决于 物料平衡 、 热量 平衡及 化学 平 计 算 机 过 程 模 型 钢 渣 重 量 炉 气重 量 质 热 ’ 化 ’ 量 量 学 平 平 平 衡 · 衡 · 衡 钢 水 温 度 钢 液 成 分 炉 渣 成 分 图 电弧炉炼钢工艺模型 电 图 电炉过程模型 的平 衡关 系 飞 衡 ， 三 者 既相 互 独立 ， 又 相互联 系 ， 如 图 所 示 物 料 平 衡 是 基 础 ， 热 量 平 衡 依 赖 于 物料 平衡 和化学 平衡 ， 同时又反作 用 于 化学 平衡 ， 影 响着 物料 平衡 ， 因此模型依据 的基本思想是 以物料 平衡 能量 守恒 为基础 ， 结合化学平衡 的影 响及 冶 金 物 理 化 学 等 理 论 建 模 ， 模 型 中的部 分 系数采 用 经 验 或公 认 的数值 运 用量 优化技术 ， 以 线性规划手段 ， 进行优化