本發(fā)明涉及煉鋼的工業(yè)工程控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種多變量的工業(yè)過程控制方法。
背景技術(shù)：
煉鋼將生鐵、廢鋼和海綿鐵等原材料煉制成鋼的冶金方法和過程。在鋼鐵冶金生產(chǎn)流程中，煉鋼是中心環(huán)節(jié)。鋼的化學(xué)成分和冶金質(zhì)量，主要是靠煉鋼來達(dá)到要求的。煉鋼是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，但是傳統(tǒng)的煉鋼技術(shù)步驟繁瑣，且純度比較低，容易使鋼鐵制品的壽命降低，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種多變量的工業(yè)過程控制方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種多變量的工業(yè)過程控制方法，包括生鐵的熔煉步驟如下：
s1.造渣；調(diào)整機(jī)器以改變鋼、鐵生產(chǎn)中熔渣成分、堿度和粘度及其反應(yīng)能力的操作；
s2.出渣；電弧爐煉鋼在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作方式；
s3.熔池?cái)嚢?；把上述中的熔渣放置到溶池?nèi)，在向金屬熔池供應(yīng)能量，使金屬液和熔渣產(chǎn)生運(yùn)動，以改善冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件；
s4.電爐底吹；電爐熔煉過程中需要置于爐底的噴嘴將n2、ar、co2、co、ch4和o2氣體充入到熔煉爐內(nèi)，根據(jù)工藝要求吹入爐內(nèi)熔池以達(dá)到加速熔化，促進(jìn)冶金反應(yīng)過程的目的；
s5.熔化期；是把熔煉物料盡快熔化以及升溫，并造好熔化期的爐渣，電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止；
s6.氧化期和脫炭期；是指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段；氧化期是氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物；使鋼液均勻加熱升溫；脫碳是保證鋼的純凈度，要求脫碳量大于0.2％；
s7.精煉期；煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質(zhì)量有害的一些元素和化合物，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)選入氣相或排、浮入渣中，使之從鋼液中排除的工藝操作期；
s8.還原期；把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時(shí)間內(nèi)對煉鋼的還原；其保證還原渣進(jìn)行擴(kuò)散、脫氧、脫硫、控制化學(xué)成分和調(diào)整溫度；
s9.爐外精煉；將煉鋼爐中初煉過的鋼液移到另一個(gè)容器中進(jìn)行精煉的煉鋼過程，也叫二次冶金；
煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進(jìn)行：
(3)初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、脫磷、脫碳和主合金化；
(4)精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)等；
s10.鋼液攪拌；爐外精煉過程中對鋼液進(jìn)行的攪拌，它使鋼液成分和溫度均勻化，并能促進(jìn)冶金反應(yīng)；多數(shù)冶金反應(yīng)過程是相界面反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物的擴(kuò)散速度是這些反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)；
s11.鋼包喂絲；包處理、鋼包精煉、惰性氣體處理、成分控制、增硅和終點(diǎn)控制；
s12.出鋼；鋼液的溫度和成分達(dá)到所煉鋼種的規(guī)定要求時(shí)將鋼水放出的操作。
優(yōu)選的，所述s1中的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和堿度的熔渣，能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧，以便把硫、磷降到計(jì)劃鋼種的上限以下，并使吹氧時(shí)噴濺和溢渣的量減至最小。
優(yōu)選的，所述s2中用單渣法冶煉時(shí)，氧化末期須扒氧化渣；或者其用雙渣法造還原渣時(shí)，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷。
優(yōu)選的，所述s10中的鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，其冶金反應(yīng)速度很慢，其中電爐中靜止的鋼液脫硫需30～60分鐘；而在爐精煉中采取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3～5分鐘。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明煉鋼方法比較成熟，且方便操作，步驟比較簡單，且煉鋼的精度比較高，因此保證了鋼鐵制品的質(zhì)量。
通過造渣：目的是通過渣-金屬反應(yīng)煉出具有所要求成分和溫度的金屬。
出渣：單渣法冶煉時(shí)，氧化末期須扒氧化渣；或者其用雙渣法造還原渣時(shí)，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷。
熔池?cái)嚢瑁喝鄢財(cái)嚢杩山逯跉怏w、機(jī)械、電磁感應(yīng)等方法來實(shí)現(xiàn)。
電爐底吹：采用底吹工藝可縮短冶煉時(shí)間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率；并能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率。
精煉：將煉鋼分兩步進(jìn)行的好處是：可提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時(shí)間，簡化工藝過程并降低生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施方式
對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：
實(shí)施例一
一種多變量的工業(yè)過程控制方法，包括生鐵的熔煉步驟如下：
s1.造渣；調(diào)整機(jī)器以改變鋼、鐵生產(chǎn)中熔渣成分、堿度和粘度及其反應(yīng)能力的操作；目的是通過渣-金屬反應(yīng)煉出具有所要求成分和溫度的金屬，所述s1中的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和堿度的熔渣，能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧，以便把硫、磷降到計(jì)劃鋼種的上限以下，并使吹氧時(shí)噴濺和溢渣的量減至最??；
s2.出渣；電弧爐煉鋼在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作方式；所述s2中用單渣法冶煉時(shí)，氧化末期須扒氧化渣；或者其用雙渣法造還原渣時(shí)，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷；
s3.熔池?cái)嚢?；把上述中的熔渣放置到溶池?nèi)，在向金屬熔池供應(yīng)能量，使金屬液和熔渣產(chǎn)生運(yùn)動，以改善冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件；熔池?cái)嚢杩山逯跉怏w、機(jī)械、電磁感應(yīng)等方法來實(shí)現(xiàn)；
s4.電爐底吹；電爐熔煉過程中需要置于爐底的噴嘴將n2、ar、co2、co、ch4和o2氣體充入到熔煉爐內(nèi)，根據(jù)工藝要求吹入爐內(nèi)熔池以達(dá)到加速熔化，促進(jìn)冶金反應(yīng)過程的目的；采用底吹工藝可縮短冶煉時(shí)間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率；并能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率；
s5.熔化期；是把熔煉物料盡快熔化以及升溫，并造好熔化期的爐渣，電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止；
s6.氧化期和脫炭期；是指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段；氧化期是氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物；使鋼液均勻加熱升溫；脫碳是保證鋼的純凈度，要求脫碳量大于0.2％；
s7.精煉期；煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質(zhì)量有害的一些元素和化合物，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)選入氣相或排、浮入渣中，使之從鋼液中排除的工藝操作期；
s8.還原期；把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時(shí)間內(nèi)對煉鋼的還原；其保證還原渣進(jìn)行擴(kuò)散、脫氧、脫硫、控制化學(xué)成分和調(diào)整溫度；
s9.爐外精煉；將煉鋼爐中初煉過的鋼液移到另一個(gè)容器中進(jìn)行精煉的煉鋼過程，也叫二次冶金；
煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進(jìn)行：
(5)初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、脫磷、脫碳和主合金化；
(6)精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)等；將煉鋼分兩步進(jìn)行的好處是：可提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時(shí)間，簡化工藝過程并降低生產(chǎn)成本；
s10.鋼液攪拌；爐外精煉過程中對鋼液進(jìn)行的攪拌，它使鋼液成分和溫度均勻化，并能促進(jìn)冶金反應(yīng)；多數(shù)冶金反應(yīng)過程是相界面反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物的擴(kuò)散速度是這些反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)；所述s10中的鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，其冶金反應(yīng)速度很慢，其中電爐中靜止的鋼液脫硫需30分鐘；而在爐精煉中采取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3分鐘，鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，夾雜物上浮除去，排除速度較慢；攪拌鋼液時(shí)，夾雜物的除去速度按指數(shù)規(guī)律遞增，并與攪拌強(qiáng)度、類型和夾雜物的特性、濃度有關(guān)；
s11.鋼包喂絲；包處理、鋼包精煉、惰性氣體處理、成分控制、增硅和終點(diǎn)控制；
s12.出鋼；鋼液的溫度和成分達(dá)到所煉鋼種的規(guī)定要求時(shí)將鋼水放出的操作。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明煉鋼方法比較成熟，且方便操作，步驟比較簡單，且煉鋼的精度比較高，因此保證了鋼鐵制品的質(zhì)量。
實(shí)施例二
一種多變量的工業(yè)過程控制方法，包括生鐵的熔煉步驟如下：
s1.造渣；調(diào)整機(jī)器以改變鋼、鐵生產(chǎn)中熔渣成分、堿度和粘度及其反應(yīng)能力的操作；目的是通過渣-金屬反應(yīng)煉出具有所要求成分和溫度的金屬，所述s1中的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和堿度的熔渣，能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧，以便把硫、磷降到計(jì)劃鋼種的上限以下，并使吹氧時(shí)噴濺和溢渣的量減至最小；
s2.出渣；電弧爐煉鋼在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作方式；所述s2中用單渣法冶煉時(shí)，氧化末期須扒氧化渣；或者其用雙渣法造還原渣時(shí)，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷；
s3.熔池?cái)嚢?；把上述中的熔渣放置到溶池?nèi)，在向金屬熔池供應(yīng)能量，使金屬液和熔渣產(chǎn)生運(yùn)動，以改善冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件；熔池?cái)嚢杩山逯跉怏w、機(jī)械、電磁感應(yīng)等方法來實(shí)現(xiàn)；
s4.電爐底吹；電爐熔煉過程中需要置于爐底的噴嘴將n2、ar、co2、co、ch4和o2氣體充入到熔煉爐內(nèi)，根據(jù)工藝要求吹入爐內(nèi)熔池以達(dá)到加速熔化，促進(jìn)冶金反應(yīng)過程的目的；采用底吹工藝可縮短冶煉時(shí)間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率；并能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率；
s5.熔化期；是把熔煉物料盡快熔化以及升溫，并造好熔化期的爐渣，電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止；
s6.氧化期和脫炭期；是指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段；氧化期是氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物；使鋼液均勻加熱升溫；脫碳是保證鋼的純凈度，要求脫碳量等于0.2％；
s7.精煉期；煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質(zhì)量有害的一些元素和化合物，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)選入氣相或排、浮入渣中，使之從鋼液中排除的工藝操作期；
s8.還原期；把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時(shí)間內(nèi)對煉鋼的還原；其保證還原渣進(jìn)行擴(kuò)散、脫氧、脫硫、控制化學(xué)成分和調(diào)整溫度；
s9.爐外精煉；將煉鋼爐中初煉過的鋼液移到另一個(gè)容器中進(jìn)行精煉的煉鋼過程，也叫二次冶金；
煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進(jìn)行：
(7)初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、脫磷、脫碳和主合金化；
(8)精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)等；將煉鋼分兩步進(jìn)行的好處是：可提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時(shí)間，簡化工藝過程并降低生產(chǎn)成本；
s10.鋼液攪拌；爐外精煉過程中對鋼液進(jìn)行的攪拌，它使鋼液成分和溫度均勻化，并能促進(jìn)冶金反應(yīng)；多數(shù)冶金反應(yīng)過程是相界面反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物的擴(kuò)散速度是這些反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)；所述s10中的鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，其冶金反應(yīng)速度很慢，其中電爐中靜止的鋼液脫硫需50分鐘；而在爐精煉中采取攪拌鋼液的辦法脫硫只需4分鐘，鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，夾雜物上浮除去，排除速度較慢；攪拌鋼液時(shí)，夾雜物的除去速度按指數(shù)規(guī)律遞增，并與攪拌強(qiáng)度、類型和夾雜物的特性、濃度有關(guān)；
s11.鋼包喂絲；包處理、鋼包精煉、惰性氣體處理、成分控制、增硅和終點(diǎn)控制；
s12.出鋼；鋼液的溫度和成分達(dá)到所煉鋼種的規(guī)定要求時(shí)將鋼水放出的操作。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明煉鋼方法比較成熟，且方便操作，步驟比較簡單，且煉鋼的精度比較高，因此保證了鋼鐵制品的質(zhì)量。
實(shí)施例三
一種多變量的工業(yè)過程控制方法，包括生鐵的熔煉步驟如下：
s1.造渣；調(diào)整機(jī)器以改變鋼、鐵生產(chǎn)中熔渣成分、堿度和粘度及其反應(yīng)能力的操作；目的是通過渣-金屬反應(yīng)煉出具有所要求成分和溫度的金屬，所述s1中的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐造渣和吹氧操作是為了生成有足夠流動性和堿度的熔渣，能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧，以便把硫、磷降到計(jì)劃鋼種的上限以下，并使吹氧時(shí)噴濺和溢渣的量減至最??；
s2.出渣；電弧爐煉鋼在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作方式；所述s2中用單渣法冶煉時(shí)，氧化末期須扒氧化渣；或者其用雙渣法造還原渣時(shí)，原來的氧化渣必須徹底放出，以防回磷；
s3.熔池?cái)嚢瑁话焉鲜鲋械娜墼胖玫饺艹貎?nèi)，在向金屬熔池供應(yīng)能量，使金屬液和熔渣產(chǎn)生運(yùn)動，以改善冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件；熔池?cái)嚢杩山逯跉怏w、機(jī)械、電磁感應(yīng)等方法來實(shí)現(xiàn)；
s4.電爐底吹；電爐熔煉過程中需要置于爐底的噴嘴將n2、ar、co2、co、ch4和o2氣體充入到熔煉爐內(nèi)，根據(jù)工藝要求吹入爐內(nèi)熔池以達(dá)到加速熔化，促進(jìn)冶金反應(yīng)過程的目的；采用底吹工藝可縮短冶煉時(shí)間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，提高鋼中殘錳量，提高金屬和合金收得率；并能使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率；
s5.熔化期；是把熔煉物料盡快熔化以及升溫，并造好熔化期的爐渣，電弧爐煉鋼從通電開始到爐料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止；
s6.氧化期和脫炭期；是指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段；氧化期是氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物；使鋼液均勻加熱升溫；脫碳是保證鋼的純凈度，要求脫碳量等于0.2％；
s7.精煉期；煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質(zhì)量有害的一些元素和化合物，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)選入氣相或排、浮入渣中，使之從鋼液中排除的工藝操作期；
s8.還原期；把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時(shí)間內(nèi)對煉鋼的還原；其保證還原渣進(jìn)行擴(kuò)散、脫氧、脫硫、控制化學(xué)成分和調(diào)整溫度；
s9.爐外精煉；將煉鋼爐中初煉過的鋼液移到另一個(gè)容器中進(jìn)行精煉的煉鋼過程，也叫二次冶金；
煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進(jìn)行：
(9)初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、脫磷、脫碳和主合金化；
(10)精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)等；將煉鋼分兩步進(jìn)行的好處是：可提高鋼的質(zhì)量，縮短冶煉時(shí)間，簡化工藝過程并降低生產(chǎn)成本；
s10.鋼液攪拌；爐外精煉過程中對鋼液進(jìn)行的攪拌，它使鋼液成分和溫度均勻化，并能促進(jìn)冶金反應(yīng)；多數(shù)冶金反應(yīng)過程是相界面反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物的擴(kuò)散速度是這些反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)；所述s10中的鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，其冶金反應(yīng)速度很慢，其中電爐中靜止的鋼液脫硫需60分鐘；而在爐精煉中采取攪拌鋼液的辦法脫硫只需5分鐘，鋼液在靜止?fàn)顟B(tài)下，夾雜物上浮除去，排除速度較慢；攪拌鋼液時(shí)，夾雜物的除去速度按指數(shù)規(guī)律遞增，并與攪拌強(qiáng)度、類型和夾雜物的特性、濃度有關(guān)；
s11.鋼包喂絲；包處理、鋼包精煉、惰性氣體處理、成分控制、增硅和終點(diǎn)控制；
s12.出鋼；鋼液的溫度和成分達(dá)到所煉鋼種的規(guī)定要求時(shí)將鋼水放出的操作。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明煉鋼方法比較成熟，且方便操作，步驟比較簡單，且煉鋼的精度比較高，因此保證了鋼鐵制品的質(zhì)量。
三組實(shí)施例的對比效果表如下：
以上三組對比實(shí)施例中，脫炭量偏高時(shí)，煉鋼精度效果高，當(dāng)脫炭量一定時(shí)，攪拌鋼液脫硫時(shí)間的時(shí)間越短，煉鋼的精度效果越好。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。