转炉底吹控制系统的设计及研究

发布时间：2024-04-08 18:38

　　当今的大中型钢铁企业,转炉-精炼-连铸的生产工艺模式已被广泛采用。转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料,不额外提供能量,在转炉中依靠铁水自身的高温和铁水中的碳、硅等成分与吹入的氧气反应产生的化学热量完成炼钢过程。在转炉炼钢的生产过程中,使用底吹工艺是为了改善顶吹转炉搅拌力不足的状况。底吹技术因其具有强搅拌、均匀钢水温度及成分、加快热化学反应和去除夹杂物等良好的冶炼效果而成为转炉炼钢的关键工艺环节之一,因此研究底吹系统中氮气和氩气流量的精准控制有着非常重要的意义。因为吹入过量的氮气会使钢水氮含量超标,对钢水质量有一定危害,所以在炼钢过程中的某一个阶段需要由氩气来取代氮气。然而氩气的成本远高于氮气,需要综合考虑经济和质量两方面因素,通过自动化系统控制氮、氩气转化并在不同的冶炼阶段吹入相应气体(氮、氩切换),从而达到最佳性能。本文以攀成钢80t炼钢转炉为背景,研究底吹氮气和氩气的流量控制。首先对底吹系统工艺及结构进行研究,建立基于经典PID调节算法的系统模型。然后根据建立的系统控制模型设计转炉底吹控制系统。转炉底吹控制系统采用西门子S7-400系列PLC进行设计,结合WinCC组态软件编...

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外相关研究概况及发展趋势
    1.3 本文研究的目的和意义
    1.4 本文的主要工作
2 转炉底吹工艺
    2.1 转炉的发展历史
    2.2 转炉的基本工艺
    2.3 转炉底吹的基本工艺
    2.4 转炉底吹控制的难点
    2.5 本章小结
3 转炉底吹控制系统研究
    3.1 转炉底吹系统结构
    3.2 转炉底吹系统模型及控制方法
        3.2.1 数学建模
        3.2.2 底吹系统经典PID控制方法
    3.3 本章小结
4 转炉底吹控制系统设计与实现
    4.1 转炉底吹控制系统设计
        4.1.1 转炉底吹控制系统结构
        4.1.2 转炉底吹工艺流程
        4.1.3 转炉底吹控制系统设计原则
    4.2 转炉底吹控制系统实现
        4.2.1 转炉底吹控制系统的整体架构
        4.2.2 转炉底吹控制系统硬件设计
        4.2.3 转炉底吹控制系统程序设计
        4.2.4 PID调节控制器的设计
        4.2.5 转炉底吹控制系统人机界面设计
    4.3 控制系统整定与效果分析
        4.3.1 系统参数整定
        4.3.2 控制效果分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3948642