一种顶升控制方法、装置及计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及炼钢技术领域，具体而言，涉及一种顶升控制方法、装置及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.rh真空冶炼工艺中，通常将钢包顶升至高处，使上部的浸渍管深入到钢包内的钢液以下进行真空处理，其中，浸渍管浸入钢水的深度，即钢包液面和浸渍管下沿的相对高度，与rh精炼效果具有直接关系，而在rh真空处理过程中，由于真空槽内压力与大气压力之间存在压力差，会促使钢包内的钢液从浸渍管进入真空槽，钢包内钢液下降，浸渍管浸入钢包内钢液的深度发生变化，此时，需要调整钢包的顶升高度，使浸渍管浸入钢水的深度符合预定条件，从而保证良好的rh精炼效果。
3.当前，通常专门设置顶升岗位，配备专人观察浸渍管浸入钢包内钢液的深度并进行顶升操作，这种方式下顶升操作的准确性极大地受限于顶升岗位工人的责任心、专注度以及人眼的局限性。因而针对顶升控制操作，各大钢厂进行了许多智能化的试验都未能取得令人满意的效果，例如采用摄像头监控浸渍管浸入钢包内钢液的深度，但其受制于钢包中渣层的固液相状态，无法准确判断钢包中钢液的高度。可见，当前人工判断或采用摄像头监控等方式均无法准确、稳定地获得浸渍管浸入钢包内钢液的深度，从而无法准确生成钢包顶升高度，可能导致顶升操作不当，造成真空槽吸渣或环流管烧坏，导致生产中断、设备毁坏。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是如何准确生成钢包顶升高度。
5.为解决上述问题，本发明提供一种顶升控制方法，包括：
6.在启动rh真空处理后，获取真空槽内的真空度；
7.根据所述真空度确定钢包顶升高度；
8.根据所述钢包顶升高度执行顶升控制。
9.可选地，所述根据所述真空度确定钢包顶升高度包括：
10.当所述真空度大于预设临界值时，根据所述真空度、大气压力、钢包内径、真空槽内径以及浸渍管内径生成钢包顶升高度。
11.可选地，所述根据所述真空度、大气压力、钢包内径、真空槽内径以及浸渍管内径生成钢包顶升高度包括：
12.将所述真空度、所述大气压力、所述钢包内径、所述真空槽内径以及所述浸渍管内径代入第一公式，计算得到所述钢包顶升高度，其中，所述第一公式包括：
[0013][0014]
其中，h指所述钢包顶升高度，p指所述真空度，p0指大气压力，m指所述钢包内径与
所述真空槽内径的比值，k指所述真空槽内径与所述浸渍管内径的比值，ρ指钢包内的钢水密度，g指万有引力常数。
[0015]
可选地，所述根据所述真空度确定钢包顶升高度包括：
[0016]
当所述真空度小于所述预设临界值时，根据所述真空度、所述大气压力、所述钢包内径、所述真空槽内径、所述浸渍管内径以及所述预设浸渍管高度余量生成钢包顶升高度，其中，所述预设浸渍管高度余量指在所述真空度等于所述大气压力时，真空槽底部平面距钢水液面的高度。
[0017]
可选地，所述根据所述真空度、所述大气压力、所述钢包内径、所述真空槽内径、所述浸渍管内径以及所述预设浸渍管高度余量生成钢包顶升高度包括：
[0018]
将所述真空度、所述大气压力、所述钢包内径以及所述真空槽内径、所述浸渍管内径以及所述预设浸渍管高度余量代入第二公式，计算得到所述钢包顶升高度，其中，所述第二公式包括：
[0019][0020]
其中，h指钢包顶升高度，p指真空度，p0指大气压力，m指钢包内径与真空槽内径的比值，k指真空槽内径与浸渍管内径的比值，ρ指钢包内的钢水密度，g指万有引力常数，h'指预设浸渍管高度余量。
[0021]
可选地，所述根据所述真空度确定钢包顶升高度包括：
[0022]
当所述真空度等于所述预设临界值时，根据所述钢包内径、真空槽内径、浸渍管内径以及预设浸渍管高度余量生成钢包顶升高度。
[0023]
可选地，所述根据所述钢包内径、真空槽内径、浸渍管内径以及预设浸渍管高度余量生成钢包顶升高度包括：
[0024]
将所述钢包内径、所述真空槽内径、所述浸渍管内径以及所述预设浸渍管高度余量代入第三公式，计算得到所述钢包顶升高度，其中，所述第三公式包括：
[0025][0026]
其中，h指钢包顶升高度，h'指预设浸渍管高度余量，m指钢包内径与真空槽内径的比值，k指真空槽内径与浸渍管内径的比值。
[0027]
可选地，所述在启动rh真空处理后，获取真空槽内的真空度之前，还包括：
[0028]
将钢包顶升至预设启动位置时，启动rh真空处理，其中，所述预设启动位置指钢包液面和浸渍管下沿的相对高度等于预设高度的位置。
[0029]
本发明还提出一种顶升控制装置，包括存储有计算机程序的可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如上所述的顶升控制方法。
[0030]
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如上所述的顶升控制方法。
[0031]
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
[0032]
本发明通过在rh真空处理过程中，现场根据真空槽内真空度大小，确定钢包顶升高度，并基于该钢包顶升高度执行顶升控制，可避开钢包渣层泡沫化等因素对钢包钢水液面高度判断的影响，保证顶升控制的准确性，同时，基于可测量的真空度确定钢包顶升高
度，可以实现顶升操作的智能化控制，进一步保证顶升控制的安全性。
附图说明
[0033]
图1为本发明顶升控制方法一实施例示意图；
[0034]
图2为rh真空槽生产过程钢水状态模型图；
[0035]
图3为本发明中真空槽内真空度和顶升高度对应图。
具体实施方式
[0036]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”；术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”；术语“可选地”表示“可选的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
[0037]
图1为本发明顶升控制方法一实施例示意图。如图1，一实施例中，本发明顶升控制方法包括：在启动rh真空处理后，获取真空槽内的真空度；根据真空度确定钢包顶升高度；根据钢包顶升高度执行顶升控制。
[0038]
参见图2，rh真空冶炼工艺中，将浸渍管插入钢包内的钢液中，通过降低真空槽内的真空度(压力)，使其低于常规大气压力，依靠大气和真空槽之间的压力差，将钢包内的钢液压入浸渍管，再通过浸渍管进入真空槽。
[0039]
本实施例中的真空度，可采用真空槽内的绝对压力进行表示，具体可采用仪表测量。实时获取真空槽内的真空度，或间隔预设时间段获取真空槽内的真空度，基于真空槽内最新的真空度，确定钢包顶升高度。
[0040]
预存真空度与钢包顶升高度之间的对应关系，该两者之间的对应关系可采用多种形式表示，例如可预存真空度与钢包顶升高度之间的关系曲线，在获取真空槽内的真空度之后，基于关系曲线获得对应的钢包顶升高度，也可构建真空度与钢包顶升高度之间的数学模型，确定真空槽内最新的真空度之后，计算出钢包顶升高度。
[0041]
在根据真空度确定钢包顶升高度之后，根据钢包顶升高度执行顶升控制。
[0042]
通过在rh真空处理过程中，现场根据真空槽内真空度大小，确定钢包顶升高度，并基于该钢包顶升高度执行顶升控制，可避开钢包渣层泡沫化等因素对钢包钢水液面高度判断的影响，保证顶升控制的准确性，同时，基于可测量的真空度确定钢包顶升高度，可以实现顶升操作的智能化控制，进一步保证顶升控制的安全性。
[0043]
进一步地，根据真空度与预设临界值之间的大小关系，确定钢包顶升高度的计算方法。参见图2，随着真空槽内真空度的降低，浸渍管内的钢水液面开始升高，由于浸渍管的截面积与真空槽的截面积不同，当浸渍管内的钢水液面从浸渍管进入真空槽底部的时刻，存在一个钢水截面积转变点，此时的真空槽内真空度定义为预设临界值。当真空槽内的真空度等于该预设临界值时，钢水正好进入真空槽底部，钢水充满整个浸渍管，钢水液面与真空槽底部齐平；当真空槽内的真空度大于预设临界值时，真空槽内的真空度较大，即真空槽内的压力较大，真空槽与大气之间的压力差尚小，钢液还在浸渍管内，未上升进入真空槽
内，钢水液面低于真空槽底部；当真空槽内的真空度小于预设临界值时，真空槽内的真空度较小，即真空槽内的压力较小，真空槽与大气之间的压力差较大，钢液上升进入真空槽内，且真空槽内的钢水液面高于真空槽底部。
[0044]
根据大气压力、钢包内的钢水密度、万有引力常数以及预设浸渍管高度余量计算预设临界值，其中，预设浸渍管高度余量指在真空槽内的真空度等于大气压力时，真空槽底部平面距钢水液面的高度。大气压力、钢水密度、万有引力常数和预设浸渍管高度余量均为已知量，其中，预设浸渍管高度余量即图2中的h'，其中，h'＝浸渍管长度-h1，h1由真空槽设计和钢包内钢水量参数决定，为rh真空处理开始时刻，浸渍管插入钢水的深度，其可选为0.4m。具体地，根据液体压强公式的变形公式计算预设临界值，液体压强公式的变形公式如下：
[0045]
p'＝p
0-ρgh'
[0046]
其中，p'指预设临界值，p0指大气压力，ρ指钢水密度，g指万有引力常数，h'指预设浸渍管高度余量。
[0047]
进一步地，根据真空度确定钢包顶升高度包括：当真空度大于预设临界值时，根据真空度、大气压力、钢包内径、真空槽内径以及浸渍管内径生成钢包顶升高度。
[0048]
其中，当真空度大于预设临界值时，钢水未进入真空槽内，参照图2，将rh真空处理后钢水液面的上升高度记为h，则根据体积对等原理和液体压强公式构建如下公式：
[0049][0050]
得到第一公式，包括：
[0051][0052]
其中，h指所述钢包顶升高度，p指所述真空度，p0指大气压力，m指所述钢包内径与所述真空槽内径的比值，k指所述真空槽内径与所述浸渍管内径的比值，ρ指钢包内的钢水密度，g指万有引力常数。
[0053]
进一步地，根据真空度确定钢包顶升高度还包括：当真空度小于预设临界值时，根据真空度、大气压力、钢包内径、真空槽内径、浸渍管内径以及预设浸渍管高度余量生成钢包顶升高度。
[0054]
真空槽内的真空度小于预设临界值时，真空槽内的真空度较小，即真空槽内的压力较小，钢液上升进入真空槽内，且真空槽内的钢水液面高于真空槽底部，此时，参照图2，将rh真空处理后钢水液面的上升高度记为h，根据体积对等原理和液体压强公式构建如下公式：
[0055][0056]
得到第二公式，包括：
[0057][0058]
其中，h指钢包顶升高度，p指真空度，p0指大气压力，m指钢包内径与真空槽内径的比值，k指真空槽内径与浸渍管内径的比值，ρ指钢包内的钢水密度，g指万有引力常数，h'指预设浸渍管高度余量。
[0059]
进一步地，根据真空度确定钢包顶升高度还包括：当真空度等于预设临界值时，根据钢包内径、真空槽内径、浸渍管内径以及预设浸渍管高度余量生成钢包顶升高度，其中，预设浸渍管高度余量指在真空度等于大气压力时，真空槽底部平面距钢水液面的高度。
[0060]
其中，当真空度等于预设临界值时，rh真空处理后钢水液面的上升高度与预设浸渍管高度余量相等。采用第三公式计算钢包顶升高度h，第三公式包括：
[0061][0062]
其中，h指钢包顶升高度，h'指预设浸渍管高度余量，m指钢包内径与真空槽内径的比值，k指真空槽内径与浸渍管内径的比值。
[0063]
由于需要通过控制钢包顶升高度，使得浸渍管的浸入深度不变，因此要保证钢包顶升高度对应的钢水体积等于上升到浸渍管和真空槽的钢液的体积，基于此，结合体积对等原理和液体压强公式构建真空度与钢包顶升高度之间的数据关系模型，在rh真空处理的任何时间点，确定真空度与钢包顶升高度之间的对应关系，从而实现在rh真空处理过程中，根据真空槽内的真空度控制顶升高度，实现rh真空处理中顶升高度的数字化控制，为rh智能操作解决了难题，而且由于无需对钢包钢水液面的高度进行人工观察或视频监控判断，避开了人工观察或视频监控时的各种干扰因素，从而提供顶升控制的准确性，从而提高rh精炼效果。
[0064]
进一步地，在启动rh真空处理后，获取真空槽内的真空度之前，还包括：
[0065]
将钢包顶升至预设启动位置时，启动rh真空处理，其中，所述预设启动位置指钢包液面和浸渍管下沿的相对高度等于预设高度的位置。
[0066]
参见图2，在启动rh真空处理之前，先将钢包顶升至预设启动位置，使钢包液面和浸渍管下沿的相对高度等于预设高度，预设高度即图2中的h1。在整个rh真空处理过程中，可通过控制钢包顶升高度实现浸渍管的浸入深度不变，从而保证rh真空处理的效果。
[0067]
一实施方式中，采用如下模型计算钢包顶升高度：
[0068][0069]
其中，h指钢包顶升高度，p指真空槽内实时的真空度，p0指大气压力，m指钢包内径与真空槽内径的比值，k指真空槽内径与浸渍管内径的比值，ρ指钢包内的钢水密度，g指万有引力常数，h'指预设浸渍管高度余量，h指预设浸渍管高度余量，h＝h'。
[0070]
通过上述模型可以计算出真空槽内真空度在不同数值时对应的钢包顶升高度数值(如图3)，现场根据真空槽内真空度大小，按公式给出的高度进行顶升高度控制。避免了各因素对钢包钢水液面高度判断的影响，实现了顶升控制的本质安全。同时，按公式给定的关系进行程序设置，可以实现顶升操作的智能化控制。
[0071]
rh精炼流程如下：顶升钢包，钢包内钢水液面接触浸渍管下沿时，从顶升高度仪表中获得预设高度(h1)，将钢包继续顶升预设高度(h1)，然后开始rh真空处理，根据真空槽内的真空度，按上述模型计算给出的顶升高度数值来控制顶升高度，处理结束复压开始后，同样根据真空槽内的真空度，按上述模型计算给出的数值来控制顶升高度。真空槽内真空度恢复到大气压后，将钢包降落至起始位置。
[0072]
本发明一实施例中，顶升控制装置包括存储有计算机程序的可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如上所述的顶升控制方法。其相对于现有技术所具有的有益效果与上述顶升控制方法基本一致，此处不赘述。
[0073]
本发明一实施例中，计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如上所述的顶升控制方法。其相对于现有技术所具有的有益效果与上述顶升控制方法基本一致，此处不赘述。
[0074]
虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种顶升控制方法，其特征在于，包括：在启动rh真空处理后，获取真空槽内的真空度；根据所述真空度确定钢包顶升高度；根据所述钢包顶升高度执行顶升控制。2.如权利要求1所述的顶升控制方法，其特征在于，所述根据所述真空度确定钢包顶升高度包括：当所述真空度大于预设临界值时，根据所述真空度、大气压力、钢包内径、真空槽内径以及浸渍管内径生成钢包顶升高度。3.如权利要求2所述的顶升控制方法，其特征在于，所述根据所述真空度、大气压力、钢包内径、真空槽内径以及浸渍管内径生成钢包顶升高度包括：将所述真空度、所述大气压力、所述钢包内径、所述真空槽内径以及所述浸渍管内径代入第一公式，计算得到所述钢包顶升高度，其中，所述第一公式包括：其中，h指所述钢包顶升高度，p指所述真空度，p0指大气压力，m指所述钢包内径与所述真空槽内径的比值，k指所述真空槽内径与所述浸渍管内径的比值，ρ指钢包内的钢水密度，g指万有引力常数。4.如权利要求2或3所述的顶升控制方法，其特征在于，所述根据所述真空度确定钢包顶升高度包括：当所述真空度小于所述预设临界值时，根据所述真空度、所述大气压力、所述钢包内径、所述真空槽内径、所述浸渍管内径以及所述预设浸渍管高度余量生成钢包顶升高度，其中，所述预设浸渍管高度余量指在所述真空度等于所述大气压力时，真空槽底部平面距钢水液面的高度。5.如权利要求4所述的顶升控制方法，其特征在于，所述根据所述真空度、所述大气压力、所述钢包内径、所述真空槽内径、所述浸渍管内径以及所述预设浸渍管高度余量生成钢包顶升高度包括：将所述真空度、所述大气压力、所述钢包内径以及所述真空槽内径、所述浸渍管内径以及所述预设浸渍管高度余量代入第二公式，计算得到所述钢包顶升高度，其中，所述第二公式包括：其中，h指钢包顶升高度，p指真空度，p0指大气压力，m指钢包内径与真空槽内径的比值，k指真空槽内径与浸渍管内径的比值，ρ指钢包内的钢水密度，g指万有引力常数，h'指预设浸渍管高度余量。6.如权利要求4所述的顶升控制方法，其特征在于，所述根据所述真空度确定钢包顶升高度包括：当所述真空度等于所述预设临界值时，根据所述钢包内径、真空槽内径、浸渍管内径以及预设浸渍管高度余量生成钢包顶升高度。
7.如权利要求6所述的顶升控制方法，其特征在于，所述根据所述钢包内径、真空槽内径、浸渍管内径以及预设浸渍管高度余量生成钢包顶升高度包括：将所述钢包内径、所述真空槽内径、所述浸渍管内径以及所述预设浸渍管高度余量代入第三公式，计算得到所述钢包顶升高度，其中，所述第三公式包括：其中，h指钢包顶升高度，h'指预设浸渍管高度余量，m指钢包内径与真空槽内径的比值，k指真空槽内径与浸渍管内径的比值。8.如权利要求1所述的顶升控制方法，其特征在于，所述在启动rh真空处理后，获取真空槽内的真空度之前，还包括：将钢包顶升至预设启动位置时，启动rh真空处理，其中，所述预设启动位置指钢包液面和浸渍管下沿的相对高度等于预设高度的位置。9.一种顶升控制装置，其特征在于，包括存储有计算机程序的可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如权利要求1-8任一项所述的顶升控制方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如权利要求1-8任一项所述的顶升控制方法。

技术总结
本发明提供了顶升控制方法、装置及计算机可读存储介质，涉及炼钢技术领域，顶升控制方法包括：在启动RH真空处理后，获取真空槽内的真空度；根据真空度确定钢包顶升高度；根据钢包顶升高度执行顶升控制。本发明可以实现顶升操作的智能化控制，进一步保证顶升控制的安全性。性。性。


技术研发人员：金进文 韦泽 熊云松 欧阳炜 王向文 韩亚伟 刘永军
受保护的技术使用者：宁波钢铁有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/10/15