LF造渣脱硫模型软件的设计与实现

LF造渣脱硫模型软件的设计与实现

胡文才 徐光

湖南华菱涟钢有限公司 210转炉厂， 湖南娄底 417009

[摘 要] 精炼是将转炉（或电炉）中初炼的钢水移到另一反应容器中进行脱氧、脱硫、脱碳、去气、去除非金属夹杂物和调整钢液成分及温度已达到进一步冶炼目的的炼钢工艺过程，也称二次冶炼。LF炉利用还原气氛下造高碱度合成渣进行精炼，通过合成渣的精炼作用可以降低钢中氧、硫及夹杂物含量。它可以把[O]降至0.002%、[S]降至0.005%甚至0.003%。硫是钢中的有害元素，使钢产生热源脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造时容易造成裂纹，同时还降低钢的耐腐蚀性。所以硫的含量需尽量控制得低。硫主要来自炼钢原料，炼钢时难以除尽。含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫量进行控制。高级优质钢：S＜0.02%～0.03%；优质钢：S＜0.03%～0.045%；普通钢：S＜0.055%～0.7%以下。脱硫是精炼处理中至关重要的一个环节，在当前普遍在钢水中进行大量废钢加入的工艺条件下，如何快速准确脱硫成为一个非常值得研究的问题。

[关键词] LF精炼,造渣脱硫,数据库,模型

LF精炼炉是210转炉厂生产的关键工序之一，也是公司进一步提升产能、突破短板的关键所在，LF精炼模型作为生产控制关键的一部分，其重要意义不言而喻，由于现场工艺复杂多变，生产节奏快，试错成本高，系统适应性差等条件限制导致开发难度较大，造成LF精炼炉一直采用人工经验炼钢的状况，成为进一步提升精炼区域生产效率的短板，近两年，210转炉厂通过自身的不断努力和探索，充分利用空余时间和周末时间，成功自主开发了LF造渣脱硫模型系统并顺利投入使用，大幅提高LF精炼炉的造渣脱硫操作的水平和操作效率，规范了生产流程。

1. 造渣脱硫模型设计

   1. 结构设计

根据情况，系统的功能分为主计算功能与工程师站，包括主计算界面，数据分析，权限管理，系统管理，钢种字典，合金字典，废钢字典，成份设定，渣料设定。

1. 2. 功能介绍

建立模型的思路是在人工经验的基础上，从物理(化学)反应的机理出发，和数据经验相结合，依据能量和物质守恒等确定体系中的影响因子变量以及各变量之间的基本关系，再通过数据对模型各项参数变量进行标定，建立精确算法，达到模型对生产实际的指导作用。

1.2.1主计算模型

包括以下功能：自动数据获取，手输重量计算，计算完成，造渣计算一，造渣计算二，造渣计算三。其主要原理是根据氩站钢水+渣的重量，转炉加料重量计算转炉钢水加渣的重量，利用转炉渣量+加料中的AL2O3，SIO2含量，以及转炉钢水成分中AL和SI的含量反算出氩站渣含量。根据最佳渣系，脱S需要的CAO，精炼符合渣中CAO，返算出需要加入的CAO的数量进行造渣脱硫。再结合废钢的加入量以及废钢成分，算出AL的数量。

1.2.2系统性能与安全设计

系统根据通用的页面浏览惯例，保证页面的响应时间。使用压力测试工具和负载均衡策略，保证系统的可靠性和稳定性。采用流行构架，提供良好的系统兼容性和交互性。

1.2.3代码实现

对于系统来说，基类设计非常重要，承担了系统中不同数据类型，接口，服务之间的转换。

下面将对基类设计进行详细的说明。

所有对象的公共接口，每一个具体类必须实现它。在实际开发中会有Adapter抽象类实现此接口，每个具体类只需继承Adapter抽象类即可。

Excute()方法：该方法是一个虚方法，其目的是将形参中的oIn-put对象传递至具体的对象，再去调用具体对象中指定的方法，将方法返回的值转换为object返回。

StandarExcute()方法：此方法是系统中标准的用于调用具体方法的虚方法。

if(iInput!=null && iInput.Struct!=空 && iInput.Data!=空) this.Input=iInput;

InvokeAdapterMethod()方法：它是一个非虚的保护方法。作用是调用当前应用程序域中指定的方法。利用反射技术来调用s_aMethod方法，并将args参数传递过去。

2. 结论

本文根据对LF精炼造渣脱硫工艺的研究和面对的问题，确定了软件的体系结构、基本功能、基本的数据结构和流程。对软件功能进行了设计，保证了软件的实现功能和数据结构的合理性。

本系统的功能虽然包括了多方面，但有些方面的功能还比较简单，特别是在性能监控方面，报表和数据再处理这一块还可以有很多工作可以去做，需要进一步加强、扩展和完善。

系统的安全性设计还需要进一步加强和完善。本系统是基于Intranet的系统，而且都是实时生产的数据或者相关数据，所以安全性也是本系统的一个重要问题。虽然本系统在设计时已经采取了一些安全防范措施，但是由于网络及操作系统等一系列的不安全性和各种种样的安全漏洞的存在。网上各恶性攻击手段的多样性，而系统数据的重要性，因此有必要进一步加强安全措施确保数据的安全，或可考虑之后通过更加严格的系统权限进行控制。在本系统部署时，系统会存在与多个系统的实时数据交互，在性能方面所承受的压力会比较大，以后考虑对现场工控系统进行硬件更新。

[参考文献]

[1] 洪毅 贺德化 昌志华.经济数学模型.第四版.华南理工大学出版社.2005

[2] 闪四清.数据库系统原理与应用教程.清华大学出版社.2001:10~25

[3] Lucas WF.朱熠民等.离散与系统模型.国防科技大学出版社.1996

[4] 沙金. 精通正则表达式--基于.NET/ASP/PHP/JSP/JAVASCRIPT 人民邮电出版社 2007:10~40

[5] 邝晓武.信息系统分析与设计.第一版.清华大学邮版社,2002:102～151

[6] Krzysztof Czarnecki.《Generative Programming Methods,Tools,and Application》电力出版社 2002

[7] 徐春玲 姜雨 等.基于应用服务器的三层体系结构的信息管理系统[J].电网技术,2002,26(7)

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