[0024] 计算硬吹或者软吹时刻的凹坑面积后，计算钢液组元和渣中组元的氧化速率，并根据熔池内热平衡计算，得出钢液温度，再计算炉气的温度成分和温度，将计算结果输入文件，即t＝t1+△t，若此时的时间T1>t1，则结束，若T1≤t1，则返回重新判断h和h0的大小。
[0025] 作为本发明进一步的方案：所述的转炉烟气分析技术的智能炼钢系统的主程序，包括基于转炉烟气分析技术的动态
预测模型、熔池碳含量模型、熔池温度模型的计算、熔池中各组分模型。
[0026] 作为本发明进一步的方案：基于转炉烟气分析技术的动态预测模型设计方法：
[0027] 1)原料条件及炉气等相关数据收集与输入；
[0028] 2)碳含量模型w[C]；
[0029] 3)温度模型；
[0030] 4)其他组元预测模型w[Mn]、w[Si]、w[P]；
[0031] 5)炉潭模型输出炉渣量及成分等相关数值，包括w(MnO)、w(SiO2)、w(PO25)、w(FeO)、w(CaO)和(MgO)；
[0032] 6)判断吹氧是否进行，是的话返回步骤2)阶段，否的话结束；
[0033] 熔池碳含量模型的设计方法：
[0034] 11)入炉原料条件：铁水、废钢含碳量∑w(C)ori；
[0035] 12)w(C)＝0.1×{(∑w(C)on-∑w(C)dc)·Wm-1}，其中炉气排碳量∑w(C)dc；
[0036] 13)判断终点碳含量模型vc≤3kg·s-1，否的话返回步骤12)阶段，是的话显示预测结果并结束；
[0037] 熔池温度模型的设计方法：
[0038] 21)炉气数据采集及输入；
[0039] 22)炉内外二次燃烧计算XCO、XCO2；
[0040] 23)过程温度模型T，其中碳含量模型输出值w[C]；
[0041] 24)判断吹炼时脱碳速率是否平稳，是的话计算终点温度模型T并输入预测结果，否的话返回步骤23)；
[0042] 进一步的，熔池中各组分模型的设计方法：
[0043] 31)采集并输入入炉原料数据w[Mn]0、w[Si]0、w[P]0；
[0044] 32)氧分配比模型w[Mn]0t、w[Si]0t、w[P]0t，其中温度模型输入值T；
[0045] 33)反应平衡模型w[Mn]et、w[Si]et、w[P]et；
[0046] 34)两模型计算值对比w[i]ot≤w[i]et，是的话预测结果为w[i]t＝max{w[i]ot,w[i]et}并结束，否的话返回步骤32)。
[0047] 作为本发明进一步的方案：转炉烟气分析技术的智能炼钢系统的实施方法，具体步骤如下：
[0048] S1、为确保一级自动化系统提供的数据信息真实、准确、可靠，智能炼钢的
软件系统涉及炼钢厂(一炼钢)其它物流网络、化学分析数据(炉前化验室
光谱分析、铁水C、S分析化学分析数据)现场测温表数据采集、天车电子秤厂家设备及通讯输出
接口，与现有的一、二级通讯网线、电源线及接地线通讯网络输出接口连接；
[0049] S2、利用检修时间,完成入炉铁水天车电子秤、入炉辅料电子程标定效验工作,对不满足工艺要求的称量设备进行完善改造；
[0050] S3、现场条件保障与相关改造：
[0051] S31、在现场安装相关设备、提供所需氮气及电气相关条件，并负责激光气体分析仪、流量计安装处烟道开孔、设备与烟道处的
焊接、音频化渣设备炉口侧板或烟罩收音器开孔安装，
冷却水源管的接入，防护罩的焊接；
[0052] S32、根据气体分析设备安装和维护检修要求，应用方配合发明方完成激光气体分析仪的现场安装和分析仪检修维护平台的焊制；
[0053] S33、应用方配合发明方设计要求完成从炉气分析仪到氮气管道气源，吹扫气源要求纯氮气，无油无水无尘，且氮气压力0.4-0.8MPa、220V电源和转炉PLC
数字量与模拟量模块与现场仪表信号线的线路铺设工作；
[0054] S34、应用方配合发明方完成转炉加料及氧枪全自动化运行的PLC程序设计方案，完成对转炉辅料称量下料、氧枪升降与氧气流量调节、枪位测量、氧枪安全限位联
锁等基础自动化一级改造，
硬件安装、软件编程调试工作；
[0055] S35、应用方配合发明方完成氧枪枪位
位置测量，新上绝对值
编码器，信号进入A-B PLC一级控制系统；
[0056] S36、应用方配合发明方对转炉铁水称量、废钢称量系统改造，新增废钢天车电子秤、磁盘吊天车电子秤，计量称重数据无线传输进入天车
定位及数据采集系统，确保称量信号无线传输到
计算机网络系统中；
前炉出钢后进入液面计算模型，废钢分组分中筛选废钢后与铁水进入天车定位，主原料转入后吹炼开始，进入静态控制计算模型，并从入炉辅料投入时刻计算，自动吹炼控制包括氧枪高度控制、氧流量控制、底吹控制三种方式，静态控制与自动吹炼控制、烟气测定相连；
[0057] S4、设计钢包管理技术要求：
[0058] S41、在每个钢包上安装耐高温电子标识模块；
[0059] S42、在出钢位、
连铸等工位安装耐高温电子识别模块，用于识别所到工位的钢包号；
[0060] S43、自动采集上连铸和下连
铸钢包的重量、时间，计算净浇量；
[0061] S44、把包号、钢水毛重、皮重、净浇量、
连铸机号和相应炉号对应，并传送到数据
服务器保存；
[0062] S45、提供智能炼钢数据接口，及时提供相应数据给基于转炉烟气分析技术的智能炼钢控制系统；
[0063] S5、行车自动采集技术要求：
[0064] S51、通过废钢、铁水量的自动采集，钢包上连铸量的自动采集，计算每炉的钢铁料消耗情况；
[0065] S52、满足转炉智能化炼钢需求，准确得到转炉炉内原料的加入量，对生产过程中所有炉次进行去向
跟踪，实现各转炉的炉号翻转和铁水废钢重量自动准确记录统计；
[0066] S53、提供其他二级系统所需的数据，二级系统为过程自动化模块，实现与一级基础自动化部分的数据交换同时预留三级管理系统的接口；
[0067] S54、转炉的数据采集生成钢铁料电子台账和报表；每班自动生成电子台账，可
指定生成查询统计报表，同时可按指定项目生成考核区间；
[0068] S55、为生产调度人员提供及时、准确的实时生产信息，提高调度指挥和生产管理的效率，从而提高产品的质量和产量；如发生喷溅，相关人员可通过系统还原喷溅前的各种物料加入量，以及吹炼过程操作工艺动作，有效的减少或杜绝发生同样事故；
[0069] S56、通过与基础自动化模块的数据交换，按照要求生成各种电子台账；
[0070] S57、通过与基础自动化模块的数据交换和自动采集行车数据优化炼钢工艺：通过大量的数据记录：装入量、成份、温度、辅料配比、
合金料配比及最终成品质量，优化炼钢工艺，为精细化炼钢提供有效的管理依据，为辅助炼钢
专家系统提供可靠地真实数据。
[0071] 与
现有技术相比，本发明的有益效果是：采用烟气分析专业检测仪表(包括激光、红外两种分析方式)实时在线检测，数据准确，反应时间快，维护和使用成本低，能够为模型提供可靠的信息；且该技术专用检测仪表的发明与静动态模型的结合，用于转炉提
钒后半钢冶炼数学模型的动态控制在国内尚属首次，并具有独立知识产权的技术创新。
[0072] 1、响应时间大大加快，而且日常维护量非常小，节约大量成本，克服了红外分析精度较差、响应时间长的
缺陷，保证了烟气分析系统高效率、高精度、高稳定性地运行；模拟熔池反应变化时间＜10s，系统稳定运行率达到99.85％，满足使用要求，且使用费维护费用仅0.3元/t钢；利用转炉熔池碳含量低于0.4％即吹炼88％以后熔池碳含量和烟气中CO、CO2及O2的变化趋势有较强的对应关系，通过
数据挖掘，系统在启动终点碳预测模型，准确判断终点成分和温度并进行终点预测与控制，达到较好的效果；
[0073] 2、提高终点控制精度和命中率，进而提高生产的稳定性和可靠性；
[0074] 终点一次成分和温度的命中率到达86％以上，可以缩短冶炼周期1分钟(含不倒炉和吹炼平稳两项效果)；降低钢中[O]含量50ppm，减少折算
铝耗0.05kg/t钢；降低氧气消耗1m3/t；钢降低白灰消耗2kg/t；钢降低渣中TFe含量1.5％；且不受炉前操作人员水平状况影响，稳定生产过程，得到碳、温、磷成份均匀，
波动范围小的合格钢水。
[0075] 3、可实现不补吹出钢，提高生产效率；
[0076] 对于低
碳钢，一般人工操作不补吹直接出钢率不到20-50％，而本
专利使终点命中率得到了很大的提高，不补吹直接出钢在90％以上；实现不补吹直接出钢，可缩短冶炼时间2-5min，从而提高转炉的生产效率和年产钢能力。
[0077] 4、提高钢水纯洁度和钢材质量；
[0078] 降低终点炉渣氧化性(FeO降低1-5％)和钢水氧含量(可降低30PPM以上)，可大量减少在合金化和后处理中产生的夹杂物，从而提高钢水洁净度。
[0079] 5、降低生产成本；
[0080] 可防止钢水过氧化，钢水氧含量降低10％，降低炉渣中FeO1-5％。同时采用该技术可更优化使用辅料和供氧。由此可节约石灰1kg/t，降低氧气消耗0.5m3/t，提高金属收得率0.5kg/t以上，节省铝量0.13kg/t。
[0081] 6、实现全自动炼钢；
[0082] 根据炉气分析等在线数据，并结合转炉静态控制模型和动态控制模型，通过转炉基础自动化控制系统，实现对转炉的加料、吹氧、氧枪枪位、底吹搅拌、终点温度成分的全自动化控制和冶炼过程的实时监控和动态调节，实现一键式炼钢。使炼钢过程的操作实现规范化、标准化、科学化、智能化。
附图说明
[0083] 图1为本发明中转炉音频化渣原理示意图。
[0084] 图2为本发明中基于炉气分析的动态预测模型计算
流程图。
[0085] 图3为熔池碳含量模型的计算流程图。
[0086] 图4为熔池温度模型的计算流程图。
[0087] 图5为熔池中各组分模型的计算流程图。
[0088] 图中：1-取样装置，2-探头，3-前置处理器，4-声处理仪，5-数据采集装置，6-数据处理计算机，7-配水配气系统。
具体实施方式
[0089] 下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0090] 实施例1
[0091] 请参阅图1，本发明实施例中，一种烟气分析专业检测仪表，用来辅助计算机模型动态控制，所述烟气分析专业检测仪表包括烟气分析气体分析仪及转炉音频化渣监测系统。
[0092] 进一步，烟气分析气体分析仪为激光分析方式,核心原器件选用进口产品，激光器德国进口，电子元器件选用日本进口，确保激光测量数据的精度、准确性和稳定性，用于连续测量烟气中CO、CO2的成分检测。
[0093] 在转炉炉口安装检测设备，所述转炉音频化渣监测系统，通过安装在炉口的检测设备，采集氧枪吹炼的
音频信号用于判断炉内化渣情况，预测转炉喷溅和返干的发生概率，进而动态调整氧气的枪位及氧气流量压力变化。
[0094] 转炉音频化渣监测系统包括有转炉，转炉的右侧上方从左往右依次设置有进水口、声音取样装置和氮气进口，进水口下方设置有出水口，出水口下方设置有水管和气管，水管和气管尾端分别带有调压、调气阀和接软管接的对丝。
[0095] 所述转炉音频化渣监测系统还包括取样装置1、探头2、前置处理器3、声处理仪4、数据采集装置5、数据处理计算机6及配水配气系统7，所述取样装置1的右端设置有探头2，所述取样装置1的下端与数据处理计算机6相连，所述探头2、前置处理器3、声处理仪4及数据采集装置5依次相连。
[0096] 实施例2
[0097] 基于实施例1所述的烟气分析专业检测仪表的转炉烟气分析技术的智能炼钢系统，为激光和红外线两种分析方式，包括设备安装模块及基础自动化模块，还包括过程自动化模块、设备监视和控制模块、数据收集报表生成模块及数学模型建立、学习和命令下发模块，所述设备安装模块、基础自动化模块、过程自动化模块、设备监视和控制模块、数据收集报表生成模块及数学模型建立、学习和命令下发模块依次相连。
[0098] 转炉烟气分析技术的智能炼钢系统的主程序，具体如下：
[0099] 预先采集和输入初始参数，计算钢液渣的初始温度和质量，再输入吹炼时间t1和时长△t，判断当h和h0的大小：
[0100] 当h≥h0时候，计算软吹时刻的凹坑面积；
[0101] 当h
[0102] 计算硬吹或者软吹时刻的凹坑面积后，计算钢液组元和渣中组元的氧化速率，并根据熔池内热平衡计算，得出钢液温度，再计算炉气的温度成分和温度，将计算结果输入文件，即t＝t1+△t，若此时的时间T1>t1，则结束，若T1≤t1，则返回重新判断h和h0的大小。
[0103] 此外，转炉烟气分析技术的智能炼钢系统的主程序包括基于转炉烟气分析技术的动态预测模型、熔池碳含量模型、熔池温度模型的计算、熔池中各组分模型。
[0104] 进一步的，请参阅图2，基于转炉烟气分析技术的动态预测模型设计方法：
[0105] 1)原料条件及炉气等相关数据采集与输入；
[0106] 2)碳含量模型w[C]；
[0107] 3)温度模型；
[0108] 4)其他组元预测模型w[Mn]、w[Si]、w[P]；
[0109] 5)炉潭模型输出炉渣量及成分等相关数值，包括w(MnO)、w(SiO2)、w(PO25)、w(FeO)、w(CaO)和(MgO)；
[0110] 6)判断吹氧是否进行，是的话返回步骤2)阶段，否的话结束。
[0111] 进一步的，请参阅图3，熔池碳含量模型的设计方法：
[0112] 11)入炉原料条件：铁水、废钢含碳量∑w(C)ori；
[0113] 12)w(C)＝0.1×{(∑w(C)on-∑w(C)dc)·Wm-1}，其中炉气排碳量∑w(C)dc；
[0114] 13)判断终点碳含量模型vc≤3kg·s-1，否的话返回步骤12)阶段，是的话显示预测结果并结束。
[0115] 进一步的，请参阅图4，熔池温度模型的设计方法：
[0116] 21)炉气数据采集及输入；
[0117] 22)炉内外二次燃烧计算XCO、XCO2；
[0118] 23)过程温度模型T，其中碳含量模型输出值w[C]；
[0119] 24)判断吹炼时脱碳速率是否平稳，是的话计算终点温度模型T并输入预测结果，否的话返回步骤23)。
[0120] 进一步的，请参阅图5，熔池中各组分模型的设计方法：
[0121] 31)采集并输入入炉原料数据w[Mn]0、w[Si]0、w[P]0；
[0122] 32)氧分配比模型w[Mn]0t、w[Si]0t、w[P]0t，其中温度模型输入值T；
[0123] 33)反应平衡模型w[Mn]et、w[Si]et、w[P]et；
[0124] 34)两模型计算值对比w[i]ot≤w[i]et，是的话预测结果为w[i]t＝max{w[i]ot,w[i]et}并结束，否的话返回步骤32)。
[0125] 实施例3
[0126] 转炉烟气分析技术的智能炼钢系统的实施方法，具体步骤如下：
[0127] S1、为确保一级自动化系统提供的数据信息真实、准确、可靠，智能炼钢的软件系统涉及炼钢厂(一炼钢)其它物流网络、化学分析数据(炉前化验室光谱分析、铁水C、S分析化学分析数据)现场测温表数据采集、天车电子秤厂家设备及通讯输出接口，与现有的一、二级通讯网线、电源线及接地线通讯网络输出接口连接；
[0128] S2、利用检修时间,完成入炉铁水天车电子秤、入炉辅料电子程标定效验工作,对不满足工艺要求的称量设备进行完善改造；
[0129] S3、现场条件保障与相关改造：
[0130] S31、在现场安装相关设备、提供所需氮气及电气相关条件，并负责激光气体分析仪、流量计安装处烟道开孔、设备与烟道处的焊接、音频化渣设备炉口侧板或烟罩收音器开孔安装，冷却水源管的接入，防护罩的焊接；
[0131] S32、根据气体分析设备安装和维护检修要求，应用方配合发明方完成激光气体分析仪的现场安装和分析仪检修维护平台的焊制；
[0132] S33、应用方配合发明方设计要求完成从炉气分析仪到氮气管道气源，吹扫气源要求纯氮气，无油无水无尘，且氮气压力0.4-0.8MPa、220V电源和转炉PLC数字量与模拟量模块与现场仪表信号线的线路铺设工作；
[0133] S34、应用方配合发明方完成转炉加料及氧枪全自动化运行的PLC程序设计方案，完成对转炉辅料称量下料、氧枪升降与氧气流量调节、枪位测量、氧枪安全限位联锁等基础自动化一级改造，硬件安装、软件编程调试工作；
[0134] S35、应用方配合发明方完成氧枪枪位位置测量，新上绝对值编码器，信号进入A-B PLC一级控制系统；
[0135] S36、应用方配合发明方对转炉铁水称量、废钢称量系统改造，新增废钢天车电子秤、磁盘吊天车电子秤，计量称重数据无线传输进入天车定位及数据采集系统，确保称量信号无线传输到计算机网络系统中；前炉出钢后进入液面计算模型，废钢分组分中筛选废钢后与铁水进入天车定位，主原料转入后吹炼开始，进入静态控制计算模型，并从入炉辅料投入时刻计算，自动吹炼控制包括氧枪高度控制、氧流量控制、底吹控制三种方式，静态控制与自动吹炼控制、烟气测定相连；
[0136] S4、设计钢包管理技术要求：
[0137] S41、在每个钢包上安装耐高温电子标识模块；
[0138] S42、在出钢位、连铸等工位安装耐高温电子识别模块，用于识别所到工位的钢包号；
[0139] S43、自动采集上连铸和下连铸钢包的重量、时间，计算净浇量；
[0140] S44、把包号、钢水毛重、皮重、净浇量、连铸机号和相应炉号对应，并传送到数据服务器保存；
[0141] S45、提供基于转炉烟气分析技术的智能炼钢数据接口，及时提供相应数据给基于转炉烟气分析技术的智能炼钢控制系统；
[0142] S5、行车自动采集技术要求：
[0143] S51、通过废钢、铁水量的自动采集，钢包上连铸量的自动采集，计算每炉的钢铁料消耗情况；
[0144] S52、满足转炉智能化炼钢需求，准确得到转炉炉内原料的加入量，对生产过程中所有炉次进行去向跟踪，实现各转炉的炉号翻转和铁水废钢重量自动准确记录统计；
[0145] S53、提供其他二级系统所需的数据，二级系统为过程自动化模块，实现与基础自动化模块部分的数据交换同时预留三级管理系统的接口；
[0146] S54、转炉的数据采集生成钢铁料电子台账和报表；每班自动生成电子台账，可指定生成查询统计报表，同时可按指定项目生成考核区间；
[0147] S55、为生产调度人员提供及时、准确的实时生产信息，提高调度指挥和生产管理的效率，从而提高产品的质量和产量；如发生喷溅，相关人员可通过系统还原喷溅前的各种物料加入量，以及吹炼过程操作工艺动作，有效的减少或杜绝发生同样事故；
[0148] S56、通过与基础自动化模块的数据交换，按照要求生成各种电子台账；
[0149] S57、通过与基础自动化模块的数据交换和自动采集行车数据优化炼钢工艺：通过大量的数据记录：装入量、成份、温度、辅料配比、合金料配比及最终成品质量，优化炼钢工艺，为精细化炼钢提供有效的管理依据，为辅助炼钢专家系统提供可靠地真实数据。
[0150] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附
权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0151] 此外，应当理解，虽然本
说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
