[發明專利]轉爐煉鋼終點控制的方法、裝置和系統

有效

• 申請號: 201110358070.0
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN102344986A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 田陸;劉卓民;周存波
• 申請（專利權）人: 田陸
• 主分類號: C21C5/30
• 分類號: C21C5/30
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;余剛

技術領域

本發明涉及一種轉爐煉鋼終點控制的方法、裝置和系統。

背景技術

轉爐煉鋼是目前主要的煉鋼方式，其產鋼量占總產鋼量的60％以上，提高轉爐煉鋼的控制水平一直受到人們的重視，目前常用的轉爐終點控制技術有副槍法和靜態模型計算法，過程控制技術有聲納化渣技術。

靜態模型計算法根據目標鋼種的要求和原料的初始信息，確定冶煉方案和輔料加入量，但是由于冶煉過程中存在不確定性，終點命中率一般小于60％。

副槍法在接近冶煉終點時，使用副槍探頭測定測量熔池溫度和熔池碳含量，調整加料操作，大大提高了冶煉終點命中率，但是副槍設備價格昂貴，且只能適合于120t以上的轉爐，同時探頭消耗巨大。

聲納化渣技術是根據頂吹超音速氧槍產生的噪音在爐渣中傳播，隨著爐渣厚度增加，噪音強度降低。當音頻強度曲線走勢接近或達到噴濺、返干預警線時，操作工采取相應措施，防止噴濺、返干的發生。這種方法容易受轉爐煙罩下降及爐口積渣的影響，限制了其控制效果。

在現有技術中靜態模型計算法終點命中率過低，副槍法探頭消耗大、經濟性差，不能適合120噸以下的轉爐冶煉，聲納化渣技術僅僅適用于過程控制。因此，建立一種經濟性好，終點命中率高，且兼具過程控制能力的的終點控制系統，對于提高轉爐冶煉自動化水平具有重大意義。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種轉爐煉鋼終點控制的方法、裝置和系統，以解決現有技術中的探頭消耗大，適用性差的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種轉爐煉鋼終點控制的方法，該方法包括：

脫碳氧效率值小于預定值時，計算熔池碳含量和熔池溫度，將熔池碳含量和熔池溫度與預先確定的熔池目標碳含量和熔池目標溫度進行比較；

根據比較結果，計算后續冶煉需要的吹氧量以及冷卻劑或增碳劑添加量；

按照后續冶煉需要的吹氧量以及冷卻劑或增碳劑添加量，控制吹氧和加料操作；

重復計算熔池碳含量和熔池溫度，重復計算得出的熔池碳含量和熔池溫度與預先確定的熔池目標碳含量和熔池目標溫度一致時，發出停止冶煉的指令。

進一步地，脫碳氧效率值小于預定值包括：脫碳氧效率值小于最大脫碳氧效率值的0.94倍至0.97倍。

進一步地，計算熔池碳含量和熔池溫度的步驟之前還包括：根據目標鋼種要求確定熔池目標碳含量和熔池目標溫度；根據目標鋼種要求和原料成分及原料溫度，確定初始冶煉方案，并執行初始冶煉方案。

進一步地，執行初始冶煉方案的步驟中，還包括：根據實時監測的轉爐中的爐氣中各成分的濃度、爐氣流量、轉爐吹氧量、和加料量，基于轉爐物料平衡和熱量平衡來計算熔池實時成分含量和熔池實時溫度并進行輸出。根據爐氣中各成分的濃度、爐氣流量、以及轉爐吹氧量來計算脫碳氧效率值；根據爐氣中各成分的濃度、爐氣流量、轉爐吹氧量、以及加料量來計算爐渣氧勢。

進一步地，執行初始冶煉方案的步驟中，還包括：根據脫碳氧效率值以及脫碳氧效率值的變化率，輸出噴濺預報信息或返干預報信息；根據噴濺預報信息或返干預報信息控制吹氧操作。

進一步地，執行初始冶煉方案的步驟中，按照轉爐吹氧量從爐渣氧勢和總吹氧量數據關系圖中查詢爐渣氧勢允許范圍，并將通過查詢得到的爐渣氧勢允許范圍與計算得出的爐渣氧勢進行比較，根據比較結果輸出噴濺預報信息或返干預報信息；根據噴濺預報信息或返干預報信息控制吹氧操作。

進一步地，計算熔池碳含量和熔池溫度包括：按照渣-金分配公式計算錳和磷在爐渣和熔池中的含量；根據錳和磷在爐渣和熔池中的含量以及爐渣氧勢計算鐵氧化量；根據錳和磷在爐渣和熔池中的含量、鐵氧化量、以及熔池碳含量，計算熔池溫度。

根據本發明的另一個方面，提供了一種轉爐煉鋼終點控制的裝置，該裝置包括：

計算模塊，用于脫碳氧效率值小于預定值時，計算熔池碳含量和熔池溫度，將熔池碳含量和熔池溫度與預先確定的熔池目標碳含量和熔池目標溫度進行比較；修正模塊，用于根據比較結果，計算后續冶煉需要的吹氧量以及冷卻劑或增碳劑添加量，按照后續冶煉需要的吹氧量以及冷卻劑或增碳劑添加量，控制吹氧和加料操作；終點確認模塊，用于重復計算熔池碳含量和熔池溫度，熔池碳含量和熔池溫度與預先確定的熔池目標碳含量和熔池目標溫度一致時，發出停止冶煉的指令。

進一步地，該裝置還包括方案確定模塊，用于根據目標鋼種要求確定熔池目標碳含量和熔池目標溫度，根據目標鋼種要求、原料成分及原料溫度確定初始冶煉方案；方案執行模塊，用于執行初始冶煉方案。