[發明專利]一種在線預測RH精煉過程中鋼水成分的系統及方法

有效

• 申請號: 201310306262.6
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103382514A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 羅森;陳永;朱苗勇;曾建華;祭程;孫維松;盛國良;陳亮;張敏
• 申請（專利權）人: 東北大學;攀鋼集團研究院有限公司
• 主分類號: C21C7/10
• 分類號: C21C7/10;C21C7/072
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于冶金精煉的生產控制領域，更具體地講，涉及一種在線預測RH精煉過程中鋼水成分的系統及方法。

背景技術

RH真空處理工藝以其操作簡便、處理量大、生產效率高的特點不斷發展,在原有脫氫的基礎上又開發了脫碳、脫氧、吹氧升溫、噴粉脫硫和成分控制等功能，使其發展成為多功能的真空精煉方法。RH真空精煉的發展更好地滿足了現代鋼鐵生產鋼鐵行業對鋼材質量的要求，是提高產品質量、降低生產成本、提高煉鋼生產能力、保證連鑄順行、優化煉鋼生產工藝的重要手段。為了提高鋼材質量就必須保證鋼水精煉過程成分的準確控制，而RH精煉是進入澆鑄前的最后一道改善鋼水質量的生產工序，因此精煉過程中必須保證鋼水質量的準確控制，建立模型準確的預報精煉過程中鋼水的成分是保證鋼水質量的關鍵。

現有的RH成分預報模型中，不能充分考慮影響鋼水成分的因素，不能保證成分預報的高精度，同時鋼水成分的預報不夠全面，使得模型不能全面應用于多種鋼種的生產。很多模型預報系統只是對脫碳和合金化后的成分進行預報，而不能將脫氣、脫碳、合金化組成一體，實現對鋼水成分的全面預報。文獻“RH-MFB脫碳過程模型與工藝優化”（唐山：河北理工大學碩士論文，劉泊松，2005）只描述了RH精煉過程中脫碳的預報，脫碳機理描述的不夠詳盡。而文獻“RH精煉控制模型系統的設計與實現”（冶金自動化，2008,32(1):12-16，林云等）中沒有考慮真空脫氣、沒有精確分析真空脫碳的位置、以及鋼液中硅、錳的變化，也沒有考慮溫度在精煉中的變化，不能夠保證鋼水成分預報的準確性，并且該系統需要配有質譜儀、紅外分析儀在線檢測CO、CO₂的變化，成本較高，國內很多鋼廠無法達到如此條件。

發明內容

針對上述現有技術，本發明要解決的技術問題是提供一種能夠指導多鋼種生產的、功能更全面的、更高精度的在線預測RH精煉過程中鋼水成分的的系統及方法。

本發明的技術方案是這樣實現的，在線預測RH精煉過程中鋼水成分的系統，包括：信息獲取模塊，用來獲取鋼水量、鋼水成分、對應鋼種目標成分、合金成分，對應成分的合金收得率以及對應的料倉號；脫氣判斷模塊，判斷鋼水是否需要進行脫氣處理，若需要，則傳遞指令給脫氣模塊以進行脫氣處理，若不需要，則傳遞指令給氣體含量顯示模塊；脫氣模塊，根據鋼水入站成分及鋼種的冶煉目標要求對鋼水進行脫氣處理；氣體含量比較模塊，將脫氣過程中鋼水實時氣體含量與對應鋼種的目標氣體含量進行比較，當滿足鋼種的目標氣體含量時系統自動停止脫氣處理并輸出鋼水的氣體含量；氣體含量顯示模塊，用于顯示實時的氣體含量值；脫碳判斷模塊，判斷鋼水是否需要進行脫碳處理，若需要，則傳遞指令給脫碳模塊以進行脫碳處理，若不需要，則傳遞指令給碳含量顯示模塊；脫碳模塊，根據鋼水入站成分及對應鋼種的冶煉目標要求對鋼水進行脫碳處理；溫度實時獲取模塊，在脫碳過程中為脫碳模塊實時提供鋼水溫度值，以保證脫碳模塊的準確計算；碳含量比較模塊，將脫碳過程中鋼水實時碳含量與對應鋼種的目標碳含量進行比較，當滿足對應鋼種的目標碳含量時系統自動停止脫碳處理并輸出鋼水的碳含量；碳含量顯示模塊，用于顯示輸出的鋼水的實時碳含量；合金化判斷模塊，判斷鋼水是否需要進行合金化處理，若需要，則傳遞指令給合金化模塊以進行鋼水的合金化處理，若不需要，則傳遞指令給合金含量顯示模塊；合金化模塊，根據鋼水入站成分及鋼種的冶煉目標要求對鋼水進行合金化處理；硅、錳含量修正模塊，根據鋼水中酸溶鋁的含量修正硅、錳含量；合金成分含量比較模塊，將脫碳過程中鋼水實時碳含量與對應鋼種的目標碳含量進行比較，當滿足對應鋼種的目標碳含量時系統自動停止合金化處理并輸出鋼水的合金成分含量；合金含量顯示模塊，用于顯示輸出的鋼水的合金含量；鋼水成分顯示模塊，合金化處理結束后，根據鋼種要求顯示出鋼水中氫、氮、氧、碳、硅、錳、鉻、鈦8種成分的組合或全部含量。

本發明用于在線預測RH精煉過程中鋼水成分的方法包括如下步驟：

步驟1：采集初始信息；

初始信息包括鋼水量、鋼水成分、對應鋼種目標成分、合金成分、對應合金成分的收得率及對應的料倉號、鋼水初始溫度；

步驟2：判斷是否需要進行脫氣處理，如果需要進行脫氣處理，轉去執行步驟3，如果不需要進行脫氣處理，轉去執行步驟4；

步驟3：鋼水的脫氣處理，包括對鋼水中氫、氮、氧的脫除；

步驟3-1：脫氫處理；

步驟3-1-1：判斷是否需要進行脫氫處理，若需要進行，轉去執行步驟3-1-2，若不需要，轉去執行步驟4；

步驟3-1-2：實時計算出鋼水中的氫含量；