[發明專利]通過調節轉爐底吹氮氬氣體切換時刻控制鋼氮含量的方法

在審

• 申請號: 201410338148.6
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN105256093A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 王緒國;管萍;李娜;馬艷;朱強;張忠才;張明明;高建軍
• 申請（專利權）人: 上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C5/34
• 分類號: C21C5/34
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術領域：

本發明涉及一種通過調節轉爐底吹氮氬氣體切換時刻控制鋼氮含量的方法，屬于轉爐冶煉過程控制技術領域。

背景技術：

在轉爐（BasicOxygenFurnaceBOF）冶煉過程中，需要控制鋼水的終點氮含量，需要解決底吹過程用氮氣帶來對鋼水終點氮含量的影響，在冶煉含氮量高的鋼水，可能還要采取增氮措施，滿足鋼水終點氮含量的要求。同時，還要保證底吹過程滿足底吹攪拌的需求。如果控制不好，將會影響鋼材的質量。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在的問題提供一種通過調節轉爐底吹氮氬氣體切換時刻控制鋼氮含量的方法，在滿足冶煉鋼水氮含量和底吹攪拌的同時有效地降低轉爐底吹氬氣消耗量。

上述的目的通過以下技術方案實現：

通過調節轉爐底吹氮氬氣體切換時刻控制鋼氮含量的方法，該方法包括如下步驟：

（1）設定轉爐底吹的氣體類型和氣體流量；

（2）將該氣體類型和氣體流量數據通過通信數據鏈下裝到控制底吹的PLC，PLC選擇相應的氣體類型，控制底吹氣體流量閥，控制底吹；

（3）根據鋼水的目標氮含量范圍和爐次總的吹氧量，轉爐PLC計算氣體由氮氣切換為氬氣時的吹氧量OXchange,具體計算方法是：讀取上位機下發的鋼水目標氮含量；讀取轉爐冶煉模型計算的爐次目標總吹氧量OXtotal，如果沒有轉爐冶煉模型或轉爐冶煉模型計算爐次總吹氧量命中較低的情況下，可以采用PLC的設定值；

當目標鋼水氮含量上限<=55ppm時，OXchange=OXtotal×λ1；

當55ppm<目標鋼水氮含量上限<=65ppm時，OXchange=OXtotal×λ2；

當65ppm<目標鋼水氮含量上限<=80ppm時，OXchange=OXtotal×λ3；

當目標鋼水氮含量上限>80ppm且目標鋼水氮含量上限下限<35ppm，OXchange=OXtotal×λ4；

當氮含量上限>80ppm且氮含量下限>=35ppm，OXchange=OXtotal×λ5，

其中：λ1、λ2、λ3、λ4、λ5為氣體切換時的吹氧量百分比參數，

λ1=20%～30%，

λ2=35%～40%，

λ3=45%～50%，

λ4=55%～60%，

λ5=65%～75%；

（4）轉爐PLC計算當前吹氧量OXt，在吹氧量達到氣體切換時的吹氧量時，轉爐PLC下達氣體切換的指令給控制底吹氣體切換的PLC，控制底吹氣體由氮氣切換為氬氣；

當前吹氧量的計算公式（采用積分的算法計算當前吹氧量）：

OXt=∫0tOX_FLOWtdt，

其中：OX_FLOWt表示t時刻氧氣的流量；

（5）轉爐PLC系統控制底吹氣體由氬氣切換為氮氣：

當轉爐出鋼結束時，轉爐L2下達氣體切換的指令給控制底的PLC，控制底吹氣體由氬氣切換為氮氣；

（6）轉爐L2系統控制底吹結束：

當爐次結束時，轉爐L2下達氣體切換的指令給控制底吹的PLC，關閉底吹氣體流量閥，停止底吹。

所述的通過調節轉爐底吹氮氬氣體切換時刻控制鋼氮含量的方法，步驟（1）中所述的設定轉爐底吹的氣體類型和氣體流量是將整個冶煉過程可分為三個階段：吹煉準備階段、吹煉階段和冶煉結束階段，所述的吹煉準備階段包括爐次開始、備散裝料階段、加散裝料、加廢鋼、兌鐵水階段；所述的吹煉階段是指吹氧冶煉階段，包括各個氧步、副槍測量階段、補吹階段和強攪拌階段；所述的冶煉結束階段包括出鋼階段、濺渣階段、出渣階段和爐次結束階段，在吹煉準備階段，氣體類型為氮氣，氣體流量為3-10(m³/s)，在吹煉階段，氣體類型為氮氣或者氬氣，氣體流量為8-30(m³/s)，在冶煉結束階段，氣體類型為氮氣，氣體流量為3-25(m³/s)。

有益效果：

利用本發明，可以調節轉爐底吹氮氬氣體切換時刻來控制非低碳鋼氮含量，根據轉爐實況，通過對實時吹氧量的跟蹤監視，準確地確定氮氬切換時刻，從而能夠及時采取措施，切換到相應氣體，達到控制鋼水終點氮含量的目的和冶煉過程底吹攪拌的作用，同時能節約氬氣消耗，降低轉爐冶煉成本，同時在冶煉高含氮量的鋼種，減少后工序的增氮劑的加入量。

附圖說明

圖1：本發明的控制流程圖。