[發明專利]一種電弧爐使用預熱式氧槍的煉鋼過程控制方法及系統

有效

• 申請號: 201610496316.3
• 申請日: 2016-06-29
• 公開（公告）號: CN105969936B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 朱榮;胡紹巖;董凱;劉潤藻;劉福海;馬國宏;魏光升;王云;王雪亮;李智崢;武文合
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種電弧爐使用預熱式氧槍的煉鋼過程控制方法，其特征在于，包括：將電弧爐冶煉過程分解為多個冶煉階段的步驟，判斷電弧爐冶煉過程中所處冶煉階段的步驟，以及在每個所述冶煉階段中分時段調節氧氣流量和氧氣溫度，實現氧氣射流氧化能力和沖擊攪拌能力獨立控制的步驟；

具體包括以下步驟：

步驟一、判斷冶煉所處的階段；從第一批料加入電弧爐開始，爐況判斷模塊實時判斷冶煉所處的階段：吹氧助熔階段、造泡沫渣脫磷階段、快速脫碳階段或吹煉末期；當判斷煉鋼過程將進入下一階段時，將階段特征信息傳輸給需求分析模塊；所述階段特征信息包括：爐料結構、冶煉時間、供氧量、熔池溫度、電極輸入功率、高溫成像設備反饋的圖像信息；

步驟二、計算供氧需求特征指數；需求分析模塊依據采集到的階段特征信息，計算出供氧需求特征指數I：

I＝I_O×10+I_I；

其中：I_O、I_I分別為氧化性需求指數和沖擊性需求指數；吹氧助熔階段，I_O為2-5，I_I為4-5；造泡沫渣脫磷階段，I_O為5-6，I_I為4-5；快速脫碳階段，I_O為7-9，I_I為7-8；吹煉末期，I_O為5-7，I_I為8-9；

步驟三、計算氧氣流量；流量計算模塊獲取步驟二中的氧化性需求指數I_O，根據公式Q＝I_O/8×Q₀計算得到氧氣流量Q，其中Q₀為預熱式氧槍的設計流量，將計算得到的氧氣流量數值傳輸給供氧執行模塊；

步驟四、計算氧氣溫度；溫度計算模塊獲取步驟二中的氧化性需求指數I_O和沖擊性需求指數I_I后，根據公式計算得到氧氣溫度，其中和ω為修正系數，T₀為預熱式氧槍的設計最高溫度；將計算得到的氧氣溫度傳輸給供氧執行模塊；

步驟五、調節氧氣流量和氧氣溫度至計算值；供氧執行模塊將步驟三、步驟四中得到的氧氣流量和氧氣溫度數值顯示在操作界面上，由操作人員確認執行指令后，供氧執行模塊經由現場總線和PLC控制相應閥組及加熱元件，對氧氣流量和氧氣溫度進行控制執行；生產過程中，控制系統依據測量儀器反饋回來的數據實時修正控制參數。

2.如權利要求1所述的電弧爐使用預熱式氧槍的煉鋼過程控制方法，其特征在于，氧氣流量的調節范圍為100-4000Nm³/h，氧氣溫度調節范圍為25-500℃。

3.如權利要求1所述的電弧爐使用預熱式氧槍的煉鋼過程控制方法，其特征在于，吹氧助熔階段氧氣流量的范圍為500-2000Nm³/h；造泡沫渣脫磷階段的氧氣流量的范圍為1000-3000Nm³/h，快速脫碳階段的氧氣流量的范圍為2000-4000Nm³/h，吹煉末期的氧氣流量的范圍為1500-3000Nm³/h。

4.如權利要求1所述的電弧爐使用預熱式氧槍的煉鋼過程控制方法，其特征在于，吹氧助熔階段氧氣溫度的范圍為200-500℃；造泡沫渣脫磷階段的氧氣溫度的范圍為25-300℃，快速脫碳階段的氧氣溫度的范圍為100-300℃，吹煉末期的氧氣溫度的范圍為300-500℃。

5.如權利要求1所述的電弧爐使用預熱式氧槍的煉鋼過程控制方法，其特征在于，所述煉鋼過程控制方法通過控制系統完成，所述控制系統包括：爐況判斷模塊、需求分析模塊、流量計算模塊、溫度計算模塊、供氧執行模塊；需求分析模塊前接爐況判斷模塊，后接流量計算模塊和溫度計算模塊，所述后接流量計算模塊和溫度計算模塊均后接供氧執行模塊。