[發明專利]一種基于鋼水連續測溫的底吹氧氣轉爐冶煉過程控制方法

有效

• 申請號: 201810174520.2
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108359766B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 朱榮;胡紹巖;董凱;劉潤藻;劉福海;李偉峰;姚柳潔;周赟;武文合;朱長富
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21C5/34
• 分類號: C21C5/34;C21C5/46
• 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

1.一種基于鋼水連續測溫的底吹氧氣轉爐冶煉過程控制方法，其特征在于，通過測溫噴槍連續測量所述底吹氧氣轉爐內鋼水溫度；根據入爐原料量、噴吹系統運行參數及所述鋼水溫度實時計算所述底吹氧氣轉爐內鋼水的成分；根據所述鋼水溫度分階段控制底吹噴槍的噴吹參數；具體包括如下步驟：

步驟一、所述底吹氧氣轉爐的爐底安裝1支可連續測量鋼水溫度的測溫噴槍和若干支可底吹載氣-粉劑的底吹噴槍，所述測溫噴槍測得的鋼水溫度實時傳輸到控制系統；

步驟二、所述控制系統對底吹氧氣轉爐冶煉全程的鋼水溫度數據進行實時采集和分析，結合底吹氧氣轉爐噴吹系統運行參數，計算底吹氧氣轉爐爐內鋼水的成分；

步驟三、所述控制系統根據測溫噴槍測得的鋼水溫度分階段控制底吹噴槍的噴吹參數。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟二具體為：

步驟2.1)底吹氧氣轉爐開始吹煉前，對入爐原料的初始狀態進行統計，計算得到底吹氧氣轉爐爐內所有原料中C、Si、Mn、P、S和Fe元素的總質量、總物理熱量和總化學熱量；

步驟2.2)底吹氧氣轉爐冶煉過程中，根據氧化劑噴吹量、造渣劑加入量和冷卻劑加入量，結合測溫噴槍測得的鋼水溫度，基于物料平衡和能量平衡原理，計算爐內鋼水成分。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟三具體為：

步驟3.1)脫硅化渣階段：開始吹煉后，當鋼水溫度低于脫磷下限溫度時，底吹噴槍以化渣模式噴吹，載氣為O₂，粉劑為石灰粉，根據升溫速率和初始硅含量計算石灰粉噴吹速率，在到達脫磷下限溫度時形成預期堿度的熔態爐渣；

步驟3.2)高效脫磷階段：當鋼水溫度達到脫磷下限溫度，底吹噴槍以脫磷模式噴吹，載氣為O₂-CO₂混合氣，粉劑為脫磷粉劑，根據初始磷含量計算所需脫磷粉劑的總量，根據脫磷粉劑噴吹速率計算脫磷階段持續時間，根據鋼水溫度動態調節載氣中O₂和CO₂的比例，從而控制升溫速率，使鋼水溫度在脫磷階段終點達到脫磷上限溫度；

步驟3.3)脫碳升溫階段：當鋼水溫度達到脫磷上限溫度，完成化渣和脫磷后，底吹噴槍以脫碳升溫模式噴吹，底吹O₂，快速脫碳升溫，直至鋼水溫度達到終點預控溫度；

步驟3.4)終點控制階段：當鋼水溫度達到終點預控溫度后，結合控制系統預測的鋼水成分，底吹噴槍以終點控制模式噴吹，底吹O₂-CO₂混合氣，根據測溫噴槍測得的鋼水溫度和控制系統計算的鋼水成分，動態調節O₂和CO₂的混合比例，實現終點溫度和碳含量雙命中；

步驟3.5)出鋼階段：當鋼水溫度達到出鋼目標溫度時，底吹N₂/Ar，傾爐出鋼，完成冶煉。

4.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述測溫噴槍安裝在底吹氧氣轉爐的爐底，出口端與爐底內表面平齊，入口端安裝測溫傳感器和測溫氣體接頭，利用測溫氣體防止鋼水倒灌至噴槍內部，在鋼水和測溫傳感器之間建立安全穩定的鋼水溫度特征信號傳輸通道，實現底吹氧氣轉爐鋼水溫度的連續監測；所述測溫氣體為O₂-CO₂-N₂-Ar混合氣。

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述脫磷下限溫度為1350～1375℃，所述脫磷上限溫度為1375～1400℃，所述終點預控溫度為終點控制階段的起始溫度，低于出鋼目標溫度30～60℃。

6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟3.4)終點控制階段，為了防止鋼水“回磷”，在底吹O₂-CO₂的同時噴吹脫磷粉劑。

7.如權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述底吹噴槍的數量為2～10支，根據底吹氧氣轉爐的公稱容量和底吹強度確定。