[發(fā)明專利]一種基于鐵水分級制度的多模式冶煉方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111314486.2
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN113981167B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 包燕平;高放
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: C21C5/28
• 分類號: C21C5/28;C21C5/32;C21C7/064;C21C7/068
• 代理公司: 深圳峰誠志合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44525
• 代理人: 張騰

本發(fā)明提供了一種基于鐵水分級制度的轉(zhuǎn)爐多模式冶煉方法，首先選取鐵水的分級指標(biāo)，制定鐵水分級制度，針對不同級別的鐵水，設(shè)計與之匹配吹煉模式，在裝料前首先獲取鐵水成分和溫度，并選擇與之對應(yīng)的吹煉模式，協(xié)助完成冶煉。本發(fā)明是基于數(shù)學(xué)中的“微分”思想，將成分波動較大的鐵水進行分類，落在同一類別的鐵水可看作是穩(wěn)定的，并采用同一吹煉模式，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐的平穩(wěn)吹煉，避免了鐵水波動大導(dǎo)致的吹煉事故，不僅能在一定程度上提升脫磷效果，還可以減少物料消耗，降低產(chǎn)渣量，縮短冶煉周期，具備良好的冶金效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是指適用于小、中、大型轉(zhuǎn)爐基于鐵水分級的多模式冶煉方法。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)粗鋼仍然主要由長流程生產(chǎn)，長流程包括燒結(jié)-高爐-轉(zhuǎn)爐等工序。在轉(zhuǎn)爐煉鋼工序，原材料條件差是難以推廣標(biāo)準化操作的癥結(jié)所在，也是轉(zhuǎn)爐操作水平和轉(zhuǎn)爐煉鋼自動化程度難以提高的限制性環(huán)節(jié)。所以應(yīng)該盡量保證入爐原材料在理化性質(zhì)上的基本一致，并以此為基礎(chǔ)穩(wěn)定爐前冶煉操作，推廣標(biāo)準化操作模式，實現(xiàn)自動化程度高的轉(zhuǎn)爐煉鋼，提高轉(zhuǎn)爐冶煉的終點命中率，改善鋼水質(zhì)量。但煉鋼用鐵水成分的波動源自煉鐵廠，煉鐵廠同樣面臨著原料成分波動的困擾，高爐出產(chǎn)的鐵水成分和溫度存在較大波動性，這對轉(zhuǎn)爐煉鋼的平穩(wěn)運行帶來了極大的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)階段，大部分鋼廠始終沿用基于經(jīng)驗的轉(zhuǎn)爐煉鋼操作，在獲取鐵水信息時，操作工人根據(jù)以往的操作經(jīng)驗來進行本爐操作。在鐵水成分波動較大的時候，這對操作工人帶來了極大的挑戰(zhàn)，一旦操作失誤，極有可能導(dǎo)致冶煉事故，嚴重時導(dǎo)致安全問題。因此，在操作過程中，操作工人需要時刻關(guān)注爐口火焰的變化情況以判斷當(dāng)前反應(yīng)進程，從而調(diào)整槍位、加料等操作，此種操作模式要求操作工人具備極其豐富的操作經(jīng)驗，極大地增大了操作的難度。因此，鐵水成分和溫度的穩(wěn)定是平穩(wěn)煉鋼的先決條件。若鐵水維持穩(wěn)定便可設(shè)計摸索一套適合當(dāng)前鐵水條件的吹煉模式?；谶@種思路，參考數(shù)學(xué)中的“微分”思想，面對成分波動較大的鐵水，根據(jù)冶金原理對其進行分級歸類，每一級別鐵水的成分在“窄窗口”內(nèi)波動，可看作是穩(wěn)定的。然后，針對每類鐵水匹配合理的吹煉模式，如此在獲取鐵水成分和溫度信息后，其隸屬于那種類型的鐵水便可采取與之對應(yīng)的吹煉模式，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐吹煉模式的動態(tài)調(diào)整，對促進轉(zhuǎn)爐的平穩(wěn)化冶煉具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種針對鐵水分級的多模式冶煉方法，針對鐵水成分波動大，吹煉不平穩(wěn)等問題，基于鐵水Si和鐵水溫度兩項指標(biāo)將鐵水分為多種類型，每種類型的鐵水成分和溫度波動范圍變小，可看作是穩(wěn)定的，匹配合理的吹煉模式，如此在獲取鐵水成分和溫度信息后，其隸屬于哪種類型的鐵水便可采取與之對應(yīng)的吹煉模式，以解決現(xiàn)有鐵水成分波動大，吹煉控制不穩(wěn)定的問題，實現(xiàn)平穩(wěn)化吹煉和減少消耗等目的。

具體過程可描述為：如圖1所示，首先根據(jù)鐵水成分的波動情況選取鐵水 Si和鐵水溫度作為鐵水分級指標(biāo)，基于鐵水Si含量估算模型，計算鐵水Si含量合理范圍，并將鐵水分為低Si、中Si和高Si等多個級別，再根據(jù)鐵水溫度將鐵水分為低Si低溫、低Si高溫、中Si低溫、中Si高溫、高Si高溫和高Si 高溫等多種類型，針對每種類型的鐵水，設(shè)計了與之匹配的吹煉模式。在裝料前，首先獲取鐵水成分和溫度，并選擇與之對應(yīng)的吹煉模式，協(xié)助完成冶煉。

為完成以上述操作過程，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

(1)鐵水分級指標(biāo)選取

目前，鐵水分級仍沒有統(tǒng)一的標(biāo)準，若想實現(xiàn)對鐵水的合理分級，首先需要遴選出合理的分級指標(biāo)。鐵水的主要指標(biāo)有C、Si、Mn、P、S和鐵水溫度，其中C、Si、Mn是冶煉中的重要發(fā)熱元素。P和S為鋼液內(nèi)的有害元素，其含量越低，轉(zhuǎn)爐吹煉任務(wù)越小，鋼液質(zhì)量越高。鐵水溫度決定鐵水物理熱，其占據(jù)爐內(nèi)熱量來源的60％～70％，對轉(zhuǎn)爐冶煉順行具有很大影響。根據(jù)國內(nèi)多家鋼廠的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，煉鐵廠鐵水成分一般不測碳，故對煉鋼廠來說到站鐵水碳含量未知，一般取經(jīng)驗值代入靜態(tài)模型進行計算。綜合多家鋼廠數(shù)據(jù)統(tǒng)計，本發(fā)明選取鐵水Si和鐵水溫度作為鐵水分級指標(biāo)。

(2)鐵水分級制度