[發明專利]一種用于全廢鋼電弧爐冶煉的殘余元素含量調控方法

有效

• 申請號: 202210018298.3
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114317884B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 朱立光;韓寶臣;郭志紅;魯素玲;鄭亞旭;王旗;婁香杰
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52;C21C5/56
• 代理公司: 河北國維致遠知識產權代理有限公司 13137
• 代理人: 秦敏華

本發明提供一種用于全廢鋼電弧爐冶煉的殘余元素含量調控方法。該方法包括：獲取廢鋼原料的殘余元素含量；基于殘余元素含量及預設的元素去除難度級別對廢鋼原料進行分類；基于預設的約束函數計算各類廢鋼原料的加入量，其中，約束函數的約束參數包括各類廢鋼原料的殘余元素含量、預設的殘余元素含量上限閾值；基于各類廢鋼原料的加入量計算冶煉參數。本發明能夠通過按照殘余元素的含量對廢鋼原料進行分類，基于預設的約束函數，根據廢鋼原料的殘余元素含量、預設的殘余元素含量閾值計算各類廢鋼原料的加入量，獲得冶煉參數，滿足冶煉對殘余元素的成分要求，解決了全廢鋼電弧爐冶煉中殘余元素含量調控問題。

技術領域

本發明涉及電弧爐煉鋼技術領域，尤其涉及一種用于全廢鋼電弧爐冶煉的殘余元素含量調控方法。

背景技術

電弧爐煉鋼是世界主要煉鋼方法之一，以廢鋼為主要原料，具有流程短、節能環保等特點，是鋼鐵工業實現綠色制造的重要驅動力。電弧爐煉鋼不僅生產普通棒線材，也是高品質特殊鋼冶煉主要工藝。近年來，隨著經濟的發展，對高品質特殊鋼的需求增加，因此對電爐鋼產品質量的要求也日益嚴格。廢鋼經過多次循環利用，Cu、As殘余元素富集不斷增加，而殘余元素對鋼材質量有嚴重的不利影響。在電弧爐煉鋼中，殘余元素主要來源于加入的廢鋼和鐵合金，由于其氧化勢低于鐵，當前的冶煉工藝難以去除，最終完全進入鋼液，進而降低了鋼材的質量。

專利申請號20191110072.1公開了一種改善殘余元素Cu、As和Sn惡化冷軋帶鋼深沖性能的方法，通過向含有上述殘余元素的冷軋深沖鋼中加入S和Ti元素，同時調整熱軋、冷軋工藝進行配合，最終提高了冷扎帶深沖性能。該方法雖然一定程度上降低了殘余元素對于冷軋帶的危害，但其采用的方法是冶煉后處理的方式，添加了S和Ti元素降低殘余元素的影響，實際上殘余元素的含量仍然超出鋼材要求的范圍。

專利申請號ZL200910113302.9公開了電爐生產低碳鋁鎮靜冷軋用鋼中氮及殘余元素控制方法，采用電磁吸盤將直接還原鐵吸起來，裝入料罐并計量重量，然后與廢鋼一起投放入電爐中，直接還原鐵占比5～25％，從而有效降低鋼中氮元素及殘余元素含量。該方法雖然一定程度上通過直接還原鐵的加入稀釋了鋼液中殘余元素含量，但是加入還原鐵的方式不是全廢鋼冶煉方式，不符合鋼鐵工業實現綠色制造的目的。

因此電弧爐煉鋼工藝亟需尋求控制全廢鋼冶煉中殘余元素含量的方法，以降低殘余元素對鋼材性能的危害。

發明內容

本發明實施例提供了一種用于全廢鋼電弧爐冶煉的殘余元素含量調控方法，以解決電弧爐全廢鋼冶煉中殘余元素含量調控的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種用于全廢鋼電弧爐冶煉的殘余元素含量調控方法，包括：

獲取廢鋼原料的殘余元素含量。

基于所述殘余元素含量及預設的元素去除難度級別對廢鋼原料進行分類。

基于預設的約束函數計算各類廢鋼原料的加入量，其中，所述約束函數的約束參數包括各類廢鋼原料的殘余元素含量、預設的殘余元素含量上限閾值。

基于各類廢鋼原料的加入量計算冶煉參數。

在一種可能的實現方式中，所述殘余元素包括銅和砷；所述約束函數包括：

各類廢鋼原料的加入量與對應廢鋼原料中銅的含量的乘積之和小于單次冶煉的最大重量乘以銅的含量上限閾值。

各類廢鋼原料的加入量與對應廢鋼原料中砷的含量的乘積之和小于單次冶煉的最大重量乘以砷的含量上限閾值。

各類廢鋼原料的加入量之和等于單次冶煉的最大重量。

在一種可能的實現方式中，所述約束參數還包括廢鋼原料的成本、預設的總成本上限閾值和預設的總成本下限閾值。

相應的，約束函數還包括：