【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及冶金，尤其涉及一種煉鋼精煉過程中精煉渣成分的控制方法及系統。
技術介紹
1、鋼鐵冶金的煉鋼精煉過程是決定鋼鐵產品質量的重要環節，期間涉及眾多的操作工藝。煉鋼通常在轉爐中進行，煉鋼結束后，需要將鋼液從轉爐中轉移到鋼包容器中，這一過程稱為轉爐出鋼。因為煉鋼是一個往鋼液中吹入氧氣進行脫碳的過程，導致鋼液中殘留過多的氧氣，而且轉爐渣具有較大的氧化性，即feo和mno含量較高，不能直接作為精煉渣使用，所以在轉爐出鋼過程需要向鋼液中加入控氧劑以降低鋼液中氧的含量，同時加入大量造渣劑和改質劑等渣料制造新的精煉渣。常用的控氧劑有鋁塊、硅鐵等，常用的渣料有預熔渣、石灰、螢石等。
2、煉鋼精煉過程因為原始鐵水成分、轉爐吹煉時間等因素不可能保證每一爐轉爐終點出鋼時鋼水成分完全一樣，此外，不同鋼種的目標成分也有所不同，這些因素決定了向鋼液中加入的合金和渣料用量也必然不同。傳統方法往往采用固定渣成分，即所有鋼種采用同一個精煉渣系成分，在轉爐出鋼過程中固定渣量和合金用量，通過在精煉過程多次少量補料的方式來逐漸調整精煉渣成分使其達到目標成分，每次加料都需要時間熔化和混勻，延長了精煉時間，減低了效率。因此，傳統方法具有加料周期長、精煉效率低、精煉渣成分波動大、原料能源消耗大的不足和弊端。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提出了一種煉鋼精煉過程中精煉渣成分的控制方法及系統，實現轉爐出鋼過程一次性加入渣料，命中精煉渣目標成分，簡化了生產的操作工藝，提高了冶煉的生產效率。>
2、一方面，為實現上述目的，本專利技術提供了一種煉鋼精煉過程中精煉渣成分的控制方法，包括：
3、確定冶煉鋼種的目標成分，并計算鋼種中穩定存在的夾雜物種類；
4、根據所述目標成分和所述夾雜物種類，確定精煉渣目標成分，進而獲得精煉渣的物性參數；
5、結合精煉渣的物性參數，確定精煉渣的總質量。
6、優選地，計算所述鋼種中穩定存在的夾雜物種類的過程為：
7、通過所述冶煉鋼種中的目標成分，獲得鋼-夾雜物界面平衡濃度，并分別對所述鋼-夾雜物界面平衡濃度和時間進行求導計算，獲得夾雜物種類；
8、其中，當計算時間達到預設值時，夾雜物成分不再發生明顯變化，即獲取所述穩定存在的夾雜物種類。
9、優選地，所述鋼-夾雜物界面平衡濃度為：
10、
11、
12、式中，[m]*和[o]*為組元m和氧元素在鋼液邊界層的濃度，wt％；[m]b為組元m在鋼液中的濃度，wt％；為渣相組元的濃度，wt％；vm和vo分別為組元m和氧元素的化學計量數；fm為定義常數；em為表觀平衡常數；ρslag(inc)為渣相密度，kg/m3；ρsteel為鋼液密度，kg/m3；k為傳質系數，m/s；m為摩爾質量，kg/mol；km為組元m的傳質系數，m/s；mm為組元m的摩爾質量，kg/mol。
13、優選地，確定精煉渣目標成分的過程為：
14、根據所述夾雜物種類的成分，設定所述精煉渣的成分及堿度，獲得所述精煉渣的目標成分，并通過計算獲得所述精煉渣的物性參數；
15、其中，所述精煉渣的物性參數包括密度、黏度、控硫指數、精煉渣溶解夾雜物能力以及精煉渣溶解夾雜物的速率。
16、優選地，確定所述精煉渣的總質量的過程為：
17、結合控氧、控氮和控硫需求，固定螢石與預熔渣的加入量，然后確定鋁塊的加入量與石灰的用量，核算渣量是否滿足要求，若不滿足要求則使用石灰和預熔渣補齊；
18、其中所述鋁塊的加入量為鋼中合金元素鋁的加入量、脫氧用鋁的加入量、渣改制用鋁的加入量、二次氧化消耗鋁的加入量之和。
19、另一方面，為實現上述目的，本專利技術還提供一種煉鋼精煉過程中精煉渣成分的控制系統，包括：
20、成分確定模塊：用于通過冶煉鋼種的目標成分，計算鋼種中穩定存在的夾雜物種類；
21、精煉渣物性參數確定模塊：用于根據所述目標成分和所述夾雜物種類，確定精煉渣目標成分，進而獲得精煉渣的物性參數；
22、精煉渣總質量輸出模塊：用于結合所述精煉渣的物性參數，確定精煉渣的總質量。
23、優選地，所述成分確定模塊包括夾雜物種類確定單元，所述夾雜物種類確定單元用于通過所述冶煉鋼種中的目標成分，獲得鋼-夾雜物界面平衡濃度，并分別對所述鋼-夾雜物界面平衡濃度和時間進行求導計算，獲得夾雜物種類；
24、當計算時間達到預設值時，夾雜物成分不再發生明顯變化，即獲取所述穩定存在的夾雜物種類。
25、優選地，所述精煉渣物性參數確定模塊用于根據夾雜物種類的成分，設定所述精煉渣的成分及堿度，獲得所述精煉渣的目標成分，并通過計算獲得所述精煉渣的物性參數；
26、其中，所述精煉渣的物性參數包括密度、黏度、控硫指數、精煉渣溶解夾雜物能力以及精煉渣溶解夾雜物的速率。
27、優選地，所述精煉渣總質量輸出模塊通過結合控氧、控氮和控硫需求，固定螢石與預熔渣的加入量，然后確定鋁塊的加入量與石灰的用量，核算渣量是否滿足要求，若不滿足要求則使用石灰和預熔渣補齊；
28、其中，所述鋁塊的加入量為鋼中合金元素鋁的加入量、脫氧用鋁的加入量、渣改制用鋁的加入量、二次氧化消耗鋁的加入量之和。
29、本專利技術還提供一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序以實現所述控制方法的步驟。
30、與現有技術相比，本專利技術具有如下優點和技術效果：
31、(1)本專利技術基于鋼液中存在的穩定夾雜物來確定精煉渣系目標成分，同時考慮鋼業和精煉渣之間的反應性，能夠充分發揮精煉渣吸附去除夾雜物、控硫等作用；
32、(2)本專利技術通過考慮精煉過程是否存在控硫、控氧、控氮需求，實時調整精煉渣的總質量，能夠有效利用精煉渣的冶金效果，減少原料消耗；
33、(3)本專利技術改變轉爐出鋼過程渣料和合金固定加入量的現狀，通過冶煉工況針對每一爐計算轉爐出鋼過程的合金和渣料加入量，減少了精煉過程加入物料微調鋼、渣成分的次數和電極通電次數，能夠提高精煉效率和精煉渣終點命中率，減少能源消耗。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種煉鋼精煉過程中精煉渣成分的控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，計算所述鋼種中穩定存在的夾雜物種類的過程為：
3.根據權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述鋼-夾雜物界面平衡濃度為：
4.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，確定精煉渣目標成分的過程為：
5.根據權利要求4所述的控制方法，其特征在于，確定所述精煉渣的總質量的過程為：
6.一種煉鋼精煉過程中精煉渣成分的控制系統，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述成分確定模塊包括夾雜物種類確定單元，所述夾雜物種類確定單元用于通過所述冶煉鋼種中的目標成分，獲得鋼-夾雜物界面平衡濃度，并分別對所述鋼-夾雜物界面平衡濃度和時間進行求導計算，獲得夾雜物種類；
8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述精煉渣物性參數確定模塊用于根據夾雜物種類的成分，設定所述精煉渣的成分及堿度，獲得所述精煉渣的目標成分，并通過計算獲得所述精煉渣的物性參數；
9.根據權利要求6所
10.一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序以實現權利要求1-5任一項所述控制方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種煉鋼精煉過程中精煉渣成分的控制方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，計算所述鋼種中穩定存在的夾雜物種類的過程為：
3.根據權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述鋼-夾雜物界面平衡濃度為：
4.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，確定精煉渣目標成分的過程為：
5.根據權利要求4所述的控制方法，其特征在于，確定所述精煉渣的總質量的過程為：
6.一種煉鋼精煉過程中精煉渣成分的控制系統，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述成分確定模塊包括夾雜物種類確定單元，所述夾雜物種類確定單元用于通過所述冶煉鋼種中的目標成分，獲得鋼-夾雜物界...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張立峰，單慶林，王舉金，石曉偉，張賀君，任英，潘宏偉，郭斌，姜仁波，楊錦濤，石彪，路博勛，王彬，
申請(專利權)人：唐山鋼鐵集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。