一种转炉冶炼过程中顶吹氧枪供氧工艺的自动控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114410877A(43)申请公布日2022.04.29(21)申请号202111656511.5(22)申请日2021.12.30(71)申请人钢铁研究总院地址100081北京市海淀区学院南路76号(72)发明人王杰杨利彬杨勇赵进宣汪成义戴雨翔蔡伟(74)专利代理机构北京天达知识产权代理事务所(普通合伙)11386代理人岳渊渊(51)Int.Cl.C21C5/32(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种转炉冶炼过程中顶吹氧枪供氧工艺的自动控制方法(57)摘要本发明公开了一种转炉冶炼过程中顶吹氧枪供氧工艺的自动控制方法，属于钢铁冶金技术领域，解决了现有方法不能根据炉内化渣等情况真正实现过程中枪位的自动、灵活、及时控制的问题。自动控制方法包括：选定自动控制时域后，根据转炉冶炼过程中氧分配行为的瞬时解析，判定渣中氧累积行为，进而判定渣中铁的氧化物的质量分数XFeOx，比较XFeOx与理论渣中铁的氧化物的质量分数XFeOx’的大小关系，进而调整顶吹氧枪的枪位。本发明的自动控制方法通过枪位调整与冶炼过程化渣的有效结合，能够实现冶炼过程熔池的平稳控制。CN114410877ACN114410877A权利要求书1/2页1.一种转炉冶炼过程中顶吹氧枪供氧工艺的自动控制方法，其特征在于，包括：选定自动控制时域后，根据转炉冶炼过程中氧分配行为的瞬时解析，判定渣中氧累积行为，进而判定渣中铁的氧化物的质量分数XFeOx，比较XFeOx与理论渣中铁的氧化物的质量分数XFeOx’的大小关系，进而调整顶吹氧枪的枪位。2.根据权利要求1所述的自动控制方法，其特征在于，所述自动控制方法包括：S1、转炉冶炼开始，根据铁水成分与冶炼终点钢水成分要求，自动计算吹氧总量；S2、降氧枪，吹氧开始，同时开始监测烟气中CO含量与吹氧时间，根据烟气中CO含量与吹氧时间进行自动控制时域判定，当烟气中CO含量与吹氧时间达到自动控制时域的起始判定值，即开始进行枪位的自动控制；S3、进入自动控制时域后，根据转炉冶炼过程中氧分配行为的瞬时解析，判定渣中氧的积累量Qi‑FeO；进而得到渣中累积氧生成的FeOx量WFeOx；S4、结合造渣料的成渣行为，计算渣中铁的氧化物的质量分数XFeOx；S5、根据XFeOx与XFeOx’的大小关系，调整顶吹氧枪的枪位；调整原则为：当XFeOx小于XFeOx’，则提高顶吹氧枪的枪位至XFeOx≈XFeOx’；当XFeOx大于XFeOx’，则降低顶吹氧枪的枪位至XFeOx≈XFeOx’。3.根据权利要求2所述的自动控制方法，其特征在于，所述S2中，自动控制时域主要指包括硅、锰的元素氧化反应结束后的以碳‑氧、氧‑铁反应为主的熔池主反应阶段。4.根据权利要求2所述的自动控制方法，其特征在于，所述S2中，当铁水中硅的质量百分含量小于0.2％，吹氧时间0～2min且烟气中CO的体积百分含量为20～30％，即判定进入自动控制时域起始；当铁水中硅的质量百分含量为0.2％～0.6％，吹氧时间2～4min且CO的体积百分含量为10％～20％，即判定进入自动控制时域起始；当铁水硅的质量百分含量大于0.6％，吹氧时间4～6min且CO的体积百分含量为4％～10％，即判定进入自动控制时域起始。5.根据权利要求2所述的自动控制方法，其特征在于，所述S3中，瞬时解析包括：渣中瞬时氧量qi‑FeO符合下述式(1)：qi‑FeOx＝qO2‑qi‑co(1)其中，qO2为瞬时供氧量，qi‑co为碳氧化反应耗氧量，qi‑FeOx＞0判定为渣中氧瞬时积累，qi‑FeOx＜0判定为渣中氧瞬时降低。6.根据权利要求5所述的自动控制方法，其特征在于，所述S3中，t时间内的渣中氧的积累量Qi‑FeO符合下述式(2)：其中，Qi‑FeOx为t时间内的渣中氧的积累量，QO2为t时间内的供氧量，QI为包括硅、锰、磷在内的铁水元素的氧化耗氧量。7.根据权利要求6所述的自动控制方法，其特征在于，所述S4中，W＝∑(λxSx)+∑WI+WFeOx+w,2CN114410877A权利要求书2/2页其中，W为炉渣总量，Sx为造渣料x的加入量，λx为造渣料I的成渣效率，WI为包括硅、锰、磷等在内的铁水元素的成渣量，WFeOx为渣中累积氧生成的FeOx量,w为留渣、炉衬剥落等行为增加的渣量；其中，WFeOx＝3.3～4.5Qi‑FeOx；XFeOx＝WFeOx/W。8.根据权利要求2所述的自动控制方法，其特征在于，所述S5中，XFeOx≈XFeOx’判定原则为：令k＝(XFeOx’‑XFeOx)/XFeOx’×100％，若k值在‑10％～10％，则判定XFeOx≈XFeOx’；XFeOx≈XFeOx’时，保持