一种转炉炼钢冶炼后期碳含量预报方法.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CN110991089A(43)申请公布日2020.04.10(21)申请号201911363776.9(22)申请日2019.12.26(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人刘青林文辉孙建坤周凯啸(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06F111/10(2020.01)权利要求书3页说明书9页附图1页(54)发明名称一种转炉炼钢冶炼后期碳含量预报方法(57)摘要本发明提供了一种转炉炼钢冶炼后期碳含量预报方法，具体涉及钢铁冶金技术领域，该方法是在指数衰减模型的基础上进行了改进，引入了“历史脱碳曲线”、“参考脱碳曲线”、“计算脱碳曲线”的概念，不仅有效发挥了历史炉次脱碳曲线的参考价值，还充分利用了当前炉次实际脱碳曲线的特征，从而提出了一种具有更好适应性和更高准确率的冶炼后期碳含量预报的改进指数模型。CN110991089ACN110991089A权利要求书1/3页1.一种转炉炼钢冶炼后期碳含量预报方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：S1：利用采集到的历史炉次冶炼后期的脱碳氧效率和碳含量实测数据，通过指数拟合得到冶炼后期“历史脱碳曲线”及其特征参数；S2：使用当前炉次冶炼中期的最大脱碳氧效率值对“历史脱碳曲线”的相应参数进行替换，得到当前炉次的冶炼后期“参考脱碳曲线”；S3：采用多点校正的方法，根据当前炉次冶炼至各等距离校正点时的实际脱碳量与“参考脱碳曲线”相应脱碳量的偏差值，对熔池碳含量及脱碳曲线参数进行计算与校正，进而得到“计算脱碳曲线”，并在每次计算后同步更新“计算脱碳曲线”和“参考脱碳曲线”；S4：通过逐次迭代计算实现对“计算脱碳曲线”的校正及对冶炼后期转炉熔池碳含量的精准预报。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1-S3中“历史脱碳曲线”、“参考脱碳曲线”和“计算脱碳曲线”，均采用指数公式表示，具体如式(2-1)和式(2-2)所示：式(2-1)和式(2-2)中，R表示实时的脱碳氧效率，单位：kg/m3；α表示炉次的最大脱碳氧3效率，单位：kg/m；C表示转炉熔池的实时碳含量，单位：％；C0表示转炉熔池的极限碳含量，单位：％；β、γ为与脱碳氧效率相关的系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S1中得到“历史脱碳曲线”的具体步骤如下：S11：通过实测方式采集部分历史炉次冶炼后期的脱碳氧效率R及其对应的熔池碳含量实测值C；S12：以指数函数式(2-1)为拟合函数，对上述采集到的历史炉次数据进行拟合，得到α、β、γ的拟合值αi、βi、γi，然后通过式(2-2)计算得到C0的值；S13：将拟合得到的αi、βi、γi值代入式(2-1)中，得到一条以熔池C含量为横坐标以脱碳氧效率R为纵坐标的“历史脱碳曲线”，如式(3-1)所示，该“历史脱碳曲线”通过极限脱碳点(C0，0)；4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S2中得到当前炉次冶炼后期“参考脱碳曲线”的具体步骤如下：S21：取当前炉次冶炼中期脱碳氧效率的最大值作为当前炉次的最大脱碳氧效率αj，当前炉次冶炼中期为脱碳高峰期；S22：将αj代入式(3-1)中并替换αi，即得到当前炉冶炼后期的“参考脱碳曲线”，如式(4-1)所示：5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S3中得到当前炉次冶炼后期“计算脱碳曲线”的具体步骤如下：S311：冶炼后期R值呈持续下降趋势，当R值降低至0.95αj时，作为校正起始点，所述校正2CN110991089A权利要求书2/3页起始点为第1校正点；当R值降低至0.70αj、0.45αj、...(1.2-0.25n)αj时，分别作为第2、3、...、n校正点，各校正点之间的距离ΔR相等，如式(5-1)所示：ΔR＝R1-R2＝R2-R3＝...＝R(n-1)-Rn(5-1)S312：将R1＝0.95αj，R2＝0.70αj分别代入式(4-1)，求解得到C1、C2，则“参考脱碳曲线”脱碳量为(C1-C2)；S313：使用转炉实际冶炼时R值由R1降低至R2过程中转炉烟气CO、CO2成分和烟气流量等实时检测数据，计算得到实际脱碳量如式(5-2)所示：3式中，t1、t2分别为R值到达第1、2校正点的时刻；Qoffgas为转炉烟气流量，单位：m/s；为烟气中CO和CO2的体积分数之和，单位：％；Wsteel为转炉熔池钢液重量，单位：t；S314：根据已知的(C1-C2)、βi、γi、C0，通过式(5-3)、(5-4)计算得到γj、βj，如下所示：进而得到“计算脱碳曲线”，如式(5-5)所示：6.根据权利要求5所述的方法，