钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102766728A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102766728A(43)申请公布日2012.11.07(21)申请号201210209268.7(22)申请日2012.06.25(71)申请人攀钢集团研究院有限公司地址611731四川省成都市高新区(西区)天朗路1号申请人东北大学(72)发明人陈永朱苗勇祭程曾建华孙维松王世豪陈亮张敏(74)专利代理机构北京铭硕知识产权代理有限公司11286代理人谭昌驰(51)Int.Cl.C21C7/064(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书88页页附图附图44页(54)发明名称钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的方法及装置(57)摘要本发明提供了一种钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的方法及装置。本发明在机理模型的基础上，在线跟踪LF生产过程中的电加热、底吹氩、渣料及合金加入等操作状态，考虑各操作条件的改变而造成的模型输入参数的改变进而影响到模型控制参数的改变，并且充分考虑到对控制参数影响较大的一些因素在精炼过程中的变化，在每一个计算周期的计算中对模型控制参数进行更新，最终建立LF精炼过程的在线动态脱硫模型，确保最终钢水硫含量预测的合理性和准确性，能够为现场生产提供指导。CN102768ACN102766728A权利要求书1/1页1.一种钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的方法，所述方法通过式(a)：计算钢水中的硫含量[％S]，其特征在于，其中，Ls通过式(b)得出，式(b)为：其中，T0为初始温度；[％C]、[％Si]、[％Mn]、[％P]、[％S]为钢水中C、Si、Mn、P、S的含量；ω[Al]0为钢水初始酸溶铝量；t1为电加热时间；t2为非加热阶段的时间；t为总处理时间；其中，J通过求解式(c)、式(d)、式(e)得出，式(c)为：式(d)为：式(e)为：T＝T0+(57.02469-0.03492T0)·t1-0.93·t2，其中，W为钢包精炼炉中的钢水量，H为对应钢水量W的钢包精炼炉中的熔池深度，Q为钢包精炼过程中的底吹氩流量。2.一种钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的装置，其特征在于，所述装置包括彼此连接的数据管理与跟踪模块、模型输入量获取模块、信息交互模块和主计算模块，其中，所述数据管理与跟踪模块用于记录来钢信息和冶炼要求，并记录初始取样测温结果、渣层厚度；所述模型输入量获取模块用于获取主计算模块需要的参数信息；所述信息交互模块用于实现同L2过程跟踪系统的实时交互，从而获取生产过程状态、实时参数、加料的信息并对模型输入量获取模块中的相应参数信息进行更新；所述主计算模块根据获得的参数信息及其更新对计算钢水中的硫含量进行实时预测。3.根据权利要求2所述的钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的装置，其特征在于，所述装置根据如权利要求1所述的方法来实时预测硫含量。2CN102766728A说明书1/8页钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的方法及装置技术领域[0001]本发明涉及钢铁冶金精炼技术领域，更具体地讲，涉及一种钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量预报的方法及其装置。背景技术[0002]在钢铁冶炼中对于大多数钢种而言，硫在钢中是一种有害元素。硫元素会造成钢的热脆、降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹，硫也不利于钢的焊接性能。钢包精炼炉(即，LF炉)是钢铁生产中的重要环节，由于其采用白渣精炼以及创造的良好的炉内还原性气氛，加上精炼过程中良好的氩气搅拌，为钢水的脱硫提供了良好的热力学和动力学条件。在脱硫条件良好的情况下，LF炉的脱硫率可达到70％～80％。[0003]建立LF炉精炼过程的脱硫模型，准确预报钢水硫含量，对生产合格的(超)低硫钢、提高钢材性能和质量以及提高炼钢过程的自动化水平、降低劳动强度、成产初步等具有重要的意义。[0004]目前纵观国内外对钢包脱硫模型的研究与开发，可以发现目前所建立的钢水硫含量预报模型主要是基于脱硫机理反应的机理模型。通过分析钢包炉精炼过程中脱硫反应的机理建立能够反应脱硫过程的数学模型，然后计算出模型的各个参数最后进行计算预报。例如文献“ModellingPyrometallurgicalKinetics：LadleDesulphurization”(《SouthAfricanJournalofScience》1999年，95卷第9期第377～380页，PistoriusPC等)认为硫在钢液中的传质为限制性环节，用脱硫反应的双膜理论建立脱硫动力学模型，其中传质系数根据经验公式求得，认为硫的分配比Lslm是一个定值，根据以热力学平衡为基础的经验公式计算求得。文献“LF精炼过程中硫分配比和脱硫动力学方程研究”(《金属学报》2001年，37(10)：1014～1