转炉终点控制技术及应用.pdf

第27卷第5期山东冶金T52.27,U5.5
2005年10月1P3HQ5HR9:4322S;R8V<45W:;2005

·专论与综述·
89:;<=>?@AB

王茂华,惠志刚,施雄梁
(马鞍山钢铁股份公司,安徽马鞍山243000)

!":简要介绍了转炉吹炼终点控制数学模型及终点控制技术的研发历程,评述了副枪测定法、成分测算法和气相定碳
法等终点控制方法,以及常规拉碳、增碳操作方法。指出发达国家的转炉有逐步采用烟气分析技术代替副枪控制转炉终点碳
的趋势,烟气分析技术也是国内中小转炉实现终点控制的首选方法。
#$%:转炉;终点控制;副枪;质谱仪;烟气分析技术
&’()*:TF703.8!+,-./:A!+01*:1004_4620(2005)05_0004_04

国外部分转炉吹炼控制数模的基本状况见表1)
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王茂华,马钢技术中心
教授、高工,世界发明类型原理特点及效果开发者

家协会会员,享受政府采用热平衡、物料平衡数模,计算吹炼装入量、
特殊津贴)从事钢铁冶静态供氧量,控制终点温度)因炉子内部形态变化,12345678等
存在较大的误差)许多地方仍采用这类数模)
金、冶金自动化及传感
技术等方面的开发研采用钢水温度、碳量数模,对废气成分、流量及

插入式热电偶测温结果进行计算,调整枪位进
"
!!!!!!!"
!!!!!!!!究工作)动态9:8:;<等
行控制)废气分析、热电偶测量精度决定其控
制精度)
炼钢终点控制是转炉吹炼末期的重要操作因采用综合反应模型和副枪终点控制模型,直接
,腾井清治、
动态测量熔池成分和温度,控制精度与上述相比提
在吹炼过程中总是尽可能提前将磷、硫去除到终点池内祥晴等
高20=)
所要求的范围,故转炉的终点控制主要内容为终碳采用炉内脱碳反应及碳、硅随吹炼过程变化的
数模增加石灰渣化烟气组成流量温度及
控制和钢水温度控制),、、、
动态钢水温度等的计算,并考虑锰、磷的气化反应、鞭严等
伴随着现代炼钢技术的发展终点控制技术大
,渣*金属间反应和石灰渣化速度,全面反映转
致经历静态、动态和闭环控制三个发展阶段)静态控炉炼钢机理
对鞭严等人的模型加以变化根据实测的转炉
制阶段的主要特征是以碳含量温度控制为主实现,
、,成分和流量,进行实际吹炼过程的动态控制,
终点的基本命中;动态控制阶段的主要特征是在吹动态取得终点>?@+>A@和温度预报精度分别为高轮武志等
B0.050C、D0.010E和F20G的效果,指导吹
炼后期检查熔池碳含量、温度,对静态模型进行动态
炼操作,降低后吹率)
校正,实现终点的精确命中;闭环控制的主要特征是采用顶底复吹终点钢水成分预测统计模型,利
用副枪测温定碳,>A@、>1@、>9H@预测精度分别
在静态、动态控制的基础上,实施在线检测和控制喷动态斋腾忠等
为I0.015J,K0.00LM和N0.008O,实现快速
溅全面预报终点实现全自动控制
,?、1、A,)出钢)
采用综合脱碳复吹转炉终点控制数模,根据原
"转炉吹炼数模简介料条件、终点成分(>?@、>A@)和温度的目标化,
动态计算吹炼所需的氧量和冷却剂加入量,对吹炼高轮武志等
为获取稳定的吹炼操作和命中钢水成分和温终点进行控制)降低后吹率、吹炼时间及耐火
材料消耗
度,20世纪60年代就开始了在转炉吹炼中采用计)
采用氧、碳质量平衡复吹控制模型,根据烟气
算机技术的开发研究工作并使得吹炼数模在实际
,动态测定结果,连续预测熔池温度、渣中(TF:)和钢福味纯一等
应用中逐步成为可能)中溶解氧并预报喷溅发生)
根据数模建立方法的不同,可将其分为理论模#转炉终点控制
型、统计模型和经验模型三类;按数模所描述变量在
转炉吹炼终点控制,可分为自动控制和经验控
吹炼过程中的状态不同,数模又可分为静态模型和
制两大类(见图1))自20世纪60年代开始,国外逐
动态模型两种)实际应用中,往往根据不同类型的特
步采用计算机对转炉吹炼进行控制,70年代从静态
点,采用理论模型与统计(或经验)模型相结合的方
控制向动态控制发展)国内除一些大型企业的少数
式建立模型(亦称其为,半经验模型-))并在逐步改
转炉采用动态控制外,大多数转炉的装备、控制水平
进完善的前提下,由静态向动态不断演化发展)
还较低,处于经验控制向自动控制的过渡阶段)

2345:2004_10_08;6745:2005_04_22#$"%!!!:;LMN<=OP
4
王茂华等转炉终点控制技术及应用2BB/年第/期

[’](法
终点成分测算系统
自动)*法
副枪终点控制系统输出
副枪测定控制系统
控制氧气量
终动态模型控制
红外分析法冷却剂量
点气相定碳分析系统
控质谱仪法反馈计算模型估计[3