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转炉终点控制技术提纲1转炉炼钢的终点控制终点成分控制是指控制转炉炼钢过程的进行时间,以保证钢水温度和成分在吹炼结束时符合要求的操作技术。实质是对转炉冶炼过程的控制。具体的目标是: C-达到所冶炼钢种的要求,由吹入的氧气量决定; S、P-低于规格的下限。Cu-由兑入的铁水成分决定。 温度-保证下步工序:如炉外精炼和浇注的顺利进行; 氧化性-冶炼沸腾钢还保证钢水的氧化性。 终点控制的主要环节: 原材料准备的精料控制,即所谓的起控制 炉料和供氧量的静态控制,即吹炼过程的始态控制 吹炼过程主要冶金反应的标准轨道跟踪,即吹炼过程中的动态控制。 吹炼中间对钢水直接检测和后期修正 出钢时进行反馈计算,为最后补救措施和以后炉次的控制打下基础 作为补救措施的炉外微调控制。控制的策略是逐步逼近,即通过原料的精、准、稳保证一定精度的炉料和供氧量静态模型控制;再通过吹炼过程动态模型来提高控制的精度;最后通过中间检测和后期修正模型来达到高精度的终点目标命中率;对于少数未达到高精度终点目标命中的炉次采用微调来挽救。 首先是加强原材料的管理,实现精料方针,提高入炉原材料的质量和稳定程度,准确了解入炉的有关信息 其次测量仪表要齐全、可靠,能满足数学模型所要求的精度 然后实现操作规范化,严格按操作规程炼钢 最后采用高质量的控制模型。炼钢终点控制是转炉吹炼的重要操作: (1)作业率和节奏的影响。由于要附加调整作业而使效率降低,质量降低,并使各种原料的单耗增加;由于钢出格而影响后面的工序; (2)金属收得率影响。由于产生了不良的或废钢坯而降低成品率; (3)成本的影响。缩短炉体耐火材料、钢包和结晶器的寿命; (4)质量的影响。影响钢水的质量; (5)管理水平的影响。促进全厂的管理水平的提高。 因此,转炉炼钢的基本任务就是要进行终点控制。1.3终点控制的发展1.4终点的人工控制(2)“增碳”法 这种方法在操作上易于掌握,但在其后的增碳过程中,应着重把握两个环节:一是增碳剂的质量,二是增碳剂的收得率。在“增碳”法中,要求所用增碳剂具有很高的纯度、很低的硫含量,以免对钢水造成污染。 某些炼钢能力大于炼铁能力的企业为了用有限的铁水生产更多的钢,多吃废钢降低铁耗,往往采用“增碳”法终点控制。欧洲大多数钢厂都把终点含碳量控制在0.07%左右,然后在钢包内用石油焦增碳操作来冶炼中高碳钢。一般而言,“拉碳”法具有终点钢水氧含量和终渣(FeO)较低、终点钢中含锰量较高、氧气消耗较少等优点;“增碳”法省去倒炉、取样及随后的补吹时间,因而具有生产率高、终渣(FeO)高、化渣好、脱磷率高、热收入较多以及有利于增加废钢用量等特点。1.5终点的自动控制厂家国内概况 长期以来,国内一直推动转炉终点控制技术的进步,一方面采用厂—校(院、所)合作的方式进行相关技术的开发应用,另一方面引进国外先进技术和设备。但总体来看,除少数企业的一些大型转炉外,国内在转炉终点控制方面与国外差距仍很大。如与日本钢厂相比,我国多数转炉主要差距表现为出钢温度高、钢中[O]高和渣中(TFe)高,严重影响转炉的脱磷效果,也使脱氧剂消耗增大。无论是在洁净钢或高品质钢生产方面,还是在连铸连轧生产工艺要求钢水质量稳定方面,均已越来越不能满足后续工序及市场的要求。提高炼钢终点的控制精度和命中率,已成为当前国内炼钢生产中亟待解决的技术问题。1.5.1副枪测定控制法副枪测量的转炉终点控制系统1.5.2气相(质谱仪)定碳判定终碳法炉气分析系统三部分组成 1)、气体取样部分: 主要有取样探头、输送管道和冷却除尘设备组成,为分析仪提供气体。 2)、气体分析仪 完成炉气成分的分析工作,应用于转炉炉气分析的单指标分析仪器主要有红外分析仪和激光气体分析仪,其分析的主要成分为C0,CO2和02等; 多指标分析仪器则主要为气相色谱仪和质谱仪,其分析的主要成分为Co,CO2,O2,N2.HZ,Ar和He等。 3)、控制计算机 接收炉气成分和流量数据,有相应模型进行计算并输出预报和控制信息。红外分析仪激光分析仪气相色谱仪质谱仪控制 方式2数学模型在转炉终点控制中的应用2.1.1静态控制的种类 1)理论模型 2)统计模型 3)增量模型渣量的计算模型脱磷计算模型渣中全铁含量的计算模型物料平衡和热量平衡2.1.3增量模型的建立静态模型中的氧耗量增量方程可以用下式表示: 静态模型中的废钢用量增量方程可表示为:变量名称、表示符号与单位 2.1.4神经网络模型2.1.5统计模型2.2.1动态控制的设计思想转炉静态模型控制和动态控制比较 转炉炼钢过程温度控制目的: 首先,保证吹炼中的反应要按标准情况进行,因为熔池钢-渣之间的一切反应都显著地随温度而异; 其次,保证连铸时的浇铸温度适当。浇铸温度适当与否对钢坯的质量影响很大,与钢坯的裂纹、表面气泡、结晶形成、缩孔