[发明专利]一种确定RH精炼过程中合金加入量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金过程的生产与控制领域，特别涉及一种RH精炼过程中确定合金加入量的方法。

背景技术

RH精炼工艺是众多炉外精炼法中最重要的一种，具有处理周期短、生产能力大、精炼效果好、容易操作等一系列优点，在炼钢生产中获得了广泛应用，目前RH的主要功能已经由原来单一的脱气设备转变为包含真空脱碳、吹氧脱碳、喷粉脱硫、温度补偿、均匀温度和成分等多功能炉外精炼设备，在生产超低碳钢方面表现出了显著的优越性。

随着用户对钢材的质量、品种与性能的要求越来越高，对RH精炼处理过程钢水成分的控制精度也提出了更高的要求，而RH精炼处理工艺过程非常复杂，影响钢水成分的因素较多，这更增加了钢水成分精确控制的难度。

在目前RH精炼的实际生产过程中，操作人员往往根据操作经验，采取比较保守、稳妥的合金化控制方法。具体而言，在确定加入合金的种类和数量时，基本上仅考虑合金化后钢水成分所要达到的目标值，采用经验判断及经验计算的方法，不仅忽略合金投入成本的优化问题，而且经验计算的结果难免出现偏差，难以保证控制精度。在过程控制策略上，一般先进行粗调，在RH脱碳期间加入价格较便宜的合金，将钢水成分的实际值控制在一个与目标值偏差较大的范围内，再根据提取钢水试样的化学分析结果和操作人员的经验再次加入合金对钢水成分进行微调，使最终的钢水成分比较接近目标值。

由上可见，目前采用的RH精炼合金化控制方法更多的是依靠操作人员的经验，而且没有从降低合金成本的角度优化粗调和微调时不同合金的加入量，既增加了炼钢成本，又难以保证控制精度。

发明“一种RH精炼过程中的合金化控制方法”(专利号ZL 200410024741.X)中介绍了一种RH精炼过程中合金加入量的计算方法，其采用的是线性规划算法，以投入合金的总成本为目标函数，以合金元素、杂质元素投入量为约束条件，通过优化合金投入顺序保证合金收得率的稳定，但对于高氧化性条件下投入的合金并未给出合金收得率的详细的计算方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种确定RH精炼过程中合金加入量的方法，尤其给出了一种计算合金收得率的方法，其具有降低RH精炼处理合金投入总成本和提高钢水成分控制精度的优点。

一种确定RH精炼过程中合金加入量的方法，包括以下步骤：

1)确定钢水温度及钢液中游离氧浓度；

2)计算作为RH精炼过程中升温剂的合金用量；

3)根据钢水中各合金元素的初始值、目标值和合金中目标元素的含量计算每种合金的加入量。

比较好的是，在上述确定RH精炼过程中合金加入量的方法中，作为升温剂的合金为铝。

比较好的是，在上述确定RH精炼过程中合金加入量的方法中，所涉及的合金包括脱氧合金和非脱氧合金两种。

比较好的是，在上述确定RH精炼过程中合金加入量的方法中，在步骤(2)、(3)中采用自学习方法确定RH精炼过程中的合金用量。

本发明所阐述的一种确定RH精炼过程中合金加入量的方法，采用自学习方法计算合金收得率，不仅降低了合金投入成本，还提高了合金化后钢水成分的控制精度。

具体实施方式

本发明是一种确定RH精炼过程中合金加入量的方法，包括以下步骤：

1)确定钢水温度及钢液中游离氧浓度；

2)计算作为RH精炼过程中升温剂的合金用量；

3)根据钢水中各合金元素的初始值、目标值和合金中目标元素的含量计算每种合金的加入量。

在步骤1中，通过直接测量或根据理论模型或经验公式得到钢水温度和钢水游离氧浓度，此为RH精炼生产过程中的常规技术。

随后进入步骤2，根据步骤1确定的钢水温度和钢水游离氧浓度计算用作升温剂的合金元素耗用量。

在RH精炼处理过程中，由于钢水的循环流动，从而以传导、对流和辐射的形式向外界传递热量，使钢水温度降低，如不进行升温处理，很难在RH处理结束后达到需要的目标温度。目前基本上都是通过钢水中的铝和氧反应，释放出大量热量，从而使钢液升温，铝和氧的化学反应方程式如下所示：