[发明专利]基于复吹转炉熔池特征的烟道风机联动煤气回收方法

说明书

技术领域

本发明属于转炉炼钢煤气回收技术领域，特别涉及一种基于复吹转炉熔池特征的烟道风机联动煤气回收方法，通过对转炉设备工艺参数下的熔池脱碳速率的在线预测，估算转炉吹炼全过程的瞬时烟气发生量、烟气量变化规律，结合烟气管道长度、烟气流速及阻力等因素导致的转炉炉口压力变化的滞后现象，并指导风机转速调节抽风量，使得转炉炉口处始终处于合理的微正压控制精度，防止炉口大量吸入空气或抽力不足导致的烟气外溢，确保烟道内烟气空气燃烧系数趋近零，提高煤气的回收量和热值。

背景技术

复吹转炉炼钢过程与煤气回收是相互协同的高温多相的冶金过程。受熔池运动、元素浓度的影响脱碳速率呈现“低-高-低”的非线性变化特点，低脱碳速率期的过剩氧气、抽入空气与炉气中CO反应降低了煤气回收量和热值。现有技术对转炉熔池碳含量的预报多为静态模型或终点预报，以炉口安装压差计实现转炉空气抽入量的控制。在正常生产条件下，很多转炉烟道风机转速多为恒速并未与熔池脱碳速率和烟气发生量动态匹配，难以实现煤气回收量和热值的提高。

中国专利《一种转炉煤气回收的方法》(申请号02154179.5)公开了一种转炉煤气回收的方法，其解决采取引风机恒速或炉口采用微负压控制的方式使烟气燃烧过剩系数α未得到有效控制，使煤气中的CO气体燃烧后体积成倍增大、烟尘氧化后粒度细微较难净化，所回收的煤气单位发热值低，回收量少等问题。技术措施为：当开始对转炉进行吹氧冶炼时，首先将裙罩与转炉炉口进行密闭接触，并同时控制风机转速在额定转速的78～82％范围内运行，在此转速下运行1.5～2.5分钟；然后提升风机转速到额定值，即到达最大转速:在转炉吹氧结束前1.5～2.5分钟时，降低风机转速到额定转速的78～82％范围内运行，同时将裙罩提升到最高点；吹氧结束后，进一步降低风机转速到额定转速的58～62％内运行。

中国专利《一种连续预测转炉熔池碳含量的方法》(申请号2009100106 72.X)公开了一种连续预测转炉熔池碳含量的方法，主要包括数据采集、原料控制、操作控制、工艺过程；数据采集中利用炉气流量计对炉气流量进行检测，所有检测信息通过数据通讯系统传输至计算机，经以下两个数学模型w(C)＝0.1×(∑C_ori-∑C_de)/W_m(1)，进行分析计算；原料控制中，废钢比为8％～13％，轻型废钢与重型废钢的重量百分比控制在14～70％；操作控制中，在吹炼结束前的2～3分钟内保持固定枪位、固定烟罩；工艺过程中，当吹氧量占总吹氧量的比值小于或等于75％时，熔池中碳含量满足公式(1)，当吹氧量占总吹氧量的比值大于75％时，熔池中碳含量满足公式(2)。本发明通过数学模型与工艺控制过程相结合，实现连续预测转炉熔池碳含量的目的。

中国专利《一种转炉冶炼在线预测高碳钢碳含量方法》(申请号201310399078.0)公开了一种基于炉气分析技术的动态控制模型，可实时得到熔池中高碳环境下快速脱碳期碳含量的信息，可做到高碳钢吹炼一次拉碳90％以上的命中率，大幅度地降低补吹率。

以上转炉熔池碳含量预测及煤气回收的技术特征均未实现烟道风机抽风量与炉内反应同步联动，尤其是其熔池碳含量的预测是基于炉气参数而前推，属于因果错位。本发明旨在提出一种基于复吹转炉熔池特征的烟道风机联动煤气回收方法，提高煤气回收的量和热值。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于复吹转炉熔池特征的烟道风机联动煤气回收方法，在转炉正常吹炼过程中，采集吹炼参数与实测数据，建立熔池运动特征与脱碳速率、烟气发生量的关系，结合烟道系统及风机调节特性联动匹配，在冶炼全程精准控制转炉炉口微正压，减少转炉炉口空气抽入量，降低烟气空气燃烧系数，提高煤气回收量和热值。

本发明的工艺步骤如下：

(1)收集复吹转炉设备参数、工艺参数、原辅料参数建立多参数耦合数据库A；

(2)利用流体模拟软件模拟建立多参数耦合数据库A内不同参数耦合吹炼时的熔池动态特征指数B，形成熔池动态特征指数集C；

(3)对上述不同熔池动态特征指数B的吹炼时段的熔池碳含量D进行测定，并计算得到熔池脱碳速率E；

(4)构建熔池脱碳速率E与“熔池碳含量D-熔池动态特征指数B”的匹配关系数学模型F；

(5)基于匹配关系数学模型F，采用计算机编程G预测熔池脱碳速率H动态变化；

(6)根据预测的动态变化的脱碳速率H计算烟气瞬时发生量I及全程烟气变化规律J；