[发明专利]一种基于钢水连续测温的底吹氧气转炉冶炼过程控制方法

说明书

本发明涉及底吹氧气转炉炼钢领域，提供了一种基于钢水连续测温的底吹氧气转炉冶炼过程控制方法，通过在底吹氧气转炉的炉底安装测温喷枪来实时测量炉内钢水温度，根据钢水温度和转炉喷吹、加料情况实时预测钢水成分，基于钢水温度对底吹氧气转炉的冶炼过程进行分阶段控制，动态调节底吹喷枪的喷吹参数，实现冶炼过程的最优控制和终点钢水温度、碳含量的双命中。本发明为底吹氧气转炉的过程和终点控制提供了新方法，冶炼终点温度、碳含量双命中率提高10%，终点钢水磷含量可稳定控制在80ppm以内，钢铁料消耗降低10kg/t。

技术领域

本发明涉及底吹氧气转炉炼钢领域，特别涉及一种基于钢水连续测温的底吹氧气转炉冶炼过程控制方法。

背景技术

底吹氧气转炉具备底吹氧气和固体粉剂的能力，显著改善了炉内冶金反应的动力学条件，渣-钢反应接近平衡状态，可在渣中（FeO）基本不增加的条件下将碳脱除到低碳领域，同时底吹粉剂可以高效脱除铁水中的磷、硫等杂质元素，能够高效低成本地生产低碳高品质钢种。

由于底吹氧气转炉的底吹强度大，熔池搅拌强烈，炉内反应剧烈，实际生产中很难对钢水温度、成分进行准确的预测，并实施有效的冶炼过程控制，往往出现冶炼结束时钢水温度或钢水成分不符合要求的情况。

目前常用的冶炼过程监控手段为炉气分析技术，但是该技术是通过炉气流量和炉气成分间接地预测炉内钢水的状态，准确性不稳定；炉气采集装置安装在炉气处理管道上，容易发生堵塞和损坏，而且测量数据滞后于炉内实时的反应状态。

非接触式红外测温技术的发展，提供了连续测量钢水温度的技术手段，利用测温气体在钢水和测温传感器之间创建温度信号传输通道，可安全、稳定、连续地测量钢水温度。本发明利用红外测温技术连续测量底吹氧气转炉的钢水温度，并基于钢水温度实施底吹氧气转炉的冶炼过程控制。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种基于钢水连续测温的底吹氧气转炉冶炼过程控制方法，利用红外测温技术连续测量底吹氧气转炉的钢水温度，基于钢水温度和过程吹炼参数预测炉内钢水成分，基于钢水温度分阶段控制底吹氧气转炉的喷吹工艺参数，实现冶炼过程最优和终点温度、碳含量的双命中。

本发明的技术方案如下：

一种基于钢水连续测温的底吹氧气转炉冶炼过程控制方法，通过测温喷枪连续测量所述底吹氧气转炉内钢水温度；根据入炉原料量、喷吹系统运行参数及所述钢水温度实时计算所述底吹氧气转炉内钢水的成分；根据所述钢水温度分阶段控制底吹喷枪的喷吹参数。

进一步的，具体包括如下步骤：

步骤一、所述底吹氧气转炉的炉底安装1支可连续测量钢水温度的测温喷枪和若干支可底吹载气-粉剂的底吹喷枪，所述测温喷枪测得的钢水温度实时传输到控制系统；

步骤二、所述控制系统对底吹氧气转炉冶炼全程的钢水温度数据进行实时采集和分析，结合底吹氧气转炉喷吹系统运行参数，计算底吹氧气转炉炉内钢水的成分；

步骤三、所述控制系统根据测温喷枪测得的钢水温度分阶段控制底吹喷枪的喷吹参数。

进一步的，步骤二具体为：

步骤2.1）底吹氧气转炉开始吹炼前，对入炉原料的初始状态进行统计，计算得到底吹氧气转炉炉内所有原料中C、Si、Mn、P、S和Fe元素的总质量、总物理热量和总化学热量；

步骤2.2）底吹氧气转炉冶炼过程中，根据氧化剂喷吹量、造渣剂加入量和冷却剂加入量，结合测温喷枪测得的钢水温度，基于物料平衡和能量平衡原理，计算炉内钢水成分。

进一步的，步骤三具体为：