[发明专利]一种底吹O2

权利要求书

1.一种底吹O₂-CO₂-CaO转炉炼钢过程动态控制方法，其特征在于，根据脱碳速率ν_C将底吹O₂-CO₂-CaO转炉吹炼过程划分为前期、中期、后期3个阶段；数据计算模块根据入炉总装入量m_总、入炉铁水温度T_0-1、碳含量[％C]_0-1、硅含量[％Si]_0-1、废钢比为γ，废钢中碳含量[％C]_0-2、硅含量[％Si]_0-2、目标碳含量[％C]_f及目标温度T_f参数计算出吹炼耗氧量、CO₂配比及石灰粉喷入量；根据入炉料结构、熔池升温速度ν_T及脱碳速率ν_C，进而通过中心控制系统制定吹炼前期的吹炼操作工艺；吹炼过程通过脱碳速率计算模块计算出脱碳速率ν_C，并确定吹炼中期、后期的开始时间节点，CO₂计算模块通过底吹火点区温度计算模型、脱磷模型计算CO₂混入比例，进而制定中期、后期的吹炼操作工艺，降低火点区温度，加强熔池搅拌，促进熔池炉渣金属的反应平衡；

在底吹O₂-CO₂-CaO转炉炼钢过程，底吹枪为同心环缝管，中心管采用O₂+CO₂混合气作为载气，将石灰粉从转炉底部直接吹入熔池，环缝喷吹冷却保护气，气体是CH₄、CO₂、N₂、Ar；结合转炉入炉料成分和烟气成分，对吹炼过程钢液的成分及温度进行预测，根据目标钢种成分、温度要求，通过底吹火点区温度计算模型、脱磷模型计算CO₂混入量，基于熔池脱碳速度，并分阶段动态调控底吹气中的CO₂比例；

控制步骤如下：

根据入炉料总量m_总、硅含量[％Si]及碱度R要求，由粉剂计算模块计算石灰粉喷入速度，通过公式v_Cao·t＝{[％Si]_0-1·(1-γ)+[％Si]_0-2·γ}·m_总·R计算并调整喷吹石灰粉速度；根据顶底吹设备工作反馈参数计算转炉炉气瞬时产生量S_o-gas，同时根据炉气成分数据，计算出转炉吹炼过程脱碳速度变化，进而确定转炉的吹炼阶段及对应的钢液成分；炉气中CO₂、CO、O₂、H₂的瞬时含量分别为P_0-CO2、P_0-CO、P_0-O2、P_0-H2；顶吹氧气流量为Q_U-O2，底吹中心气为O₂+CO₂混合气，底吹环缝为CH₄，底吹总流量、CO₂及CH₄比例分别为Q_b、ε_b-CO2、ε_b-CH4；根据公式2Q_b(ε_b-CH4)＝S_o-gas·P_o-H2及底吹工作参数计算及核定炉气流量S_o-gas，由脱碳速率计算模块计算脱碳速度，通过公式计算转炉吹炼过程的脱碳速度；

具体控制步骤如下：

步骤1：通过数据采集系统获取转炉入炉料结构、关键成分数据及目标参数，将之传输至数据计算模块，并通过中心控制系统制定并控制转炉吹炼前期的操作工艺；

步骤2：吹炼前期，根据步骤1制定的操作工艺，顶吹氧枪降至炉内进行吹氧，底吹枪中心管以O₂+CO₂混合气作为载气，将石灰粉吹入熔池，底吹枪环缝吹入CH₄作为保护气，通过烟气成分数据及脱碳速率计算模块得出的脱碳速度确定吹炼前期的结束节点，

步骤3：吹炼中期，通过步骤2得到的脱碳速度确定吹炼中期的开始时间，进而制定中期操作方案，

步骤4：吹炼后期，通过脱碳速度确定吹炼后期的开始节点，根据升温速率ν_T，利用CO₂计算模块计算后期混入CO₂量，进而制定后期操作方案；

步骤5：吹炼终点，根据脱碳速率确定吹炼结束的时间节点；

步骤6：底吹中心孔气体切换为Ar，流量为2500-18400Nm³/h，底吹环缝气体切换为Ar，流量为200-1790Nm³/h，降低熔池搅拌，加速渣铁分离，倒炉出钢；

步骤(2)所述吹炼前期的具体操作方案如下：底部石灰粉喷吹速度为300-900kg/min；顶吹氧气流量为10000-63000Nm³/h，底吹中心孔O₂+CO₂总流量为3000-18900Nm³/h，其中CO₂比例为0-100％，底吹环缝CH₄流量为300-1890Nm³/h，吹炼结束时间为3-6min；

步骤(3)所述吹炼中期具体操作方案如下：底部石灰粉喷吹速度为300-900kg/min，8-10min停止喷粉；顶吹氧气流量为9000-62000Nm³/h，底吹中心孔O₂流量为3000-18900Nm³/h，CO₂比例为0，底吹环缝CH₄流量为300-1890Nm³/h，吹炼中期结束时间为9-13min；

步骤(4)所述吹炼后期具体操作方案如下：底部石灰粉喷吹速度为0kg/min；顶吹氧气流量为9000-62000Nm³/h，底吹中心孔O₂+CO₂总流量为3000-18900Nm³/h，其中CO₂比例为50-100％，底吹环缝CH₄流量为300-1890Nm³/h，吹炼后期结束时间为13-18min。