一種轉爐鹼度動態控制方法與流程
2023-06-01 21:07:01 1
本發明涉及一種轉爐鹼度動態控制方法，屬於煉鋼技術領域。
背景技術：
轉爐煉鋼主要以鐵水和廢鋼為原料的煉鋼方法。通過吹氧進行升溫和脫碳，通過造渣去除[s[、[p]。其中脫磷為主要任務之一。
轉爐的脫磷效率需要達到85%以上，影響脫磷效果的主要因素為：爐渣cao/sio2二元鹼度、渣量、終渣feo、終點溫度。終渣feo、終點溫度相對固定時，爐渣cao/sio2二元鹼度、渣量對脫磷效果及煉鋼成本影響較大。
鐵水中si含量為爐渣sio2的主要來源，轉爐使用石灰作為造渣劑產生cao，為了保證一定的二元鹼度，需要增加石灰使用量進而增加了渣量。如何在保證脫磷效果的前提下平衡好鹼度與渣量的關係對轉爐煉鋼成本至關重要。
目前轉爐煉鋼廠普遍的做法是固定鹼度，達到各種矽含量條件下的脫磷效果；按鐵水矽分段設定鹼度，高矽低鹼度，低矽高鹼度，上述方法均未充分考慮渣量對脫磷的影響，造成脫磷成本增加。
技術實現要素：
本發明提供一種轉爐鹼度動態控制方法，綜合考慮了渣量、爐渣鹼度、成品磷含量要求，終點溫度及終點碳含量等多種因素對脫磷效果的影響，實現鹼度動態線性調整，以最低的成本實現脫磷，在煉鋼生產廠中有推廣應用價值。
本發明所採取的技術方案是：
一種轉爐鹼度動態控制方法，基於鐵水矽含量0.15wt%≤[si]≤0.8wt%的單渣操作，終點溫度、終點碳、終點磷、脫磷效率、轉爐渣量設定調整參數對鹼度進行修正，對鹼度進行動態線性調整。
優選的，鹼度與矽含量的數值符合下述公式：y=[（-5.812x3+12.47x2-9.566x+5.362）+a]×b×c×d×(1/e)，y為鹼度，x為矽含量，a為終點溫度參數，b為終點碳參數，c為終點磷參數，d為脫磷效率參數，e為轉爐渣量參數；設定終點溫度1620℃-1720℃；終點碳0.02%-0.08%；終點磷0.008%-0.020%；鐵水磷＜0.150%。
進一步優選的，所述終點溫度的修正係數為0.012，終點溫度參數a=0.012×（設定溫度-目標溫度）。
所述終點碳的修正係數為-0.8，終點碳參數b=-0.8×（設定終點碳-目標終點碳）。
所述終點磷的修正係數為-2.8，終點磷參數c=-2.8×（設定終點磷-目標終點磷）。
所述脫磷效率的修正係數為0.008，脫磷效率參數d=0.008×（設定脫磷效率-目標脫磷效率）。
所述轉爐渣量的修正係數為0.0008，轉爐渣量參數e=0.0008×（實際渣量-目標渣量）。
通過加入石灰或石灰石對鹼度進行調整。
本發明所述的轉爐吹煉過程中加入石灰cao≥80%，粒度10mm-50mm之間的含量≥80wt%，粒度10mm以下的含量≤10wt%，粒度50mm以上≤10wt%。
本發明主要化學組分的作用機理為：
在典型煉鋼過程中鐵水中矽和氧槍反應生成sio2，與石灰中的cao形成一定的二元鹼度。
所涉及的化學反應見式（1）：
[si]+2[o])=(sio2)（1）
所涉及的化學反應見式（2）：
r=cao/sio2（2）
依據鐵水矽含量，轉爐吹煉前得到鐵水成分後，按照設定的鹼度，計算石灰加入量。本發明綜合考慮鹼度及渣量對脫磷影響，以最低成本達到轉爐冶煉目標。
首先設定終點溫度、終點碳、終點磷、脫磷效率等參數固定不變，通過回歸計算出終渣鹼度與鐵水矽的基本公式：y=-5.812x3+12.47x2-9.566x+5.362。
綜合考慮了渣量、爐渣鹼度、成品磷含量要求，終點溫度及終點碳含量等多種因素對脫磷效果的影響，在公式中增加參數對鹼度進行修正：y=[（-5.812x3+12.47x2-9.566x+5.362）+a]×b×c×d×(1/e)
其中，a為終點溫度參數，b為終點碳參數，c為終點磷參數，d為脫磷效率參數，e為轉爐渣量參數；
終點溫度的修正係數為0.012，終點溫度參數a=0.012×（設定溫度-目標溫度）；
終點碳的修正係數為-0.8，終點碳參數b=-0.8×（設定終點碳-目標終點碳）；
終點磷的修正係數為-2.8，終點磷參數c=-2.8×（設定終點磷-目標終點磷）；
脫磷效率的修正係數為0.008，脫磷效率參數d=0.008×（設定脫磷效率-目標脫磷效率）；
轉爐渣量的修正係數為0.0008，轉爐渣量參數e=0.0008×（實際渣量-目標渣量）。
採用上述技術方案所產生的有益效果在於：
本發明綜合考慮了渣量、爐渣鹼度、成品磷含量要求，終點溫度及終點碳含量等多種因素對脫磷效果的影響，實現鹼度動態線性調整，以最低的成本實現脫磷，在煉鋼生產廠中有推廣應用價值。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步地說明；
以下實施例中，轉爐採用常規冶煉，採用鐵水+廢鋼模式，鐵水比＞86%。
實施例1
本轉爐動態鹼度控制採用下述具體的工藝步驟。
100噸轉爐常規冶煉；鐵水初始磷0.150%，鐵水矽0.80%；轉爐終點磷[p]要求≤0.020%，終點溫度目標t=1620℃，終點碳[c]目標=0.08%。
鹼度計算公式y=[（-5.812x3+12.47x2-9.566x+5.362）+a]×b×c×d×(1/e)
基於終點溫度1650℃，終點碳0.045%，終點磷0.015%，脫磷效率86%，轉爐渣量100kg/t計算的基本鹼度r1=2.71；終點溫度參數a=0.972，終點碳參數b=0.986，終點磷參數c=1.005，脫磷效率參數d=1.001，轉爐渣量參數e=1.008；最終鹼度r=2.25。
實際測試轉爐終點結果：
轉爐終點磷[p]=0.018%，終點溫度目標t=1621℃，終點碳[c]=0.082%，鹼度r=2.31。
實施例2
100噸轉爐常規冶煉；鐵水初始磷0.130%，鐵水矽0.60%；轉爐終點磷[p]要求≤0.008%，終點溫度目標t=1650℃，終點碳[c]目標=0.02%。
鹼度計算公式y=[（-5.812x3+12.47x2-9.566x+5.362）+a]×b×c×d×(1/e)
基於終點溫度1650℃，終點碳0.045%，終點磷0.015%，脫磷效率86%，轉爐渣量100kg/t計算的基本鹼度r1=2.85；終點溫度參數a=1.20，終點碳參數b=1.20，終點磷參數c=1.063，脫磷效率參數d=1.001，轉爐渣量參數e=1.000；最終鹼度r=3.16。
實際測試轉爐終點結果：
轉爐終點磷[p]=0.014%，終點溫度目標t=1652℃，終點碳[c]=0.022%，鹼度r=3.14。
實施例3
100噸轉爐常規冶煉；鐵水初始磷0.120%，鐵水矽0.45%；轉爐終點磷[p]要求≤0.012%，終點溫度目標t=1720℃，終點碳[c]目標=0.03%。
鹼度計算公式y=[（-5.812x3+12.47x2-9.566x+5.362）+a]×b×c×d×(1/e)
基於終點溫度1650℃，終點碳0.045%，終點磷0.015%，脫磷效率86%，轉爐渣量100kg/t計算的基本鹼度r1=3.05；終點溫度參數a=1.012，終點碳參數b=1.008，終點磷參數c=1.032，脫磷效率參數d=1.001，轉爐渣量參數e=1.004；最終鹼度r=4.08。
實際測試轉爐終點結果：
轉爐終點磷[p]=0.011%，終點溫度目標t=1722℃，終點碳[c]=0.031%，鹼度r=4.12。
實施例4
100噸轉爐常規冶煉；鐵水初始磷0.120%，鐵水矽0.15%；轉爐終點磷[p]要求≤0.012%，終點溫度目標t=1700℃，終點碳[c]目標=0.03%。
鹼度計算公式y=[（-5.812x3+12.47x2-9.566x+5.362）+a]×b×c×d×(1/e)
基於終點溫度1650℃，終點碳0.045%，終點磷0.015%，脫磷效率86%，轉爐渣量100kg/t計算的基本鹼度r1=4.19；終點溫度參數a=1.012，終點碳參數b=1.008，終點磷參數c=1.032，脫磷效率參數d=1.001，轉爐渣量參數e=0.998；最終鹼度r=5.07。
實際測試轉爐終點結果：
轉爐終點磷[p]=0.011%，終點溫度目標t=1709℃，終點碳[c]=0.029%，鹼度r=5.04。
實施例5
100噸轉爐常規冶煉；鐵水初始磷0.150%，鐵水矽0.30%；轉爐終點磷[p]要求≤0.008%，終點溫度目標t=1650℃，終點碳[c]目標=0.03%。
鹼度計算公式y=(（-5.812x3+12.47x2-9.566x+5.362。）+a)×b×c×d×(1/e)
基於終點溫度1650℃，終點碳0.045%，終點磷0.015%，脫磷效率86%，轉爐渣量100kg/t計算的基本鹼度r1=3.45；終點溫度參數a=1.012，終點碳參數b=1.020，終點磷參數c=1.069，脫磷效率參數d=1.001，轉爐渣量參數e=1.000；最終鹼度r=3.82。
實際測試轉爐終點結果：
轉爐終點磷[p]=0.007%，終點溫度目標t=1649℃，終點碳[c]=0.029%，鹼度r=3.80。