CN103695593A

CN103695593A - 转炉自动化炼钢留渣操作方法

Info

Publication number: CN103695593A
Application number: CN201310685766.3A
Authority: CN
Inventors: 冯小明; 赵和明; 王国文; 林文辉; 付军; 邹锦忠; 张邹华; 孙乐飞; 黄文欢; 吕继平; 张延和
Original assignee: Xinyu Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Xinyu Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2033-12-16
Also published as: CN103695593B

Abstract

本发明公开了一种转炉自动化炼钢留渣操作方法，包括下列步骤：（1）二级计算机系统采集本炉终点渣中FeO含量、下炉铁水成分；（2）根据渣中FeO含量加入调渣用改质剂，溅渣护炉，溅渣时间5min以上；（3）根据下炉铁水[Si]含量确定留渣量，系统自动匹配对应的留渣模式编号；（4）根据留渣模式编号及对应终点碳目标值细分的留渣模式组号，自动匹配对应终点碳目标值的执行参数；（5）二级系统炼钢模型进行相关计算，自动生成冶炼氧步及加料单，并发送至一级系统执行。本发明可以有效防止兑铁水时发生大喷溅，并实现留渣模式下的自动化炼钢，降低熔剂和钢铁料消耗，提高了生产效率。

Description

转炉自动化炼钢留渣操作方法

技术领域

本发明涉及一种转炉自动化炼钢操作方法，尤其涉及一种转炉自动化炼钢留渣操作方法。

背景技术

转炉留渣操作可以降低熔剂和钢铁料消耗，在吹炼初期可以快速成渣，有利于提高生产效率，因而开发应用的潜力很大。但是转炉留渣操作在兑铁水的瞬间，易发生大喷溅，不安全，因而限制了其应用。特别对于采用自动化炼钢的转炉来说，操作难度更大。转炉自动化炼钢是通过计算机二级系统控制转炉炼钢过程操作的一项炼钢新技术，该技术是在转炉吹炼开始前，根据二级系统采集的铁水的成分、温度、装入量及废钢、铁块装入量数据，以及钢种计划等相关信息，由二级系统计算机的静态模型计算出炼钢过程需要的吹氧量、熔剂及矿石加入量等副原料数据，吹炼过程中按照静态模型计算值及设定的吹炼模式，由二级系统计算机自动控制一级系统（基础自动化系统）分批加入副原料，调节氧枪枪位、流量和底吹强度，并通过副枪或烟气分析等在线检测手段获得吹炼后期的钢水温度、成分等信息，再由二级系统计算机动态模型作出计算，对钢水温度和碳含量做实时预测，根据需要调整冷却剂加入量和动态耗氧量，确保钢水温度和成分达到计算机设定的命中区，在钢水达到终点工艺控制要求时即结束吹炼自动提枪，从而实现炼钢过程的实时动态自动控制。

转炉自动化炼钢的核心是二级系统炼钢模型，二级系统炼钢模型主要由静态模型、动态模型两个部分组成。二级系统静态模型主要包含原料计算、温度计算、熔剂计算、氧量计算、等4个计算模块。转炉留渣操作由于留渣量、终渣氧化性等多种不稳定因素的影响，留渣操作对二级模型计算的准确度影响很大。由于留渣操作具体的留渣量无法确定，并且每一炉的渣况也不尽相同，对转炉物料平衡和热平衡的影响也没有现成的理论或经验参考，自动炼钢模型很难进行准确计算。因而，当前的自动化炼钢因其对自动炼钢命中率的不利影响而放弃留渣操作。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种安全、可靠的转炉自动化炼钢留渣操作方法，消除留渣操作对模型计算准确率的影响，实现留渣模式下的自动化炼钢，降低消耗，提高生产效率。

本发明解决上述存在的技术问题所采用的技术方案是：

一种转炉自动化炼钢留渣操作方法，其特征在于，包括下列步骤：

（1）二级计算机系统采集本炉终点渣中FeO含量、下炉铁水成分；

（2）根据渣中FeO含量加入调渣用改质剂，溅渣护炉，溅渣时间5min以上；

（3）根据下炉铁水[Si]含量确定留渣量，系统自动匹配对应的留渣模式编号；

（4）根据留渣模式编号及对应终点碳目标值细分的留渣模式组号，自动匹配对应终点碳目标值的执行参数；

（5）二级系统炼钢模型进行相关计算，自动生成冶炼氧步及加料单，并发送至一级系统执行，从而自动控制冶炼过程。

所述调渣用改质剂加入量为：终点渣中FeO＜15.0%，加入改质剂：100~300公斤；终点渣中FeO 15.0%~24.0%，加入改质剂：310~500公斤；终点渣中FeO ＞24.0%~32.0%，加入改质剂：510~700公斤。

所述留渣量为：铁水[Si] ＜0.30%，留渣量＞8~12吨；铁水[Si] 0.30%~0.50%，留渣量＞4~8吨；铁水[Si] ＞0.50%~0.70%，留渣量2~4吨。

本发明根据实践摸索的总体思路是：

1、根据不同钢种的终点碳控制要求和铁水条件等情况对留渣量分组细化，采取不同的留渣操作，将留渣操作对转炉冶炼的影响控制在稳定可控的范围，消除留渣操作对转炉冶炼命中率的影响；

2、留渣操作安全问题：由于终点渣中FeO含量高，氧性大，温度高，渣子流动性好，此时兑铁水，高温铁水中碳会与钢渣中的FeO发生激烈C-O反应，生成的CO气体急剧膨胀，把铁水和钢渣带出炉口，因此非常有必要根据终点渣中FeO含量加入以氧化镁、碳为主的改质剂，对终渣进行改质和稠化，同时采用中压氮气进行溅渣护炉操作，溅渣时间5min以上，达到降低渣子氧化性、温度以及流动性的目的，避免大喷溅发生；

3、留渣炉次由于渣量增加，液渣层厚影响传氧效率，导致吹炼末期转炉脱碳速度慢，点吹时降碳量和升温速度相比单渣法要低，因此必须对二级系统炼钢模型静态系数、动态脱碳系数、升温系数等参数按留渣情况分组进行调整，以提高转炉冶炼命中率。

本发明的有益效果是：

针对于不同的钢种和铁水条件等情况分组采取不同的留渣操作，消除留渣操作对转炉冶炼命中率的影响，并通过自动炼钢留渣模式的自适应功能，自动生成冶炼氧步及加料单，从而自动控制冶炼过程，使转炉熔剂消耗、钢铁料消耗等各项经济技术指标又有了进一步的提升空间。实施证明：根据终点渣中FeO含量加入适量的终渣改质剂，同时溅渣时间保证5min以上，可以防止兑铁水时发生大喷溅，同时吹炼过程喷溅率从30%左右下降到5%以下；金属收得率提高0.49%；石灰消耗减少3kg/吨钢，并且在吹炼初期可以快速成渣，提高了转炉去磷效果，减少了吹炼终点因磷高导致的补吹，从而提高了转炉生产效率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，本处所描述的实施例仅是本发明在210吨转炉上的部分案例，不限于此。

本发明的技术方案，是防止大喷溅并将留渣操作对转炉冶炼命中率的影响缩小。根据终点渣中FeO含量加入调渣用改质剂，同时溅渣时间5min以上，再根据下炉铁水Si含量确定留渣量及留渣模式，最后将留渣模式细分组号，自动匹配选定对应终点碳目标值的执行参数，达到与不留渣操作接近的命中率。现有的不留渣操作模式编号设置为0，对应不留渣操作模式根据终点碳目标值模型生成执行参数共细分为01～10组；留渣操作模式有三种，设置编号为1、2、3，二级系统炼钢模型根据三种留渣操作模式下不同的终点碳目标值和留渣量自动生成新的执行参数，细分设置为11～20组、21～30组、31～40组。系统中设置的终点渣中FeO含量与调渣用改质剂加入量对应关系见表1，根据铁水Si设定留渣量及留渣/不留渣模式见表2，留渣/不留渣操作模式根据终点碳目标值细分的组号见表3：

表1 终点渣中FeO含量与调渣用改质剂加入量对应关系

表2 根据铁水Si设定留渣量及留渣/不留渣模式

说明：表2中铁水[Si]含量越高，吹炼过程越容易发生喷溅，因此留渣量逐步减少，铁水[Si]＞0.70%时不留渣；

表3 留渣/不留渣操作模式根据终点碳目标值细分的组号

Figure 2013106857663100002DEST_PATH_IMAGE006

说明：表3中细分的组号对应的计算公式在二级系统炼钢模型相关模块中已经设定，计算机模型根据细分的留渣模式组号，进行原料计算、温度计算、熔剂计算、氧量计算以及动态模型计算，自动生成对应终点碳目标值的执行参数。

实施例1

（1）二级计算机系统采集本炉渣中FeO含量12.5%，下炉铁水Si含量0.65%；

（2）冶炼钢种为X60，二级计算机系统设定终点碳目标0.06%；

（3）根据渣中FeO含量12.5%，加入调渣用改质剂200kg，或根据情况加入100kg或300kg，溅渣5分钟；

（4）根据铁水[Si] 0.65%，系统自动匹配对应的留渣模式1，系统提示选择留渣量在2～4吨，常规输入留渣量3吨，或根据情况选择2吨或4吨；

（5）终点碳目标0.06%，系统自动匹配对应的组号15，提取对应的执行参数；

（6）静态模型进行相关计算，自动生成冶炼氧步及加料单，并发送至一级系统执行，从而自动控制冶炼过程。

实施例2

（1）二级计算机系统采集本炉渣中FeO含量20.0%，下炉铁水Si含量0.45%；

（2）冶炼钢种为Q345B，二级计算机系统设定终点碳目标0.12%；

（3）根据渣中FeO含量20.0%，加入调渣用改质剂400kg，或根据情况加入310kg或500kg，溅渣7分钟；

（4）根据铁水[Si] 0.45%，系统自动匹配对应的留渣模式2，系统提示选择留渣量在＞4～8吨，常规输入留渣量6吨，或根据情况选择4.1吨或8吨；

（5）终点碳目标0.12%，系统自动匹配对应的组号30，提取对应的执行参数；

实施例3

（1）二级计算机系统采集本炉渣中FeO含量30.0%，下炉铁水Si含量0.28%；

（2）冶炼钢种为08Al，二级计算机系统设定终点碳目标0.04%；

（3）根据渣中FeO含量30.0%，加入调渣用改质剂600kg，或根据情况加入510kg或700kg，溅渣10分钟；

（4）根据铁水[Si] 0.28%，系统自动匹配对应的留渣模式3，系统提示选择留渣量在＞8～12吨，常规输入留渣量10吨，或根据情况选择8.1吨或12吨；

（5）终点碳目标0.04%，系统自动匹配对应的组号33，提取对应的执行参数；

实施例4

（1）二级计算机系统采集本炉渣中FeO含量32.0%，下炉铁水Si含量0.30%；

（2）冶炼钢种为180IF，二级计算机系统设定终点碳目标0.02%；

（3）根据渣中FeO含量32.0%，加入调渣用改质剂650kg，溅渣10分钟；

（4）根据铁水[Si] 0.30%，系统自动匹配对应的留渣模式2，系统提示选择留渣量在＞4～8吨，输入留渣量7吨；

（5）终点碳目标0.02%，系统自动匹配对应的组号21，提取对应的执行参数；

实施例5

（1）二级计算机系统采集本炉渣中FeO含量15.0%，下炉铁水Si含量0.70%；

（2）冶炼钢种为SPHC，二级计算机系统设定终点碳目标0.05%；

（3）根据渣中FeO含量15.0%，加入调渣用改质剂350kg，溅渣6分钟；

（4）根据铁水[Si] 0.70%，系统自动匹配对应的留渣模式1，系统提示选择留渣量在＞2～4吨，输入留渣量2吨；

（5）终点碳目标0.05%，系统自动匹配对应的组号14，提取对应的执行参数；

实施例6

（1）二级计算机系统采集本炉渣中FeO含量28.0%，下炉铁水Si含量0.36%；

（2）冶炼钢种为Q195，二级计算机系统设定终点碳目标0.07%；

（3）根据渣中FeO含量28.0%，加入调渣用改质剂620kg，溅渣9分钟；

（4）根据铁水[Si] 0.36%，系统自动匹配对应的留渣模式2，系统提示选择留渣量在＞4～8吨，输入留渣量5吨；

（5）终点碳目标0.07%，系统自动匹配对应的组号26，提取对应的执行参数；

本发明实施例所述的案例是本发明技术方案的具体应用，任何单位、个人可以根据本发明技术方案根据不同吨位等级的转炉自动化炼钢流程及实际工况在调渣用改质剂加入量、留渣量、留渣模式及细分组方面在本发明声明的可调范围内进行适当调整，以取得更佳的应用效果。

Claims

1.一种转炉自动化炼钢留渣操作方法，其特征在于，包括下列步骤：

2.根据权利要求1所述的转炉自动化炼钢留渣操作方法，其特征在于，所述调渣用改质剂加入量为：终点渣中FeO＜15.0%，加入改质剂：100~300公斤；终点渣中FeO 15.0%~24.0%，加入改质剂：310~500公斤；终点渣中FeO ＞24.0%~32.0%，加入改质剂：510~700公斤。

3.根据权利要求1所述的转炉自动化炼钢留渣操作方法，其特征在于，所述留渣量为：铁水[Si] ＜0.30%，留渣量＞8~12吨；铁水[Si] 0.30%~0.50%，留渣量＞4~8吨；铁水[Si] ＞0.50%~0.70%，留渣量2~4吨。