CN109136453A - 一种钢包底吹方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种钢包底吹方法及系统。通过采集转炉炼钢过程中的冶炼信号判断转炉炼钢过程的吹炼开始、出钢开始和出钢结束阶段。根据采集到的冶炼信号以及转炉出钢各阶段的出钢时间和预设底吹气体流量控制底吹，进而在保证合金充分熔化的基础上达到根据转炉出钢各阶段调整底吹气体流量的目的。由于本发明能够根据转炉出钢各阶段及时调整底吹气体流量，因而不会存在流量过低或过高的问题，进而能够提高底吹效果。本发明在保证合金充分熔化的同时还能够促进脱氧产物上浮，降低底吹供气带来的温度损失，提高钢水质量，进而为精炼工序提供良好条件。

Description

一种钢包底吹方法及系统
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种钢包底吹方法及系统。
背景技术
转炉炼钢以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，依靠铁业本身的物理热和铁液组分间反应产生热量而在转炉中完成炼钢的过程。目前的转炉炼钢主要用于碳钢、合金钢以及铜和镍的冶炼。
在传统的转炉炼钢过程中，转炉出钢过程为转炉炼钢过程中的一个重要步骤。通常，在转炉出钢过程中，脱氧剂、合金加入钢包后，脱氧剂和合金的熔化仅仅依靠钢流的冲击以及较高温度的钢水，这导致脱氧剂和合金的熔化存在熔化时间长、效果差的问题。另外，若合金的加入量较大时，由于熔化速度较慢，因而容易发生合金结坨现象，导致钢水的成分、温度不够均匀。由于钢水的成分、温度不均匀，因而钢水进入精炼后，需要通入大流量氩气进行搅拌，进而达到均匀钢水温度、成分的目的。然而，上述方法不仅容易造成温度损失严重，而且还会造成精炼时间延长，严重影响精炼成本及生产节奏。
转炉出钢过程中，底吹氩气辅助搅拌以及选择合理的底吹强度能够明显提高脱氧剂、合金熔化速度以及加速脱氧产物上浮，缩短精炼时间。目前，底吹供气流量一般靠人工进行调整。若人工调整的底吹供气流量过低，则存在底吹效果不好的问题。若人工调整的底吹供气流量过高，则存在转炉温度损失严重，精炼需通电提温的问题。由此，人工调整底吹供气流量的方式容易因人为因素出现偏差，进而导致出现钢包底吹效果不好的问题。
发明内容
本发明提供一种钢包底吹方法及系统，以解决钢包底吹效果不好的问题。
本发明提供一种钢包底吹方法，包括：
采集转炉炼钢过程中的冶炼信号，所述冶炼信号包括吹炼开始信号、出钢开始信号和出钢结束信号；
根据所述冶炼信号以及转炉出钢各阶段的出钢时间和预设底吹气体流量控制底吹。
优选地，根据所述冶炼信号以及转炉出钢各阶段的出钢时间和预设底吹气体流量控制底吹包括：
根据所述吹炼开始信号修正转炉出钢各阶段的出钢时间；
根据所述出钢开始信号确定出钢开始；
确定所述出钢开始后，根据所述出钢时间以及预设底吹气体流量控制底吹。
优选地，所述转炉出钢各阶段包括：出钢开始阶段、合金加入阶段、特殊造渣剂加入阶段、杂物上浮阶段以及挡渣阶段。
优选地，所述出钢开始阶段的底吹气体流量为50-100L/min；
所述合金加入阶段的底吹气体流量为400-700L/min;
所述特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为300-450L/min；
所述杂物上浮阶段的底吹气体流量为100-200L/min；
所述挡渣阶段的底吹气体流量为50-100L/min。
优选地，所述出钢开始信号和所述出钢结束信号通过炉倾编码器角度确定。
优选地，所述方法还包括：根据钢种合金加入量控制底吹气体流量。
优选地，根据所述钢种合金加入量将合金划分为低合金、中合金和高合金，其中，所述低合金的加入量为小于1000kg，所述中合金的加入量为1000-2000kg，所述高合金的加入量为大于2000kg。
优选地，当所述钢种合金为低合金时，所述合金加入阶段的底吹气体流量为400-500L/min；所述特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为300-400L/min；
当所述钢种合金为中合金时，所述合金加入阶段的底吹气体流量为500-600L/min；所述特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为350-450L/min；
当所述钢种合金为高合金时，所述合金加入阶段的底吹气体流量为600-700L/min；所述特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为400-450L/min。
本发明提供一种钢包底吹系统，包括：
冶炼信号采集模块，用于采集转炉炼钢过程中的冶炼信号；
底吹气体流量控制模块，用于根据所述冶炼信号以及转炉出钢各阶段的出钢时间和预设底吹气体流量控制底吹。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明提供一种钢包底吹方法及系统。通过采集转炉炼钢过程中的冶炼信号判断转炉炼钢过程的吹炼开始、出钢开始和出钢结束。根据采集到的冶炼信号以及转炉出钢各阶段的出钢时间和预设底吹气体流量控制底吹，进而在保证钢包内合金、脱氧剂以及造渣料等充分熔化的基础上达到根据转炉出钢各阶段自动调整底吹气体流量的目的。由于本发明能够根据转炉出钢各阶段及时调整底吹气体流量，因而不会存在流量过低或过高的问题，进而能够提高底吹效果。本发明在保证钢包内合金充分熔化的同时还能够促进脱氧产物上浮，降低底吹供气带来的温度损失，提高钢水质量，进而为精炼工序提供良好条件。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的钢包底吹方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的钢包底吹的工艺流程图。
具体实施方式
请参考附图1、2，附图1示出了本发明实施例提供的钢包底吹方法流程示意图；附图2示出了本发明实施例提供的钢包底吹的工艺流程图。由附图1、2可知，本申请实施例提供的钢包底吹方法具体包括：
S01：采集转炉炼钢过程中的冶炼信号，所述冶炼信号包括吹炼开始信号、出钢开始信号和出钢结束信号。
根据底吹过程中的工艺要求，将转炉出钢过程划分为出钢开始阶段、合金加入阶段、特殊造渣剂加入阶段、杂物上浮阶段以及挡渣阶段。其中，出钢开始阶段为钢水刚刚倒入钢包的阶段，此时钢包内钢水较少。合金加入阶段为加入脱氧剂和合金的阶段。特殊造渣剂加入阶段为加入石灰、合成渣等特殊造渣剂的阶段。杂物上浮阶段为脱氧剂、合金和特殊造渣剂基本融化完毕后，脱氧产物等夹杂物上浮的阶段。挡渣阶段为阻挡夹杂物等熔渣的阶段，同时也为出钢结束阶段。
在转炉出钢过程中，自出钢开始至出钢结束，即自出钢开始阶段至挡渣阶段，每个阶段的底吹持续时间是根据出钢总时间确定的，其中，出钢总时间是根据前5炉出钢总时间的平均值得到。通常，出钢开始阶段、合金加入阶段和特殊造渣剂加入阶段的底吹持续时间是固定的，如出钢开始阶段的底吹持续时间为50s，合金加入阶段的底吹持续时间为50s，特殊造渣剂加入阶段的底吹持续时间为150s。杂物上浮阶段以及挡渣阶段的底吹持续时间则是根据前5炉转炉炼钢过程中的杂物上浮阶段以及挡渣阶段的底吹持续时间修正。
由于出钢总时间以及自出钢开始阶段至挡渣阶段的底吹持续时间是确定的，因而在设定出钢总时间以及自出钢开始阶段至挡渣阶段的底吹持续时间后，只需采集吹炼开始阶段、出钢开始阶段和挡渣阶段的信号即可，即采集转炉炼钢过程中的冶炼信号，该冶炼信号包括吹炼开始信号、出钢开始信号和出钢结束信号。
进一步，操作工人点击吹炼开始后便产生吹炼开始信号。钢水在倒入钢包的过程中存在摇炉倾斜的过程，因而出钢开始信号和出钢结束信号通过摇炉的炉倾编码器角度确定，其炉倾编码器角度分别固定为-60°和-20°。
S02：根据所述冶炼信号以及转炉出钢各阶段的出钢时间和预设底吹气体流量控制底吹。
当采集到吹炼开始信号后，对转炉炼钢各阶段的出钢时间进行修正，以便于确定自出钢开始至出钢结束各阶段的底吹持续时间。当采集到出钢开始信号时，确定出钢开始，此时开始计时。根据修正的转炉炼钢各阶段的出钢时间以及各阶段的预设底吹气体流量控制底吹装置底吹。
由于吹炼开始阶段为操作工人点击吹炼开始至出钢开始的阶段，因而此阶段的底吹气体流量为0。出钢开始阶段为钢水刚刚倒入钢包的阶段，此时钢包内钢水较少，可以采用小流量供气方式。在本申请实施例中，出钢开始阶段的底吹气体流量为50-100L/min。合金加入阶段为加入脱氧剂和合金的阶段。此时，应采用大流量供气方式，以提高底吹供气流量，促进合金快速熔化。在本申请实施例中，合金加入阶段的底吹气体流量为400-700L/min。特殊造渣剂加入阶段为特殊造渣剂的阶段。此时，应适当降低底吹供气流量，在保证特殊造渣剂加入后正常熔化的基础上不卷入钢水内部。在本申请实施例中，特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为300-450L/min。杂物上浮阶段为夹杂物上浮的阶段。此时，脱氧剂、合金、特殊造渣剂基本熔化完毕，应采用合适的底吹流量，促进夹杂物快速上浮。在本申请实施例中，杂物上浮阶段的底吹气体流量为100-200L/min。挡渣阶段为阻挡熔渣的阶段，同时也为出钢结束阶段。此时，应降低底吹供气流量，以确保在较低底吹供气流量下阻挡熔渣。在本申请实施例中，挡渣阶段的底吹气体流量为50-100L/min。
进一步，转炉出钢过程还包括挡渣阶段之后的后吹阶段。后吹阶段为出钢完毕至钢水吊走阶段。此时，钢包内不在加入钢水、合金以及特殊造渣剂等，为促进夹杂物进一步上浮，需要适当增大底吹供气流量。在本申请实施例中，后吹阶段的底吹气体流量为100-200L/min。
转炉出钢过程中需要加入合金、脱氧剂等进行脱氧合金化操作，因而转炉炼钢各阶段的底吹气体流量还与钢种合金的加入量有关，因而本申请实施例中还根据钢种合金加入量控制底吹气体流量。根据钢种合金的加入量，将钢种合金划分为低合金、中合金和高合金。在本申请实施例中，低合金的加入量为小于1000kg，中合金的加入量为1000-2000kg，高合金的加入量为大于2000kg。
由于钢种合金的加入量不同，因而熔化合金的合金加入阶段和特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量不同。如表1所示，当钢种合金为低合金时，合金加入阶段的底吹气体流量为400-500L/min；特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为300-400L/min。当钢种合金为中合金时，合金加入阶段的底吹气体流量为500-600L/min；特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为350-450L/min。当钢种合金为高合金时，合金加入阶段的底吹气体流量为600-700L/min；特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为400-450L/min。
其中，表1中，阶段1-吹炼开始阶段；阶段2-出钢开始阶段；阶段3-合金加入阶段；阶段4-特殊造渣剂加入阶段；阶段5-杂物上浮阶段；阶段6-挡渣阶段；阶段7-后吹阶段。模式A、B、C为常用模式，如低合金、中合金和高合金，其参数根据实际情况进行具体设置。模式D特殊模式，其根据特殊钢种合金加入量及动态进行调整。模式E为备用模式，主要用于试验分析。
在本申请实施例中，通过采集转炉炼钢过程中的冶炼信号判断转炉炼钢过程的吹炼开始、出钢开始和出钢结束。根据采集到的冶炼信号以及转炉出钢各阶段的出钢时间和预设底吹气体流量控制底吹，进而在保证合金充分熔化的基础上达到根据转炉出钢各阶段调整底吹气体流量的目的。由于本申请实施例能够根据转炉出钢各阶段及时调整底吹气体流量，因而不会存在流量过低或过高的问题，进而能够提高底吹效果。本申请实施例在保证合金充分熔化的同时还能够促进脱氧产物上浮，降低底吹供气带来的温度损失，提高钢水质量，进而为精炼工序提供良好条件。
基于本申请实施例提供的钢包底吹方法，本申请实施例还提供一种钢包底吹系统。本申请实施例提供的钢包底吹系统包括：
冶炼信号采集模块，用于采集转炉炼钢过程中的冶炼信号；
底吹气体流量控制模块，用于根据转炉出钢各阶段的预设出钢时间以及所述冶炼信号控制底吹气体流量。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种钢包底吹方法，其特征在于，包括：
采集转炉炼钢过程中的冶炼信号，所述冶炼信号包括吹炼开始信号、出钢开始信号和出钢结束信号；
根据所述冶炼信号以及转炉出钢各阶段的出钢时间和预设底吹气体流量控制底吹。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述冶炼信号以及转炉出钢各阶段的出钢时间和预设底吹气体流量控制底吹包括：
根据所述吹炼开始信号修正转炉出钢各阶段的出钢时间；
根据所述出钢开始信号确定出钢开始；
确定所述出钢开始后，根据所述出钢时间以及预设底吹气体流量控制底吹。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转炉出钢各阶段包括：出钢开始阶段、合金加入阶段、特殊造渣剂加入阶段、杂物上浮阶段以及挡渣阶段。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述出钢开始阶段的底吹气体流量为50-100L/min；
所述合金加入阶段的底吹气体流量为400-700L/min；
所述特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为300-450L/min；
所述杂物上浮阶段的底吹气体流量为100-200L/min；
所述挡渣阶段的底吹气体流量为50-100L/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述出钢开始信号和所述出钢结束信号通过炉倾编码器角度确定。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据钢种合金加入量控制底吹气体流量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述钢种合金加入量将钢种合金划分为低合金、中合金和高合金，其中，所述低合金的加入量为小于1000kg，所述中合金的加入量为1000-2000kg，所述高合金的加入量为大于2000kg。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
当所述钢种合金为低合金时，所述合金加入阶段的底吹气体流量为400-500L/min；所述特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为300-400L/min；
当所述钢种合金为中合金时，所述合金加入阶段的底吹气体流量为500-600L/min；所述特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为350-450L/min；
当所述钢种合金为高合金时，所述合金加入阶段的底吹气体流量为600-700L/min；所述特殊造渣剂加入阶段的底吹气体流量为400-450L/min。
9.一种钢包底吹系统，其特征在于，包括：
冶炼信号采集模块，用于采集转炉出钢过程中的冶炼信号；
底吹气体流量控制模块，用于根据所述冶炼信号以及转炉出钢各阶段的出钢时间和预设底吹气体流量控制底吹。
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