CN111047202B

CN111047202B - 一种铁水碳含量的校正方法

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Publication number: CN111047202B
Application number: CN201911299082.3A
Authority: CN
Inventors: 高攀; 朱国森; 黄桂斌; 李海波; 江腾飞; 马文俊; 陈斌; 朱良; 黄福祥; 尹娜; 陈建光; 赵晓东; 郭玉明
Original assignee: Shougang Group Co Ltd
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2039-12-13
Also published as: CN111047202A

Abstract

本发明公开了一种铁水碳含量的校正方法，包括以下步骤：S1、获取铁水成分和温度；S2、计算铁水碳含量的理论值，根据S1中得到的P、Ti、S、Mn、Si各自的质量百分比含量以及温度数据进行计算铁水碳含量的理论值C_理论溶解；S3、光谱法分析碳含量，将铁水经实验室采用光谱法分析方法分析得到碳的质量百分比含量，得到C_化验的值；S4、设置碳含量上限值，预先确定模型C的质量百分比含量上限，得到C_模型上限的值；S5、碳含量偏差修正；S6、计算碳含量值，根据C_理论溶解和修正量依据公式计算得到碳含量C；该方法通过对铁水化验碳含量进行校正，保证了计算机控制模型输入的碳含量的准确性，从而最终保证了计算机控制模型输出结果的命中率。

Description

一种铁水碳含量的校正方法

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别是提供了一种铁水碳含量的校正方法。

背景技术

目前，自动化、智能化炼钢成为炼钢专业的重要发展方向。由于计算机控制具有高精度、稳定性好，可以实现标准化、精细化、规范化等特点，还能减轻人工劳动负担，降低人员高温烫伤风险等，采用全流程计算机模型控制取代人工经验控制是炼钢业发展的必然趋势。

计算机模型控制的基础是准确的输入，只有精准的输入，通过合理的模型计算，才能保证精准的输出。但是在实际生产条件下，由于快速分析的要求，部分元素难以得到精确的分析结果。以铁水碳含量的分析为例，目前常用的方法包括铁水结晶法、直读光谱分析法、荧光光谱分析法等快速分析方法，这些方法都很科学，且能实现快速报出结果的效果，但是，由于铁水碳含量较高，取样过程中碳成分偏析非常严重，即使分析方法准确，由于取样的原因，也无法保证铁水碳含量分析的准确性。化学分析法能够保证试样成分的精确性，但是存在耗时较长，成本较高等问题，无法满足大生产的需要。

所以，在计算机控制模型的计算过程中，考虑到碳含量分析结果的不准确性，一般采用缩小碳含量系数或是直接利用化验室分析结果的方法进行计算，不准确的输入条件导致输出结果较差，最终导致转炉终点命中率不高，进一步限制了智能化炼钢工艺的发展。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的

本发明实施例提供：一种铁水碳含量的校正方法，包括以下步骤：

S1、获取铁水成分和温度，对铁水化验后得到P、Ti、S、Mn、Si的质量百分比含量并测得铁水的温度T；

S2、计算铁水碳含量的理论值，根据S1中得到的P、Ti、S、Mn、Si各自的质量百分比含量以及温度数据进行计算铁水碳含量的理论值C_理论溶解，公式为：

C_理论溶解＝1.34+2.54×10^-3×T-0.35P+0.17Ti-0.54S+0.04Mn-0.30Si，

式中，T为铁水温度，P、Ti、S、Mn、Si分别为铁水中的P、Ti、S、Mn、Si的质量百分比含量值；

S3、光谱法分析碳含量，将铁水经实验室采用光谱法分析方法分析得到碳的质量百分比含量，得到C_化验的值；

S4、设置碳含量上限值，预先确定模型C的质量百分比含量上限，得到C_模型上限的值：

S5、碳含量偏差修正，修正量为：

η×min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}

式中，C_饱和为碳含量在铁水中饱和状态下的百分比值，η为碳含量修正系数；

S6、计算碳含量值，根据C_理论溶解和修正量依据公式计算得到碳含量C，公式为：

C＝C_理论溶解+η×min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}。

优选的，在S1中，计算铁水温度T的公式为：

T＝T_脱硫结束-α×t-T_装铁

式中；T_脱硫结束为脱硫结束后铁水温度，α为铁水温降系数，t为脱硫结束至开始装铁用时时间，T_装铁为装铁过程温降量。

优选的，所述碳含量修正系数η设置为0.3-0.6。

优选的，所述铁水温降系数α的取值为0.3-0.8℃/min。

优选的，所述装铁过程温降量T_装铁的取值为10-50℃。

优选的，在S4中，所述C_模型上限的取值范围为4.7-4.9％。

优选的，在S5中，公式中的min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}取值为C_化验-C_饱和或C_模型上限-C_化验中的最小值。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的一种铁水碳含量的校正方法，该方法通过对铁水化验碳含量进行校正，保证了计算机控制模型输入的碳含量的准确性，从而最终保证了计算机控制模型输出结果的命中率。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

实施例1

本申请提供一种铁水碳含量的校正方法，包括以下步骤：

S1、获取铁水成分和温度，对铁水化验后得到P、Ti、S、Mn、Si的质量百分比含量并测得铁水的温度T；计算铁水温度T的公式为：

T＝T_脱硫结束-α×t-T_装铁

式中；T_脱硫结束为脱硫结束后铁水温度，α为铁水温降系数，t为脱硫结束至开始装铁用时时间，T_装铁为装铁过程温降量。所述铁水温降系数α的取值为0.3℃/min。所述装铁过程温降量T_装铁的取值为10℃。

由于铁水的理论溶解碳含量受铁水其他成分和温度的影响，因此，根据铁水化验得到的P、Ti、S、Mn、Si以及温度条件，可以根据公式得到铁水碳含量的理论计算结果C_理论溶解；

C_理论溶解＝1.34+2.54×10^-3×T-0.35P+0.17Ti-0.54S+0.04Mn-0.30Si，

S4、设置碳含量上限值，预先确定模型C的质量百分比含量上限，得到C_模型上限的值；所述C_模型上限的取值范围为4.7％。

S5、碳含量偏差修正，修正量为：

η×min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}

式中，C_饱和为碳含量在铁水中饱和状态下的百分比值，η为碳含量修正系数；所述碳含量修正系数η设置为0.3。公式中的min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}取值为C_化验-C_饱和或C_模型上限-C_化验中的最小值。

由于铁水取样过程中碳成分偏析严重，即使分析方法准确，由于取样的原因，也无法保证铁水碳含量分析的准确性，所以考虑到该实际现状，并考虑到铁水中的碳含量一般为饱和状态，通过采用修正系数η，对化验碳含量和饱和碳含量之间的差值部分进行修正。考虑到偏析非常严重的极端情况，化验碳含量可能报出远超出实际水平的情况，对其上限进行限制，故采用C_模型上限的设置限制化验碳含量的上限值。此时，对应的C_化验远超过C_饱和，认为C_化验-C_饱和或C_模型上限-C_化验二者之间较小值更接近实际情况；

因此，将碳含量的偏差部分公式进一步修正为η×min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}，对实际碳含量进行修正；

此时，如果C_化验＜C_饱和，则修正部分只考虑修正系数η和C_化验、C_饱和二者之间的偏差；如果C_化验≥C_饱和，则修正部分考虑(C_化验-C_饱和)、(C_模型上限-C_化验)二者之间的较小值，进行修正；

C＝C_理论溶解+η×min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}。

实施例2

本申请提供一种铁水碳含量的校正方法，包括以下步骤：

T＝T_脱硫结束-α×t-T_装铁

式中；T_脱硫结束为脱硫结束后铁水温度，α为铁水温降系数，t为脱硫结束至开始装铁用时时间，T_装铁为装铁过程温降量。所述铁水温降系数α的取值为0.8℃/min。所述装铁过程温降量T_装铁的取值为50℃。

C_理论溶解＝1.34+2.54×10^-3×T-0.35P+0.17Ti-0.54S+0.04Mn-0.30Si，

S4、设置碳含量上限值，预先确定模型C的质量百分比含量上限，得到C_模型上限的值；所述C_模型上限的取值范围为4.9％。

S5、碳含量偏差修正，修正量为：

η×min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}

式中，C_饱和为碳含量在铁水中饱和状态下的百分比值，η为碳含量修正系数；所述碳含量修正系数η设置为0.6。公式中的min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}取值为C_化验-C_饱和或C_模型上限-C_化验中的最小值。

此时，如果C_化验＜C_饱和，则修正部分只考虑修正系数η和C_化验、C_饱和二者之间的偏差；如果C_化验≥C_饱和，则修正部分考虑(C_化验-C_饱和)、(C_模型上限-C_化验)二者之间的较小值，进行修正：

C＝C_理论溶解+η×min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}。

实施例3

本申请提供一种铁水碳含量的校正方法，包括以下步骤：

T＝T_脱硫结束-α×t-T_装铁

式中；T_脱硫结束为脱硫结束后铁水温度，α为铁水温降系数，t为脱硫结束至开始装铁用时时间，T_装铁为装铁过程温降量。所述铁水温降系数α的取值为0.5℃/min。所述装铁过程温降量T_装铁的取值为15℃。

C_理论溶解＝1.34+2.54×10^-3×T-0.35P+0.17Ti-0.54S+0.04Mn-0.30Si，

式中，T为铁水温度，P、Ti、S、Mn、Si分别为铁水中的P、Ti、S、Mn、Si的质量百分比含量值：

S4、设置碳含量上限值，预先确定模型C的质量百分比含量上限，得到C_模型上限的值；所述C_模型上限的取值范围为4.8％。

S5、碳含量偏差修正，修正量为：

η×min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}

式中，C_饱和为碳含量在铁水中饱和状态下的百分比值，η为碳含量修正系数；所述碳含量修正系数η设置为0.4。公式中的min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}取值为C_化验-C_饱和或C_模型上限-C_化验中的最小值。

C＝C_理论溶解+η×min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种铁水碳含量的校正方法，其特征在于：包括以下步骤：

C_理论溶解＝1.34+2.54ⅹ10^-3ⅹT-0.35P+0.17Ti-0.54S+0.04Mn-0.30Si，

S4、设置碳含量上限值，预先确定模型C的质量百分比含量上限，得到C_模型上限的值；

S5、碳含量偏差修正，修正量为：

η×min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}

式中，C_饱和为碳含量在铁水中饱和状态下的百分比值，η为碳含量修正系数；如果C_化验＜C_饱和，则修正部分只考虑修正系数η和C_化验、C_饱和二者之间的偏差；如果C_化验≥C_饱和，则修正部分考虑(C_化验-C_饱和)、(C_模型上限-C_化验)二者之间的较小值，进行修正；

C＝C_理论溶解+η×min{(C_化验-C_饱和)，(C_模型上限-C_化验)}。

2.根据权利要求1所述的一种铁水碳含量的校正方法，其特征在于：在S1中，计算铁水温度T的公式为：

T＝T_脱硫结束-α×t-T_装铁

3.根据权利要求1所述的一种铁水碳含量的校正方法，其特征在于：所述碳含量修正系数η设置为0.3-0.6。

4.根据权利要求2所述的一种铁水碳含量的校正方法，其特征在于：所述铁水温降系数α的取值为0.3-0.8℃/min。

5.根据权利要求2所述的一种铁水碳含量的校正方法，其特征在于：所述装铁过程温降量T_装铁的取值为10-50℃。

6.根据权利要求1所述的一种铁水碳含量的校正方法，其特征在于：在S4中，所述C_模型上限的取值范围为4.7-4.9％。