CN112522469B - 一种HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺，包括检查转炉；向转炉内投入冶炼原料，加热以使转炉内冶炼原料液化成钢水；将氧枪插入至转炉内并在钢水上方通氧以对钢水脱碳；根据火焰亮度判定钢水脱碳进度并根据氧枪轮廓清晰度判定脱碳是否完成；向转炉内添加增碳剂以初步去除钢水内氧气；将钢水输送至钢包，添加硅锰合金以对钢水进行二次除氧；选取对应种类的金属以对钢水进行合金化处理。本发明通过使用中控处理器建立预设的矩阵，根据钢水中的含碳量确定氧枪的通氧时长，使氧枪通入的氧气刚好与钢水内的碳元素反应从而保证使用指定量的氧气完成对钢水的脱碳，有效提高了所述工艺针对钢水的脱碳效率，从而提高了所述工艺的冶炼效率。
Description
技术领域
本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺。
背景技术
HRB400cE是《钢筋混凝土用钢》GB 1499.2—2007中规定的螺纹钢筋牌号，因标准成分范围较宽和生产厂家的生产设备、工艺控制等不同，各个厂家所生产的HRB400cE热轧带肋钢筋的成分各不相同，同时各个钢厂生产工艺也各不相同。现有技术中，通常通过去除原料中的碳或在冶炼过程中添加金属使钢水合金化以提高HRB400cE号钢的耐腐蚀性能，然而，由于每次冶炼时的原料钢的含碳量各不相同，同时，现有技术中对钢水通氧的过程中没有办法针对刚水中的含碳量精确调节通氧量，从而在导致氧气浪费的同时，使钢水中的氧气含量过高，同时，由于钢水中含碳量的不同，脱碳后钢水中的氧气含量也是不确定的，从而导致在除氧过程中无法根据钢水内的氧气进行有效去除，对冶炼后的HRB400cE钢的耐腐蚀性产生影响，导致现有技术针对耐腐蚀性HRB400cE钢的冶炼效率低。
发明内容
为此，本发明提供一种HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺，用以克服现有技术中无法针对不同含碳量钢水有效脱碳导致的冶炼效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺，包括：
步骤1，对转炉进行检查，保证炉内无前次冶炼的金属残渣；
步骤2，检查完成后，向转炉内投入指定量的冶炼原料，将转炉内的温度调节至预设温度T0以使转炉内冶炼原料液化成钢水；
步骤3，当转炉内冶炼原料全部化为钢水时，将氧枪从转炉开口处插入转炉并在钢水上方通氧，氧枪向钢水通入氧气以去除钢水内的碳元素；中控处理器根据钢水中的含碳占比确定氧枪的通氧时长并根据钢水的总量对通氧时长进行修正；
步骤4，当所述氧枪向钢水通入氧气的时长达到预设值时，中控处理器通过视觉检测器实时检测所述转炉开口处的火焰亮度以判定钢水的脱碳进度并根据氧枪轮廓的清晰度判定脱碳是否完成；若在指定检测次数内火焰亮度未处于预设亮度范围内，则中控处理器根据转炉内CO和CO2的含量占比确定脱碳是否完成并在判定脱碳未完成时根据占比值调节氧枪的通氧量；
步骤5，在钢水脱碳完成后，向转炉内添加增碳剂以对钢水内残留的氧气进行初步去除，根据钢水内氧气残留量多次添加对应量的增碳剂直至钢水内含氧量在预设范围区间内；
步骤6，初步除氧完成后，旋转转炉以将钢水输送至钢包，向钢包内添加硅锰合金以对钢水进行二次除氧；
步骤7，二次除氧完成后，中控处理器根据钢水的实际应用领域选取对应种类的金属以对钢水进行合金化处理，中控处理器在合金化处理的过程中控制密度检测器实时检测钢水的平均密度，当钢水的密度达到预设值时，中控处理器对应种类金属的添加量达到指定值并判定该次冶炼完成。
进一步地，在所述步骤3中，中控处理器建立预设单位含碳占比矩阵E0和预设通氧时间参数矩阵组t0；对于所述预设单位含碳占比矩阵E0，E0(E1，E2，E3，E4)，其中，E1为第一预设单位含碳占比，E2为第二预设单位含碳占比，E3为第三预设单位含碳占比，E4为第四预设单位含碳占比，各预设单位含碳占比的比值按照顺序逐渐增加；对于所述预设通氧时间参数矩阵t0，t0(t1，t2，t3，t4)，其中，t1为第一预设通氧时间参数矩阵，t2为第二预设通氧时间参数矩阵，t3为第三预设通氧时间参数矩阵，t4为第四预设通氧时间参数矩阵；
当所述氧枪向钢水通氧时，中控处理器使用设置在所述氧枪上的TES探头检测钢水中的实际含碳量、计算出钢水内的单位碳元素占比E并将E与所述E0矩阵中的各项参数进行比对：
当E≤E1时，中控处理器选用t1矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准；
当E1＜E≤E2，中控处理器选用t2矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准；
当E2＜E≤E3，中控处理器选用t3矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准；
当E3＜E≤E4，中控处理器选用t4矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准；
对于第i预设通氧时间参数矩阵ti，i＝1，2，3，4，ti(tia，tib，mi)，其中，tia为第i预设通氧时长，tib为第i预设检测周期，tib＜tia，mi为第i最大检测次数；当中控处理器选用ti矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准时，中控处理器会在氧枪通氧时长达到tia×n时使用视觉检测器检测钢水内的脱碳进度并在检测后的每一个tib时长后使用TES探头周期性检测钢水内的含碳量，其中，n为实际冶炼的钢水总量na与预设单位钢水量nb之间的比值，
进一步地，在所述步骤4中，中控处理器建立预设火焰亮度矩阵L0和预设反应阶段矩阵R0；对于所述预设火焰亮度矩阵L0，L0(L1，L2，L3，L4)，其中，L1为第一预设火焰亮度，L2为第二预设火焰亮度，L3为第三预设火焰亮度，L4为第四预设火焰亮度，各预设火焰亮度的亮度值按照顺序逐渐降低；对于所述预设反应阶段矩阵R0，R0(R1，R2，R3，R4)，其中，R1为反应初期的第一预设反应阶段，R2为反应前期的第二预设反应阶段，R3为反应中期的第三预设反应阶段，R4为反应后期的第四预设反应阶段；
中控处理器选用ti矩阵中的参数调节氧枪的运行参数且氧枪的通氧时长达到tia×n时，中控处理器控制所述视觉检测器对所述转炉内的火焰亮度L进行初次检测并在检测完成后将L与L0矩阵中的参数进行比对：
当L≥L1时，中控处理器判定转炉内的脱碳反应处于第一预设反应阶段；
当L2≤L＜L1时，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第二预设反应阶段；
当L3≤L＜L2时，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第三预设反应阶段；
当L4≤L＜L3时，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第四预设反应阶段；
当中控处理器初次检测的结果为L≥L3时，中控处理器会控制视觉检测器在初次检测后的tib时长后再次检测转炉内的火焰亮度，若该次检测结果仍为L≥L3时，中控处理器控制视觉检测器在检测完成后的tib时长后重新检测转炉内的火焰亮度L直至L4≤L＜L3；当中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第四预设反应阶段时，中控处理器控制氧枪停止通氧并控制视觉检测器检测氧枪的轮廓清晰度以判定脱碳反应是否完成。
进一步地，当所述视觉检测器的检测次数达到mi且火焰亮度L≥L3时，中控处理器建立预设比值矩阵B0和预设通氧量修正系数矩阵a0；对于所述预设比值矩阵B0，B0(B1，B2，B3，B4)，其中，B1为第一预设比值，B2为第二预设比值，B3为第三预设比值，B4为第四预设比值，各预设比值按照顺序逐渐增加；对于所述预设通氧量修正系数矩阵a0，a0(a1，a2，a3，a4)，其中，a1为第一预设通氧量修正系数，a2为第二预设通氧量修正系数，a3为第三预设通氧量修正系数，a4为第四预设通氧量修正系数，a1＜a2＜a3＜a4＜1；建立完成后，中控处理器使用气体检测器实时检测转炉内一氧化碳与二氧化碳的比值B并将B与B0矩阵中的参数进行比对：
当0＜B≤B1时，中控处理器选用a1对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B1＜B≤B2时，中控处理器选用a2对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B2＜B≤B3时，中控处理器选用a3对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B3＜B≤B4时，中控处理器选用a4对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B＞B4时，中控处理器不对氧枪的通氧量进行修正；
当中控处理器选用ai对所述氧枪的通氧量进行修正时，修正后的通氧量V’＝V×ai，其中，V为氧枪的初始通氧量；
当B＝0时，中控处理器判定钢水脱碳完成并控制氧枪停止通氧。
进一步地，所述中控处理器中设有预设轮廓清晰度K0，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第四预设反应阶段且视觉检测器的检测次数小于mi时，中控处理器控制视觉检测器检测氧枪的轮廓清晰度K，当K≥K0时，中控处理器判定转炉内钢水脱碳完成。
进一步地，在所述步骤5中，中控处理器建立预设氧气含量矩阵Q0和预设增碳剂添加量矩阵C0；对于所述预设氧气含量矩阵Q0，Q0(Q1，Q2，Q3，Q4)，其中，Q1为第一预设氧气含量，Q2为第二预设氧气含量，Q3为第三预设氧气含量，Q4为第四预设氧气含量，各预设氧气含量按照顺序逐渐增加；对于所述预设增碳剂添加量矩阵C0，C0(C1，C2，C3，C4)，其中，C1为第一预设增碳剂添加量，C2为第二预设增碳剂添加量，C3为第三预设增碳剂添加量，C4为第四预设增碳剂添加量，各预设增碳剂添加量按照顺序逐渐增加；
在添加增碳剂时，中控处理器控制气体检测器检测钢水内的氧气含量Q，检测完成后中控处理器将Q与Q0矩阵中的参数进行比对：
当Q＜Q1时，中控处理器判定钢水内氧气含量在指定区间内，不向刚水中添加增碳剂；
当Q1≤Q＜Q2时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C1；
当Q2≤Q＜Q3时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C2；
当Q3≤Q＜Q4时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C3；
当Q＞Q4时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C4；
中控处理器在添加完指定量的增碳剂后重新检测钢水内的氧气含量并在添加后的预设时长后重新检测钢水中的氧气含量Q’，当Q’≥Q1时，中控处理器根据Q’与所述Q0矩阵中各项参数之间的关系重新向钢水内投放对应量的增碳剂并在投放后的预设时长后重新检测钢水中的氧气含量Q”，若Q”≥Q1，则重复上述步骤以逐次去除刚水中的氧气直至刚水中的氧气含量小于Q1。
进一步地，所述中控处理器在向刚水中添加增碳剂时，会根据投放增碳剂的次数对该次的增碳剂投放量进行修正，当中控处理器第m次向钢水中投放增碳剂且增碳剂的投放量为Ci时，i＝1，2，3，4，中控处理器将该次增碳剂的投放量修正为Ci’，
进一步地，所述中控处理器中还设有预设应用领域矩阵A0和预设金属种类矩阵M0；对于所述预设应用领域矩阵A0，A0(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为用于轨道的第一预设领域，A2为用于存储介质的第二预设领域，A3为用于运输的第三预设领域，A4为用于建筑的第四预设领域；对于所述预设金属种类矩阵M0，M0(M1，M2，M3，M4)，其中，M1为第一预设种类金属，M2为第二预设种类金属，M3为第三预设种类金属，M4为第四预设种类金属：
在所述步骤7中，中控处理器会根据钢水的实际应用领域确定合金化时添加的金属的种类：
当钢水的应用领域为A1时，中控处理器判定添加的金属种类为M1；
当钢水的应用领域为A2时，中控处理器判定添加的金属种类为M2；
当钢水的应用领域为A3时，中控处理器判定添加的金属种类为M3；
当钢水的应用领域为A4时，中控处理器判定添加的金属种类为M4。
进一步地，所述中控处理器中还设有预设密度矩阵ρ0(ρ1，ρ2，ρ3，ρ4)，其中，ρ1为第一预设密度，ρ2为第二预设密度，ρ3为第三预设密度，ρ4为第四预设密度；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M1时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ1；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M2时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ2；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M3时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ3；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M4时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ4；
当所述中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρi时，i＝1，2，3，4，中控处理器会在合金化过程中控制所述密度监测器实时检测钢水的密度ρ，当ρ＝ρi时，中控处理器判定金属的添加量达到指定值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过使用中控处理器建立预设的矩阵，通过根据钢水中的含碳量确定氧枪的通氧时长，能够使氧枪通入的氧气刚好与钢水内的碳元素反应以保证使用指定量的氧气完成对钢水的脱碳，通过针对钢水的质量进行控制，有效提高了所述工艺的针对钢水的脱碳效率，从而提高了所述工艺的冶炼效率。
进一步地，所述中控处理器在控制氧枪通氧时会建立预设单位含碳占比矩阵E0和预设通氧时间参数矩阵组t0，通过根据钢水中的含碳占比E与E0矩阵中参数的比对结果选取对应的通氧时间参数矩阵，同时根据实际冶炼的钢水总量na与预设单位钢水量nb之间的比值确定氧枪的实际通氧时间，通过对耐腐蚀钢筋成分的初步检测以初步确定通氧时间，能够在保证对钢水的脱碳效率的同时，进一步降低氧气的使用量，从而降低脱碳后钢水的含氧量，从而进一步提高了所述工艺的冶炼效率。
进一步地，所述中控处理器还会在步骤4中建立预设火焰亮度矩阵L0和预设反应阶段矩阵R0，通过周期性地检测转炉内的火焰亮度，能够快速完成针对脱碳过程中反应阶段的判定，从而针对检测后的钢水的后续处理有更快速的应对，并进一步提高了所述工艺的冶炼效率。
进一步地，当所述视觉检测器的检测次数达到mi且火焰亮度L≥L3时，中控处理器建立预设比值矩阵B0和预设通氧量修正系数矩阵a0，通过实时检测转炉内一氧化碳与二氧化碳的比值B、将B与B0矩阵中的参数进行比对并根据比对结果选取对应的通氧量修正系数修正氧枪的通氧量，能够使中控处理器针对钢水中剩余的碳元素对氧枪的通氧量进行微调，从而进一步提高了所述工艺针对钢水的脱碳效率，并进一步提高了所述工艺的冶炼效率。
进一步地，所述中控处理器中设有预设轮廓清晰度K0，通过检测氧枪的清晰度以判定脱碳是否完成，从而有效避免脱碳反应后期火焰亮度过低导致对钢水脱碳进程误判的情况发生，保证了所述工艺针对钢水脱碳判定的精度，并进一步提高了所述工艺的冶炼效率。
进一步地，在所述步骤5中，中控处理器建立预设氧气含量矩阵Q0和预设增碳剂添加量矩阵C0，通过多次投放对应量的增碳剂，能够在使用指定量的增碳剂后将钢水内的氧气含量降低至指定值，从而进一步提高了所述工艺的冶炼效率。
进一步地，当中控处理器第m次向钢水中投放增碳剂且增碳剂的投放量为Ci时，中控处理器将该次增碳剂的投放量修正为Ci’，
通过次数的增加，增碳剂的含量逐渐降低，从而保证针对钢水内氧气含量的微调并防止增碳剂添加过多导致钢水内含碳量增加的情况发生，进一步提高了所述工艺的冶炼效率。
进一步地，所述中控处理器中还设有预设应用领域矩阵A0和预设金属种类矩阵M0，在所述步骤7中，中控处理器会根据钢水的实际应用领域确定合金化时添加的金属的种类，通过根据钢水实际的应用领域判定钢水在制成后所处的环境并根据实际环境选用最适合的金属种类以对钢水进行合金化，能够使冶炼完成的HRB400cE钢在处于对应的环境下时，具有更高的耐腐蚀性，进一步提高了所述工艺的冶炼效率。
进一步地，所述中控处理器中还设有预设密度矩阵ρ0，中控处理器会根据添加金属的种类将钢水的密度预设为对应值，从而使金属在具备指定强度的同时，进一步提高了冶炼完成后的HRB400cE钢在特定环境下的适应性，并进一步提高了所述工艺的冶炼效率。
附图说明
图1为本发明所述HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明所述HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺的工艺流程图。本发明所述HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺包括以下步骤：
步骤1，对转炉进行检查，保证炉内无前次冶炼的金属残渣；
步骤2，检查完成后，向转炉内投入指定量的冶炼原料，将转炉内的温度调节至预设温度T0以使转炉内冶炼原料液化成钢水；
步骤3，当转炉内冶炼原料全部化为钢水时，将氧枪从转炉开口处插入转炉并在钢水上方通氧，氧枪向钢水通入氧气以去除钢水内的碳元素；中控处理器根据钢水中的含碳占比确定氧枪的通氧时长并根据钢水的总量对通氧时长进行修正；
步骤4，当所述氧枪向钢水通入氧气的时长达到预设值时，中控处理器通过视觉检测器实时检测所述转炉开口处的火焰亮度以判定钢水的脱碳进度并根据氧枪轮廓的清晰度判定脱碳是否完成；若在指定检测次数内火焰亮度未处于预设亮度范围内，则中控处理器根据转炉内CO和CO2的含量占比确定脱碳是否完成并在判定脱碳未完成时根据占比值调节氧枪的通氧量；
步骤5，在钢水脱碳完成后，向转炉内添加增碳剂以对钢水内残留的氧气进行初步去除，根据钢水内氧气残留量多次添加对应量的增碳剂直至钢水内含氧量在预设范围区间内；
步骤6，初步除氧完成后，旋转转炉以将钢水输送至钢包，向钢包内添加硅锰合金以对钢水进行二次除氧；
步骤7，二次除氧完成后，中控处理器根据钢水的实际应用领域选取对应种类的金属以对钢水进行合金化处理，中控处理器在合金化处理的过程中控制密度检测器实时检测钢水的平均密度，当钢水的密度达到预设值时，中控处理器对应种类金属的添加量达到指定值并判定该次冶炼完成。
具体而言，在所述步骤3中，中控处理器建立预设单位含碳占比矩阵E0和预设通氧时间参数矩阵组t0；对于所述预设单位含碳占比矩阵E0，E0(E1，E2，E3，E4)，其中，E1为第一预设单位含碳占比，E2为第二预设单位含碳占比，E3为第三预设单位含碳占比，E4为第四预设单位含碳占比，各预设单位含碳占比的比值按照顺序逐渐增加；对于所述预设通氧时间参数矩阵t0，t0(t1，t2，t3，t4)，其中，t1为第一预设通氧时间参数矩阵，t2为第二预设通氧时间参数矩阵，t3为第三预设通氧时间参数矩阵，t4为第四预设通氧时间参数矩阵。
当所述氧枪向钢水通氧时，中控处理器使用设置在所述氧枪上的TES探头检测钢水中的实际含碳量、计算出钢水内的单位碳元素占比E并将E与所述E0矩阵中的各项参数进行比对：
当E≤E1时，中控处理器选用t1矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准；
当E1＜E≤E2，中控处理器选用t2矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准；
当E2＜E≤E3，中控处理器选用t3矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准；
当E3＜E≤E4，中控处理器选用t4矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准。
对于第i预设通氧时间参数矩阵ti，i＝1，2，3，4，ti(tia，tib，mi)，其中，tia为第i预设通氧时长，tib为第i预设检测周期，tib＜tia，mi为第i最大检测次数；当中控处理器选用ti矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准时，中控处理器会在氧枪通氧时长达到tia×n时使用视觉检测器检测钢水内的脱碳进度并在检测后的每一个tib时长后使用TES探头周期性检测钢水内的含碳量，其中，n为实际冶炼的钢水总量na与预设单位钢水量nb之间的比值，
具体而言，在所述步骤4中，中控处理器建立预设火焰亮度矩阵L0和预设反应阶段矩阵R0；对于所述预设火焰亮度矩阵L0，L0(L1，L2，L3，L4)，其中，L1为第一预设火焰亮度，L2为第二预设火焰亮度，L3为第三预设火焰亮度，L4为第四预设火焰亮度，各预设火焰亮度的亮度值按照顺序逐渐降低；对于所述预设反应阶段矩阵R0，R0(R1，R2，R3，R4)，其中，R1为反应初期的第一预设反应阶段，R2为反应前期的第二预设反应阶段，R3为反应中期的第三预设反应阶段，R4为反应后期的第四预设反应阶段。
中控处理器选用ti矩阵中的参数调节氧枪的运行参数且氧枪的通氧时长达到tia×n时，中控处理器控制所述视觉检测器对所述转炉内的火焰亮度L进行初次检测并在检测完成后将L与L0矩阵中的参数进行比对：
当L≥L1时，中控处理器判定转炉内的脱碳反应处于第一预设反应阶段；
当L2≤L＜L1时，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第二预设反应阶段；
当L3≤L＜L2时，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第三预设反应阶段；
当L4≤L＜L3时，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第四预设反应阶段；
当中控处理器初次检测的结果为L≥L3时，中控处理器会控制视觉检测器在初次检测后的tib时长后再次检测转炉内的火焰亮度，若该次检测结果仍为L≥L3时，中控处理器控制视觉检测器在检测完成后的tib时长后重新检测转炉内的火焰亮度L直至L4≤L＜L3；当中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第四预设反应阶段时，中控处理器控制氧枪停止通氧并控制视觉检测器检测氧枪的轮廓清晰度以判定脱碳反应是否完成。
具体而言，当所述视觉检测器的检测次数达到mi且火焰亮度L≥L3时，中控处理器建立预设比值矩阵B0和预设通氧量修正系数矩阵a0；对于所述预设比值矩阵B0，B0(B1，B2，B3，B4)，其中，B1为第一预设比值，B2为第二预设比值，B3为第三预设比值，B4为第四预设比值，各预设比值按照顺序逐渐增加；对于所述预设通氧量修正系数矩阵a0，a0(a1，a2，a3，a4)，其中，a1为第一预设通氧量修正系数，a2为第二预设通氧量修正系数，a3为第三预设通氧量修正系数，a4为第四预设通氧量修正系数，a1＜a2＜a3＜a4＜1；建立完成后，中控处理器使用气体检测器实时检测转炉内一氧化碳与二氧化碳的比值B并将B与B0矩阵中的参数进行比对：
当0＜B≤B1时，中控处理器选用a1对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B1＜B≤B2时，中控处理器选用a2对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B2＜B≤B3时，中控处理器选用a3对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B3＜B≤B4时，中控处理器选用a4对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B＞B4时，中控处理器不对氧枪的通氧量进行修正；
当中控处理器选用ai对所述氧枪的通氧量进行修正时，修正后的通氧量V’＝V×ai，其中，V为氧枪的初始通氧量；
当B＝0时，中控处理器判定钢水脱碳完成并控制氧枪停止通氧。
具体而言，所述中控处理器中设有预设轮廓清晰度K0，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第四预设反应阶段且视觉检测器的检测次数小于mi时，中控处理器控制视觉检测器检测氧枪的轮廓清晰度K，当K≥K0时，中控处理器判定转炉内钢水脱碳完成。
具体而言，在所述步骤5中，中控处理器建立预设氧气含量矩阵Q0和预设增碳剂添加量矩阵C0；对于所述预设氧气含量矩阵Q0，Q0(Q1，Q2，Q3，Q4)，其中，Q1为第一预设氧气含量，Q2为第二预设氧气含量，Q3为第三预设氧气含量，Q4为第四预设氧气含量，各预设氧气含量按照顺序逐渐增加；对于所述预设增碳剂添加量矩阵C0，C0(C1，C2，C3，C4)，其中，C1为第一预设增碳剂添加量，C2为第二预设增碳剂添加量，C3为第三预设增碳剂添加量，C4为第四预设增碳剂添加量，各预设增碳剂添加量按照顺序逐渐增加；
在添加增碳剂时，中控处理器控制气体检测器检测钢水内的氧气含量Q，检测完成后中控处理器将Q与Q0矩阵中的参数进行比对：
当Q＜Q1时，中控处理器判定钢水内氧气含量在指定区间内，不向刚水中添加增碳剂；
当Q1≤Q＜Q2时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C1；
当Q2≤Q＜Q3时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C2；
当Q3≤Q＜Q4时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C3；
当Q＞Q4时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C4；
中控处理器在添加完指定量的增碳剂后重新检测钢水内的氧气含量并在添加后的预设时长后重新检测钢水中的氧气含量Q’，当Q’≥Q1时，中控处理器根据Q’与所述Q0矩阵中各项参数之间的关系重新向钢水内投放对应量的增碳剂并在投放后的预设时长后重新检测钢水中的氧气含量Q”，若Q”≥Q1，则重复上述步骤以逐次去除刚水中的氧气直至刚水中的氧气含量小于Q1。
具体而言，所述中控处理器在向刚水中添加增碳剂时，会根据投放增碳剂的次数对该次的增碳剂投放量进行修正，当中控处理器第m次向钢水中投放增碳剂且增碳剂的投放量为Ci时，i＝1，2，3，4，中控处理器将该次增碳剂的投放量修正为Ci’，
具体而言，所述中控处理器中还设有预设应用领域矩阵A0和预设金属种类矩阵M0；对于所述预设应用领域矩阵A0，A0(A1，A2，A3，A4)，其中，A1为用于轨道的第一预设领域，A2为用于存储介质的第二预设领域，A3为用于运输的第三预设领域，A4为用于建筑的第四预设领域；对于所述预设金属种类矩阵M0，M0(M1，M2，M3，M4)，其中，M1为第一预设种类金属，M2为第二预设种类金属，M3为第三预设种类金属，M4为第四预设种类金属：
在所述步骤7中，中控处理器会根据钢水的实际应用领域确定合金化时添加的金属的种类：
当钢水的应用领域为A1时，中控处理器判定添加的金属种类为M1；
当钢水的应用领域为A2时，中控处理器判定添加的金属种类为M2；
当钢水的应用领域为A3时，中控处理器判定添加的金属种类为M3；
当钢水的应用领域为A4时，中控处理器判定添加的金属种类为M4。
具体而言，所述中控处理器中还设有预设密度矩阵ρ0(ρ1，ρ2，ρ3，ρ4)，其中，ρ1为第一预设密度，ρ2为第二预设密度，ρ3为第三预设密度，ρ4为第四预设密度；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M1时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ1；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M2时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ2；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M3时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ3；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M4时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ4；
当所述中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρi时，i＝1，2，3，4，中控处理器会在合金化过程中控制所述密度监测器实时检测钢水的密度ρ，当ρ＝ρi时，中控处理器判定金属的添加量达到指定值。至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺，其特征在于，包括：
步骤1，对转炉进行检查，保证炉内无前次冶炼的金属残渣；
步骤2，检查完成后，向转炉内投入指定量的冶炼原料，将转炉内的温度调节至预设温度T0以使转炉内冶炼原料液化成钢水；
步骤3，当转炉内冶炼原料全部化为钢水时，将氧枪从转炉开口处插入转炉并在钢水上方通氧，氧枪向钢水通入氧气以去除钢水内的碳元素；中控处理器根据钢水中的含碳占比确定氧枪的通氧时长并根据钢水的总量对通氧时长进行修正；
步骤4，当所述氧枪向钢水通入氧气的时长达到预设值时，中控处理器通过视觉检测器实时检测所述转炉开口处的火焰亮度以判定钢水的脱碳进度并根据氧枪轮廓的清晰度判定脱碳是否完成；若在指定检测次数内火焰亮度未处于预设亮度范围内，则中控处理器根据转炉内CO和CO2的含量占比确定脱碳是否完成并在判定脱碳未完成时根据占比值调节氧枪的通氧量；
步骤5，在钢水脱碳完成后，向转炉内添加增碳剂以对钢水内残留的氧气进行初步去除，根据钢水内氧气残留量多次添加对应量的增碳剂直至钢水内含氧量在预设范围区间内；
步骤6，初步除氧完成后，旋转转炉以将钢水输送至钢包，向钢包内添加硅锰合金以对钢水进行二次除氧；
步骤7，二次除氧完成后，中控处理器根据钢水的实际应用领域选取对应种类的金属以对钢水进行合金化处理，中控处理器在合金化处理的过程中控制密度检测器实时检测钢水的平均密度，当钢水的密度达到预设值时，中控处理器对应种类金属的添加量达到指定值并判定该次冶炼完成；
在所述步骤4中，当所述视觉检测器的检测次数达到指定检测次数且火焰亮度L≥L3时，中控处理器建立预设比值矩阵B0和预设通氧量修正系数矩阵a0；对于所述预设比值矩阵B0，B0（B1，B2，B3，B4），其中，B1为第一预设比值，B2为第二预设比值，B3为第三预设比值，B4为第四预设比值，各预设比值按照顺序逐渐增加；对于所述预设通氧量修正系数矩阵a0，a0（a1，a2，a3，a4），其中，a1为第一预设通氧量修正系数，a2为第二预设通氧量修正系数，a3为第三预设通氧量修正系数，a4为第四预设通氧量修正系数，a1＜a2＜a3＜a4＜1；建立完成后，中控处理器使用气体检测器实时检测转炉内一氧化碳与二氧化碳的比值B并将B与B0矩阵中的参数进行比对：
当0＜B≤B1时，中控处理器选用a1对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B1＜B≤B2时，中控处理器选用a2对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B2＜B≤B3时，中控处理器选用a3对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B3＜B≤B4时，中控处理器选用a4对所述氧枪的通氧量进行修正；
当B＞B4时，中控处理器不对氧枪的通氧量进行修正；
当中控处理器选用ai对所述氧枪的通氧量进行修正时，修正后的通氧量V’=V×ai，其中，V为氧枪的初始通氧量；
当B=0时，中控处理器判定钢水脱碳完成并控制氧枪停止通氧。
2.根据权利要求1所述的HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺，其特征在于，在所述步骤3中，中控处理器建立预设单位含碳占比矩阵E0和预设通氧时间参数矩阵组t0；对于所述预设单位含碳占比矩阵E0，E0（E1，E2，E3，E4），其中，E1为第一预设单位含碳占比，E2为第二预设单位含碳占比，E3为第三预设单位含碳占比，E4为第四预设单位含碳占比，各预设单位含碳占比的比值按照顺序逐渐增加；对于所述预设通氧时间参数矩阵t0，t0（t1，t2，t3，t4），其中，t1为第一预设通氧时间参数矩阵，t2为第二预设通氧时间参数矩阵，t3为第三预设通氧时间参数矩阵，t4为第四预设通氧时间参数矩阵；
当所述氧枪向钢水通氧时，中控处理器使用设置在所述氧枪上的TES探头检测钢水中的实际含碳量、计算出钢水内的单位碳元素占比E并将E与所述E0矩阵中的各项参数进行比对：
当E≤E1时，中控处理器选用t1矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准；
当E1＜E≤E2，中控处理器选用t2矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准；
当E2＜E≤E3，中控处理器选用t3矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准；
当E3＜E≤E4，中控处理器选用t4矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准；
对于第i预设通氧时间参数矩阵ti，i=1，2，3，4，ti（tia，tib，mi），其中，tia为第i预设
通氧时长，tib为第i预设检测周期，tib＜tia，mi为第i最大检测次数；当中控处理器选用ti
矩阵中参数作为氧枪运行参数的调节标准时，中控处理器会在氧枪通氧时长达到tia×n时
使用视觉检测器检测钢水内的脱碳进度并在检测后的每一个tib时长后使用TES探头周期
性检测钢水内的含碳量，其中，n为实际冶炼的钢水总量na与预设单位钢水量nb之间的比
值，
。
3.根据权利要求2所述的HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺，其特征在于，在所述步骤4中，中控处理器建立预设火焰亮度矩阵L0和预设反应阶段矩阵R0；对于所述预设火焰亮度矩阵L0，L0（L1，L2，L3，L4），其中，L1为第一预设火焰亮度，L2为第二预设火焰亮度，L3为第三预设火焰亮度，L4为第四预设火焰亮度，各预设火焰亮度的亮度值按照顺序逐渐降低；对于所述预设反应阶段矩阵R0，R0（R1，R2，R3，R4），其中，R1为反应初期的第一预设反应阶段，R2为反应前期的第二预设反应阶段，R3为反应中期的第三预设反应阶段，R4为反应后期的第四预设反应阶段；
中控处理器选用ti矩阵中的参数调节氧枪的运行参数且氧枪的通氧时长达到tia×n时，中控处理器控制所述视觉检测器对所述转炉内的火焰亮度L进行初次检测并在检测完成后将L与L0矩阵中的参数进行比对：
当L≥L1时，中控处理器判定转炉内的脱碳反应处于第一预设反应阶段；
当L2≤L＜L1时，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第二预设反应阶段；
当L3≤L＜L2时，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第三预设反应阶段；
当L4≤L＜L3时，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第四预设反应阶段；
当中控处理器初次检测的结果为L≥L3时，中控处理器会控制视觉检测器在初次检测后的tib时长后再次检测转炉内的火焰亮度，若该次检测结果仍为L≥L3时，中控处理器控制视觉检测器在检测完成后的tib时长后重新检测转炉内的火焰亮度L直至L4≤L＜L3；当中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第四预设反应阶段时，中控处理器控制氧枪停止通氧并控制视觉检测器检测氧枪的轮廓清晰度以判定脱碳反应是否完成。
4.根据权利要求3所述的HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺，其特征在于，所述中控处理器中设有预设轮廓清晰度K0，中控处理器判定转炉内脱碳反应处于第四预设反应阶段且视觉检测器的检测次数小于mi时，中控处理器控制视觉检测器检测氧枪的轮廓清晰度K，当K≥K0时，中控处理器判定转炉内钢水脱碳完成。
5.根据权利要求4所述的HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺，其特征在于，在所述步骤5中，中控处理器建立预设氧气含量矩阵Q0和预设增碳剂添加量矩阵C0；对于所述预设氧气含量矩阵Q0，Q0（Q1，Q2，Q3，Q4），其中，Q1为第一预设氧气含量，Q2为第二预设氧气含量，Q3为第三预设氧气含量，Q4为第四预设氧气含量，各预设氧气含量按照顺序逐渐增加；对于所述预设增碳剂添加量矩阵C0，C0（C1，C2，C3，C4），其中，C1为第一预设增碳剂添加量，C2为第二预设增碳剂添加量，C3为第三预设增碳剂添加量，C4为第四预设增碳剂添加量，各预设增碳剂添加量按照顺序逐渐增加；
在添加增碳剂时，中控处理器控制气体检测器检测钢水内的氧气含量Q，检测完成后中控处理器将Q与Q0矩阵中的参数进行比对：
当Q＜Q1时，中控处理器判定钢水内氧气含量在指定区间内，不向刚水中添加增碳剂；
当Q1≤Q＜Q2时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C1；
当Q2≤Q＜Q3时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C2；
当Q3≤Q＜Q4时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C3；
当Q＞Q4时，中控处理器将增碳剂的添加量设置为C4；
中控处理器在添加完指定量的增碳剂后重新检测钢水内的氧气含量并在添加后的预设时长后重新检测钢水中的氧气含量Q’，当Q’≥Q1时，中控处理器根据Q’与所述Q0矩阵中各项参数之间的关系重新向钢水内投放对应量的增碳剂并在投放后的预设时长后重新检测钢水中的氧气含量Q”，若Q”≥Q1，则重复上述步骤以逐次去除刚水中的氧气直至刚水中的氧气含量小于Q1。
6.根据权利要求5所述的HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺，其特征在于，所述中控处
理器在向刚水中添加增碳剂时，会根据投放增碳剂的次数对该次的增碳剂投放量进行修
正，当中控处理器第m次向钢水中投放增碳剂且增碳剂的投放量为Ci时，i=1，2，3，4，中控处
理器将该次增碳剂的投放量修正为Ci’，
。
7.根据权利要求5所述的HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺，其特征在于，所述中控处理器中还设有预设应用领域矩阵A0和预设金属种类矩阵M0；对于所述预设应用领域矩阵A0，A0（A1，A2，A3，A4），其中，A1为用于轨道的第一预设领域，A2为用于存储介质的第二预设领域，A3为用于运输的第三预设领域，A4为用于建筑的第四预设领域；对于所述预设金属种类矩阵M0，M0（M1，M2，M3，M4），其中，M1为第一预设种类金属，M2为第二预设种类金属，M3为第三预设种类金属，M4为第四预设种类金属：
在所述步骤7中，中控处理器会根据钢水的实际应用领域确定合金化时添加的金属的种类：
当钢水的应用领域为A1时，中控处理器判定添加的金属种类为M1；
当钢水的应用领域为A2时，中控处理器判定添加的金属种类为M2；
当钢水的应用领域为A3时，中控处理器判定添加的金属种类为M3；
当钢水的应用领域为A4时，中控处理器判定添加的金属种类为M4。
8.根据权利要求7所述的HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺，其特征在于，所述中控处理器中还设有预设密度矩阵ρ0（ρ1，ρ2，ρ3，ρ4），其中，ρ1为第一预设密度，ρ2为第二预设密度，ρ3为第三预设密度，ρ4为第四预设密度；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M1时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ1；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M2时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ2；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M3时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ3；
当中控处理器将添加的金属种类设置为M4时，中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρ4；
当所述中控处理器将合金化完成的钢水的预设密度设置为ρi时，i=1，2，3，4，中控处理器会在合金化过程中控制所述密度监测器实时检测钢水的密度ρ，当ρ=ρi时，中控处理器判定金属的添加量达到指定值。
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Denomination of invention: A converter smelting process for HRB400cE corrosion-resistant steel Effective date of registration: 20231212 Granted publication date: 20220805 Pledgee: Bank of Xiamen Limited by Share Ltd. Zhangzhou branch Pledgor: FUJIAN SANBAO STEEL Co.,Ltd. Registration number: Y2023980071032 |
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