CN112680566B - 一种精炼炉脱碳终点检测方法及检测系统 - Google Patents

一种精炼炉脱碳终点检测方法及检测系统 Download PDF

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CN112680566B CN202011510737.XA CN202011510737A CN112680566B CN 112680566 B CN112680566 B CN 112680566B CN 202011510737 A CN202011510737 A CN 202011510737A CN 112680566 B CN112680566 B CN 112680566B
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Abstract

本发明公开了一种精炼炉脱碳终点检测方法,其包括:获取精炼炉中的烟气成分以及烟气流量,并计算脱碳总量;获取精炼炉入炉原料中各元素含量以及钢液各元素目标含量,并计算精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量;根据目标钢液碳元素含量、精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,计算精炼炉在真空脱碳结束后的目标碳含量;根据真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素含量、脱碳总量以及进站钢液质量计算当前钢液碳元素含量,并根据当前钢液碳元素含量和目标碳含量,判断精炼炉真空脱碳是否结束。本发明可以实时预测钢液碳含量并判断脱碳终点。

Description

一种精炼炉脱碳终点检测方法及检测系统
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域,尤其涉及一种精炼炉脱碳终点检测方法及检测系统。
背景技术
随着汽车、家电以及机械等制造业的发展,对低碳、超低碳钢的需求越来越大,RH真空精炼装置(1959年德国
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 465328DEST_PATH_IMAGE002
公司联合研发的精炼装置)以其良好的脱碳能力成为国内外生产低碳钢普遍采用的手段之一。
RH真空精炼装置在冶炼过程中,尚无直接快速测量钢液中碳含量的方法,一般是根据现场操作经验控制脱碳终点。为保证脱碳效果,采用延长脱碳时间的方式,容易造成脱碳终点控制精度差、精炼时间延长等问题,给钢铁生产效率、产品质量以及能源和物质消耗带来严重影响。因此,建立一种实时预测钢液碳含量并准确判断脱碳终点的方法具有十分重要的意义。
发明内容
本申请实施例通过提供一种精炼炉脱碳终点检测方法及检测系统,可以实时预测钢液碳含量并判断脱碳终点。
本发明提供一种精炼炉脱碳终点检测方法,其包括:
获取精炼炉中的烟气成分以及烟气流量,并根据所述烟气成分以及所述烟气流量计算脱碳总量;
获取所述精炼炉入炉原料中元素含量以及所述精炼炉中钢液元素目标含量;
根据所述入炉原料中元素含量和所述钢液元素目标含量,计算所述精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量;
根据预设的目标钢液碳元素含量、所述精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,计算得到所述精炼炉在真空脱碳结束后的目标碳含量;
根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、所述脱碳总量以及进站钢液质量计算当前钢液碳元素含量,并根据所述当前钢液碳元素含量和所述目标碳含量,判断所述精炼炉真空脱碳是否结束。
优选的,所述根据所述烟气成分以及所述烟气流量计算脱碳总量,包括:
获取所述精炼炉中的烟气流量测量结果延迟时间、烟气成分测量结果延迟时间、烟气流量、预设的加权时长以及含碳烟气所占比例,并根据所述烟气流量测量结果延迟时间、所述烟气成分测量结果延迟时间、所述烟气流量、所述预设的加权时长以及所述含碳烟气所占比例计算所述脱碳总量。
优选的,所述根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、所述脱碳总量以及进站钢液质量计算当前钢液碳元素含量,包括:
根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、所述脱碳总量、所述进站钢液质量以及预设的脱碳延迟修正参数,计算所述当前钢液碳元素含量。
优选的,还包括:
根据所述精炼炉的脱碳速度、烟气成分测量结果延迟时间以及预设的回归系数,计算所述脱碳延迟修正参数。
优选的,所述根据所述入炉原料中各元素含量和所述钢液各元素目标含量计算所述精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,包括:
根据真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素质量、所述进站钢液质量、钢液中各元素目标含量、钢液中各元素进站含量、真空脱碳处理过程所加入合金中的各元素含量、真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素含量,计算真空脱碳处理过程所增加的碳元素总量。
优选的,所述计算所述精炼炉在真空脱碳结束后的目标碳含量,包括:
根据预设的目标钢液碳元素含量、真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素含量、所述进站钢液质量,计算所述目标碳含量。
优选的,所述根据所述当前钢液碳元素含量和所述目标碳含量,判断所述精炼炉真空脱碳是否结束,具体为:
当所述当前钢液碳元素含量小于所述目标碳含量时,则判断所述精炼炉真空脱碳结束。
本发明还提供一种精炼炉脱碳终点检测系统,其包括:
检测装置,用于获取精炼炉中的烟气成分以及烟气流量,以及获取所述精炼炉入炉原料中元素含量以及所述精炼炉中钢液元素目标含量;
数据处理装置,与所述检测装置通讯连接,用于根据所述烟气成分以及所述烟气流量计算脱碳总量,还根据所述入炉原料中元素含量和所述钢液元素目标含量计算所述精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,并根据目标钢液碳元素含量、所述精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,计算得到所述精炼炉在真空脱碳结束后的目标碳含量,且根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、进站钢液质量计算当前钢液碳元素含量,并根据所述当前钢液碳元素含量和所述目标碳含量,判断所述精炼炉真空脱碳是否结束。
优选的,所述检测装置,还用于获取所述精炼炉中的烟气流量测量结果延迟时间、烟气成分测量结果延迟时间、烟气流量、预设的加权时长以及含碳烟气所占比例;
所述数据处理装置,用于根据所述烟气流量测量结果延迟时间、所述烟气成分测量结果延迟时间、所述烟气流量、所述预设的加权时长以及所述含碳烟气所占比例计算所述脱碳总量。
优选的,所述数据处理装置,用于根据所述精炼炉的脱碳速度、烟气成分测量结果延迟时间以及预设的回归系数,计算脱碳延迟修正参数,以及根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、所述脱碳总量、所述进站钢液质量以及所述脱碳延迟修正参数,计算所述当前钢液碳元素含量。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本发明能够在脱碳过程中根据精炼炉内的烟气成分和流量实时预测钢液碳元素含量,能够根据目标碳元素含量判断脱碳终点,进而能够提高精炼炉脱碳终点控制准确度,缩短脱碳周期,进而获得降低介质及能源消耗的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的精炼炉脱碳终点检测方法流程图。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请,下面结合附图,通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
本发明提供一种精炼炉脱碳终点检测方法,如图1所示,该检测方法包括:
S1、在精炼炉真空脱碳处理开始后,获取在真空脱碳处理时精炼炉中所产生的烟气成分以及烟气流量,并根据烟气成分以及烟气流量计算脱碳总量,烟气包含有一氧化碳和/或二氧化碳。
根据烟气成分以及烟气流量计算脱碳总量,包括:
获取精炼炉中的烟气流量测量结果延迟时间、烟气成分测量结果延迟时间、烟气流量、预设的加权时长以及含碳烟气所占比例,并根据烟气流量测量结果延迟时间、烟气成分测量结果延迟时间、烟气流量、预设的加权时长以及含碳烟气所占比例计算脱碳总量。
烟气流量测量结果延迟时间是指检测到烟气流量值的时间与该烟气流量值实际出现时间之间的差值,烟气成分测量结果延迟时间是指检测到烟气成分值的时间与该烟气成分值实际出现时间之间的差值。
在一具体实施例中,脱碳总量的计算方法如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中:
Figure 772682DEST_PATH_IMAGE004
为实时脱碳速度,对应单位为kg/s(即千克每秒);
Figure 617666DEST_PATH_IMAGE005
为烟气流量测量结果延迟时间,对应单位为s(即秒);
Figure 75192DEST_PATH_IMAGE006
为烟气成分测量结果延迟时间,对应单位为s;
Figure 951881DEST_PATH_IMAGE007
为实时烟气流量,对应单位为kg/s;
Figure 836660DEST_PATH_IMAGE008
为:距离当前时间为TG-TF的加权烟气流量,即距离当前时间在TG-TF-T0至TG-TF+T0范围内的烟气流量均值,对应单位为kg/s;
T0为加权时长,对应单位为s;
Figure 431590DEST_PATH_IMAGE009
为烟气CO成分实时测量结果,对应单位为%;
Figure 692807DEST_PATH_IMAGE010
为烟气CO2成分实时测量结果,对应单位为%;
Figure 564948DEST_PATH_IMAGE011
为成分测量修正系数;
Figure 620628DEST_PATH_IMAGE012
为脱碳总量,对应单位为kg;
Figure 702854DEST_PATH_IMAGE013
为脱碳量真空室气体修正系数,对应单位为kg。
S2、获取精炼炉入炉原料中各元素含量以及精炼炉中钢液各元素目标含量,并根据入炉原料中各元素含量和钢液各元素目标含量计算精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量。入炉原料为加入精炼炉的原料。
根据入炉原料中各元素含量和精炼炉中钢液各元素目标含量计算精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,包括:
根据真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素质量、进站钢液质量、钢液中各元素目标含量、钢液中各元素进站含量、真空脱碳处理过程所加入合金中的各元素含量、真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素含量,计算真空脱碳处理过程所增加的碳元素总量。
真空脱碳处理过程所加入合金包含有废钢以及含铁原料。
在一实施例中,真空脱碳处理过程所增加的碳元素总量的计算方法如下:
Figure 505112DEST_PATH_IMAGE014
其中:
Figure 90815DEST_PATH_IMAGE015
为真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素质量,对应单位为kg(即千克),例如可以为10kg;
Figure 848555DEST_PATH_IMAGE016
为进站钢液质量,对应单位为kg;
Figure 152497DEST_PATH_IMAGE017
为钢液中第
Figure 489938DEST_PATH_IMAGE018
个元素的目标含量,对应单位为%;
Figure 461305DEST_PATH_IMAGE019
为钢液中第
Figure 858788DEST_PATH_IMAGE018
个元素的进站含量,即进站钢液中的第
Figure 790972DEST_PATH_IMAGE018
个元素的含量,对应单位为%;
Figure 197683DEST_PATH_IMAGE020
为钢液中第
Figure 772625DEST_PATH_IMAGE018
个元素对应所加入合金中的的元素i含量,对应单位为%;
Figure 606589DEST_PATH_IMAGE021
为钢液中第
Figure 885124DEST_PATH_IMAGE018
个元素对应所加入合金中的碳元素含量,对应单位为%。
S3、根据目标钢液碳元素含量、精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,计算精炼炉在真空脱碳结束后的目标碳含量。
计算精炼炉在真空脱碳结束后的目标碳含量,包括:
根据预设的目标钢液碳元素含量、真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素含量、进站钢液质量,计算目标碳含量。
在一具体实施例中,真空脱碳结束后,目标碳含量计算方法如下:
Figure 829946DEST_PATH_IMAGE022
其中:
Figure 244747DEST_PATH_IMAGE023
可以是215000kg,
Figure 249612DEST_PATH_IMAGE024
可以是10kg。
Figure 15443DEST_PATH_IMAGE025
为预设的目标钢液碳元素含量,对应单位为%,例如可以是0.01%;
Figure 498377DEST_PATH_IMAGE026
为脱碳结束后的目标碳含量,对应单位为%。
Figure 174209DEST_PATH_IMAGE027
S4、在获取到精炼炉中的入炉原料的样品检测结果且精炼炉中且脱碳速率下降后,根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、脱碳总量以及进站钢液质量计算当前钢液碳元素含量,并根据当前钢液碳元素含量和目标碳含量,判断精炼炉真空脱碳是否结束。
精炼炉中的入炉原料的样品检测结果包括入炉原料中各元素含量。
其中,真空脱碳开始后,实时烟气流量flow在设定时间内(例如10s)持续超过流量阈值
Figure 352905DEST_PATH_IMAGE028
之后,又在设定时间内(例如10s)持续小于阈值
Figure 606031DEST_PATH_IMAGE028
,则判断脱碳速率降低。
例如,TF为7s,TG为35s,T0为5s,
Figure 892656DEST_PATH_IMAGE029
为0.95,则
Figure 16470DEST_PATH_IMAGE030
Figure 628717DEST_PATH_IMAGE031
Figure 103561DEST_PATH_IMAGE032
为0.1kg,则
Figure 193877DEST_PATH_IMAGE033
流量阈值
Figure 703355DEST_PATH_IMAGE028
为1.5kg/s,真空脱碳开始后,实时烟气流量flow持续10s超过流量阈值1.5kg/s之后,又持续10s小于流量阈值1.5kg/s,则认为脱碳速率开始下降。
精炼炉脱碳终点检测方法还包括:
根据精炼炉的脱碳速度、烟气成分测量结果延迟时间以及预设的回归系数,计算脱碳延迟修正参数。
根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、脱碳总量、进站钢液质量以及预设的脱碳延迟修正参数,计算当前钢液碳元素含量。
在一具体实施例中,当前钢液碳含量的计算方法如下:
Figure 96290DEST_PATH_IMAGE034
其中:
Figure 61360DEST_PATH_IMAGE035
为当前钢液碳元素含量,对应单位为%;
Figure 689787DEST_PATH_IMAGE036
为真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量,对应单位为%;
Figure 53773DEST_PATH_IMAGE037
为脱碳延迟修正参数,对应单位为kg;
Figure 742243DEST_PATH_IMAGE038
为进站钢液质量,对应单位为kg;
Figure 191679DEST_PATH_IMAGE037
的计算方法如下:
Figure 623797DEST_PATH_IMAGE039
其中:
v为脱碳速度,对应单位为kg/s;
TG为烟气成分测量结果延迟时间,对应单位为s;
a为回归系数;
e为自然常数。
例如,回归系数a=-0.009,
Figure 842289DEST_PATH_IMAGE040
进站钢液质量
Figure 701661DEST_PATH_IMAGE038
=215000kg,真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量XC0=0.045%,当前钢液碳元素含量XC的计算方法:
Figure 375743DEST_PATH_IMAGE041
Figure 611552DEST_PATH_IMAGE042
Figure 950130DEST_PATH_IMAGE043
以根据实际烟气成分计算结果为准,例如,
Figure 980403DEST_PATH_IMAGE042
=79.5kg,
Figure 279797DEST_PATH_IMAGE043
=4.4kg,则
Figure 53718DEST_PATH_IMAGE044
根据当前钢液碳元素含量和目标碳含量,判断精炼炉真空脱碳是否结束,具体为:
当前钢液碳元素含量小于目标碳含量时,则判断精炼炉真空脱碳结束。
本发明还提供一种精炼炉脱碳终点检测系统,检测系统包括:检测装置和数据处理装置。
检测装置用于在精炼炉真空脱碳处理开始后,获取在真空脱碳处理时精炼炉中所产生的烟气成分以及烟气流量,以及获取精炼炉入炉原料中各元素含量以及钢液各元素目标含量,烟气包含有一氧化碳和/或二氧化碳。
检测装置进一步地还用于获取精炼炉中的烟气流量测量结果延迟时间、烟气成分测量结果延迟时间、烟气流量、预设的加权时长以及含碳烟气所占比例。
数据处理装置与检测装置通讯连接,用于根据烟气成分以及烟气流量计算脱碳总量,还根据入炉原料中各元素含量和钢液各元素目标含量计算精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,并根据目标钢液碳元素含量、精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,计算精炼炉在真空脱碳结束后的目标碳含量,且根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、脱碳总量以及进站钢液质量计算当前钢液碳元素含量,并根据当前钢液碳元素含量和目标碳含量,判断精炼炉真空脱碳是否结束。具体的,当当前钢液碳元素含量小于目标碳含量时,则判断精炼炉真空脱碳结束。
数据处理装置用于根据烟气流量测量结果延迟时间、烟气成分测量结果延迟时间、烟气流量、预设的加权时长以及含碳烟气所占比例计算脱碳总量。
数据处理装置用于根据精炼炉的脱碳速度、烟气成分测量结果延迟时间以及预设的回归系数,计算脱碳延迟修正参数,以及根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、脱碳总量、进站钢液质量以及脱碳延迟修正参数,计算当前钢液碳元素含量。
数据处理装置用于根据精炼炉的脱碳速度、烟气成分测量结果延迟时间以及预设的回归系数,计算脱碳延迟修正参数。
数据处理装置用于根据真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素质量、进站钢液质量、钢液中各元素目标含量、钢液中各元素进站含量、真空脱碳处理过程所加入合金中的各元素含量、真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素含量,计算真空脱碳处理过程所增加的碳元素总量。
数据处理装置用于根据预设的目标钢液碳元素含量、真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素含量、进站钢液质量,计算目标碳含量。
综上所述,本发明提供的精炼炉脱碳终点检测方法及检测系统,在精炼炉真空脱碳处理开始后,就获取在真空脱碳处理时精炼炉中所产生的烟气成分以及烟气流量,并根据烟气成分以及烟气流量计算脱碳总量,再获取精炼炉入炉原料中各元素含量以及钢液各元素目标含量,并根据入炉原料中各元素含量和钢液各元素目标含量计算精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量;根据目标钢液碳元素含量、精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,计算精炼炉在真空脱碳结束后的目标碳含量;根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、脱碳总量以及进站钢液质量计算当前钢液碳元素含量,并根据当前钢液碳元素含量和目标碳含量,判断精炼炉真空脱碳是否结束。在计算目标碳含量时,考虑到了目标钢液碳元素含量、外部带入的碳元素含量以及脱碳总量,充分考虑了碳元素的增加和减少情形,以保证最终计算得到的当前钢液碳含量更准确,进而保证真空脱碳是否结束的结果准确。
本发明能够在脱碳过程中根据精炼炉内的烟气成分和流量实时预测钢液碳元素含量,能够根据目标碳元素含量判断脱碳终点,进而能够提高精炼炉脱碳终点控制准确度,缩短脱碳周期,进而获得降低介质及能源消耗的效果。
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 (3)

1.一种精炼炉脱碳终点检测方法,其特征在于,包括:
获取精炼炉中的烟气成分以及烟气流量,并根据所述烟气成分以及所述烟气流量计算脱碳总量;
获取所述精炼炉入炉原料中元素含量以及所述精炼炉中钢液元素目标含量;
根据所述入炉原料中元素含量和所述钢液元素目标含量,计算所述精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量;
根据预设的目标钢液碳元素含量、所述精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,计算得到所述精炼炉在真空脱碳结束后的目标碳含量;
根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、所述脱碳总量以及进站钢液质量计算当前钢液碳元素含量,并根据所述当前钢液碳元素含量和所述目标碳含量,判断所述精炼炉真空脱碳是否结束;
所述脱碳总量的计算方法如下:
Figure 312481DEST_PATH_IMAGE001
其中:
Figure 291938DEST_PATH_IMAGE002
为实时脱碳速度,对应单位为kg/s;TF为烟气流量测量结果延迟时间,为7s;TG为烟气成分测量结果延迟时间,为35s;flow为实时烟气流量,对应单位为kg/s;
Figure 133992DEST_PATH_IMAGE003
为:距离当前时间为TG-TF的加权烟气流量,即距离当前时间在TG-TF-T0至TG-TF+T0范围内的烟气流量均值,对应单位为kg/s;T0为加权时长,为5s;
Figure 591519DEST_PATH_IMAGE004
为烟气CO成分实时测量结果,对应单位为%;
Figure 235252DEST_PATH_IMAGE005
为烟气CO2成分实时测量结果,对应单位为%;
Figure 385610DEST_PATH_IMAGE006
为成分测量修正系数,为0.95;
Figure 714961DEST_PATH_IMAGE007
为脱碳总量,对应单位为kg;
Figure 976178DEST_PATH_IMAGE008
为脱碳量真空室气体修正系数,为0.1kg;
所述真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量的计算方法如下:
Figure 208838DEST_PATH_IMAGE009
其中:
Figure 264519DEST_PATH_IMAGE010
为真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素质量,对应单位为kg;
Figure 81165DEST_PATH_IMAGE011
为进站钢液质量,对应单位为kg;
Figure 880494DEST_PATH_IMAGE012
为钢液中第
Figure DEST_PATH_IMAGE013
个元素的目标含量,对应单位为%;Ele0-i为钢液中第
Figure 295557DEST_PATH_IMAGE013
个元素的进站含量,即进站钢液中的第
Figure 53297DEST_PATH_IMAGE013
个元素的含量,对应单位为%;Xi为钢液中第
Figure 91661DEST_PATH_IMAGE013
个元素对应所加入合金中的元素
Figure 196145DEST_PATH_IMAGE013
含量,对应单位为%;Xi-C为钢液中第i个元素对应所加入合金中的碳元素含量,对应单位为%;
所述目标碳含量计算方法如下:
Figure 636354DEST_PATH_IMAGE014
其中:XC-aim为预设的目标钢液碳元素含量,对应单位为%;XDC-end为脱碳结束后的目标碳含量,对应单位为%;
当前钢液碳含量的计算方法如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE015
其中:XC为当前钢液碳元素含量,对应单位为%;XC0为真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量;
Figure 96154DEST_PATH_IMAGE016
为脱碳延迟修正参数,对应单位为kg;
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为进站钢液质量,对应单位为kg;
Figure 451174DEST_PATH_IMAGE018
其中:a为回归系数,为-0.009;e为自然常数。
2.根据权利要求1所述的精炼炉脱碳终点检测方法,其特征在于,所述根据所述当前钢液碳元素含量和所述目标碳含量,判断所述精炼炉真空脱碳是否结束,具体为:
当所述当前钢液碳元素含量小于所述目标碳含量时,则判断所述精炼炉真空脱碳结束。
3.一种精炼炉脱碳终点检测系统,其采用权利要求1或2所述的精炼炉脱碳终点检测方法,其特征在于,包括:
检测装置,用于获取精炼炉中的烟气成分以及烟气流量,以及获取所述精炼炉入炉原料中元素含量以及所述精炼炉中钢液元素目标含量;
数据处理装置,与所述检测装置通讯连接,用于根据所述烟气成分以及所述烟气流量计算脱碳总量,还根据所述入炉原料中元素含量和所述钢液元素目标含量计算所述精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,并根据预设目标钢液碳元素含量、所述精炼炉在真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量,计算得到所述精炼炉在真空脱碳结束后的目标碳含量,且根据真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量、所述脱碳总量以及进站钢液质量计算当前钢液碳元素含量,并根据所述当前钢液碳元素含量和所述目标碳含量,判断所述精炼炉真空脱碳是否结束;
所述脱碳总量的计算方法如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE019
其中:
Figure 389043DEST_PATH_IMAGE020
为实时脱碳速度,对应单位为kg/s;TF为烟气流量测量结果延迟时间,为7s;TG为烟气成分测量结果延迟时间,为35s;flow为实时烟气流量,对应单位为kg/s;
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为:距离当前时间为TG-TF的加权烟气流量,即距离当前时间在TG-TF-T0至TG-TF+T0范围内的烟气流量均值,对应单位为kg/s;T0为加权时长,为5s;
Figure 513119DEST_PATH_IMAGE022
为烟气CO成分实时测量结果,对应单位为%;
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为烟气CO2成分实时测量结果,对应单位为%;
Figure 409400DEST_PATH_IMAGE024
为成分测量修正系数,为0.95;
Figure DEST_PATH_IMAGE025
为脱碳总量,对应单位为kg;
Figure 732276DEST_PATH_IMAGE026
为脱碳量真空室气体修正系数,为0.1kg;
所述真空脱碳处理过程中所增加的碳元素总量的计算方法如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE027
其中:
Figure 739416DEST_PATH_IMAGE028
为真空脱碳处理过程所加入合金中的碳元素质量,对应单位为kg;
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为进站钢液质量,对应单位为kg;
Figure 717998DEST_PATH_IMAGE030
为钢液中第
Figure DEST_PATH_IMAGE031
个元素的目标含量,对应单位为%;
Figure 519601DEST_PATH_IMAGE032
为钢液中第
Figure 521317DEST_PATH_IMAGE031
个元素的进站含量,即进站钢液中的第
Figure 738672DEST_PATH_IMAGE031
个元素的含量,对应单位为%;Xi为钢液中第
Figure 7979DEST_PATH_IMAGE031
个元素对应所加入合金中的元素
Figure 183746DEST_PATH_IMAGE031
含量,对应单位为%;Xi-C为钢液中第
Figure 171293DEST_PATH_IMAGE031
个元素对应所加入合金中的碳元素含量,对应单位为%;
所述目标碳含量计算方法如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE033
其中:XC-aim为预设的目标钢液碳元素含量,对应单位为%;XDC-end为脱碳结束后的目标碳含量,对应单位为%;
当前钢液碳含量的计算方法如下:
Figure 756121DEST_PATH_IMAGE034
其中:XC为当前钢液碳元素含量,对应单位为%;XC0为真空脱碳处理过程进站钢液初始碳含量;
Figure DEST_PATH_IMAGE035
为脱碳延迟修正参数,对应单位为kg;
Figure 942251DEST_PATH_IMAGE036
为进站钢液质量,对应单位为kg;
Figure DEST_PATH_IMAGE037
其中:a为回归系数,为-0.009;e为自然常数。
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