CN112863609A - 一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法及装置，方法选择与本炉次最近的炉次作为参考炉次，计算参考炉次的冷却能和氧单耗；根据参考炉次的冷却能和氧单耗，计算本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。本发明主要特点是简单快捷、方便实用，它避免了采用传统物料平衡和热平衡计算的繁琐操作，使用最近冶炼的炉次作为参考炉次进行计算反映了转炉操作的时效性，提高了计算值的可用性，使用本方法的计算值进行转炉冶炼控制，可以提高吹氧控制水平，保证既不过吹，也不欠吹，加入的冷却(发热)剂量合适，可以有效提高转炉冶炼终点钢水碳含量命中率和温度命中率。

Description

一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法及装置

技术领域

本发明涉及转炉炼钢领域，具体涉及一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法及装置。

背景技术

转炉炼钢通过向装有铁水、废钢的转炉中加入造渣材料，从转炉顶部吹入氧气进行剧烈的氧化反应，降低铁水中的碳，脱除硫磷等有害杂质，并使金属熔池升温，将铁水变为钢水。转炉冶炼终点期望获得理想的钢水碳含量和钢水温度，供氧制度是决定能否达到预期冶炼目标最关键的因素。供氧的好坏直接影响着终点钢水的质量，转炉中反应复杂，影响吹氧量的因素很多，给吹氧量的确定带来了很大困难。当转炉熔池反应的热量有富余(或欠缺)时，可以加入冷却(或发热)剂调节熔池温度。因此，准确计算转炉炼钢的吹氧量和冷却(发热)剂量对转炉冶炼能否达到预期目标具有重要的意义。

当前，计算转炉炼钢吹氧量和冷却剂量主要方法是物料平衡和热平衡。物料平衡是计算炼钢过程中加入炉内和参与炼钢过程的全部物料(包括铁水、废钢、氧气、冷却剂、渣料和被侵蚀的炉衬等)和炼钢过程的产物(包括钢水、熔渣、炉气、烟尘等)之间的平衡关系。热平衡是计算炼钢过程的热量收入(包括铁水的物理热和化学热)和热量支出(包括钢水、熔渣、炉气的物理热，冷却剂熔化和分解热)之间的平衡关系。通过物料平衡和热平衡计算，可以计算出转炉炼钢的所需要的吹氧量和加入的冷却(发热)剂量。完全依赖物料平衡和热平衡的静态模型属于机理性模型，它需要知道每一项收入项和支出项的具体情况。然而，在转炉炼钢的实际生产中，我们很难弄清每一项收支的准确数据，对于一些无法获取的数据引入了假定条件，并且还可能有一些影响到收支平衡因素被忽略了，最终影响了计算结果的准确性。另外，物料平衡和热平衡计算过程比较繁琐，不易操作和使用。

发明内容

针对传统物料平衡和热平衡计算的不足，本发明在机理计算的基础上引入参考炉次的概念，通过对比本炉次和参考炉次在入炉料和目标值等的偏差来确定吹氧量和冷却剂量。参考炉次为最近冶炼的炉次，其基本理论思想是：相同的原料条件和操作过程，会得到相同的冶炼结果，因此这种方法也称为增量计算法。本发明综合考虑计算的准确性和操作的复杂性，设计了一种全新的转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法和装置。

作为本发明的第一方面，提供一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法，所述方法包括：

步骤1，选择与本炉次最近的炉次作为参考炉次，计算参考炉次的冷却能和氧单耗；

步骤2，根据参考炉次的冷却能和氧单耗，计算本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；

步骤3，根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。

进一步地，炉次的冷却能R_s和氧单耗O_s的计算公式如下：

公式一：R_s＝∑(W_ai×a_i)/W_ch×100％；

其中，R_s表示单位重量金属炉料所需要的冷却料量，即冷却能；W_ai为除铁水外的装入原料i的重量，单位为t；ai为原料i的冷却能系数；W_ch为金属装入总量，单位为t；公式一中，i＝1,...,(原料类型数-1)；

公式二：O_s＝[V_o+∑(W_bi×b_i)}/W_hm；

其中，O_s表示单位重量的铁水所需的氧气量，即氧单耗；V_o为吹氧量，单位为m³；W_bi为副原料i的重量，单位为t；b_i为副原料i的氧单耗系数，单位为m³/t；W_hm为装入铁水量，单位为t，公式二中，i＝1,...,副原料类型数；

步骤1中，通过上述公式一和公式二计算参考炉次的冷却能和氧单耗。

进一步地，步骤2中，通过参考炉次的冷却能和氧单耗，计算对应的本炉次的目标冷却能和目标氧单耗具体为：

令参考炉次k的冷却能为R_sb(k)、氧单耗为O_sb(k)，通过增量法计算本炉次的目标冷却能R_s(k)和目标氧单耗O_s(k)，表示为如下公式三和公式四：

公式三：R_s(k)＝R_sb(k)+0.1*a₁(Si–Si_b)+a₂(T_hm-T_hmb)+a₃(T_st–T_stb)+F(C_e)-F(C_eb)；

公式四：O_s(k)＝O_sb(k)+0.1*b₁(Si–Si_b)+G(C_e)-G(C_eb)；

其中，Si为本炉次铁水硅含量，单位为10^-2；Si_b为参考炉次硅含量，单位为10^-2；T_hm为本炉次铁水温度，单位为℃；T_hmb为参考炉次铁水温度，单位为℃；C_e为本炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；C_eb为参考炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；a₁，a₂，a₃分别为铁水硅含量、铁水温度和钢水温度冷却能系数；b₁为铁水硅含量氧单耗系数；F(C)为对应炉次的冷却能碳函数，F(C)＝γC–δ(β/α)ln{exp[(C-C₀)/β]–1}，G(C)为对应炉次的氧单耗碳函数，其中，α，β，γ，δ为系数，C为对应炉次的吹炼终点碳含量，C₀为常数。

进一步地，步骤3具体为：

令公一式和公式三相等，公式二和公式四相等，并在公式一中将铁矿石从所有副原料中分离出来，得到冷却剂量W_ore和吹氧量V_o，分别表示为如下公式五和公式六：

公式五：W_ore＝[R_s(k)×W_ch/100-Σ(W_ai’×a_i)]/a_ore；

公式六：V_o＝O_s(k)×W_ch-Σ(W_bi×b_i)；

其中，W_ch为金属装入量，单位为t，金属指铁水和废钢；W_ai’为除铁矿石外的副原料重量，单位为t；a_i为副原料i的冷却能系数；a_ore为铁矿石冷却能系数。

进一步地，所述方法还包括：

选择与本炉次最近的n个炉次作为参考炉次，分别计算每个参考炉次的冷却能和氧单耗；对通过每一个参考炉次的冷却能和氧单耗，计算对应的本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，从而得到n组本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；通过计算出的n组本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本次炉的平均冷却能和平均氧单耗，最后根据本炉次的平均冷却能和平均氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。

进一步地，计算本次炉的平均冷却能和平均氧单耗具体为：

令通过参考炉次k的冷却能R_sb(k)和氧单耗O_sb(k)计算出的本炉次的目标冷却能为R_s(k)、目标氧单耗为O_s(k)，通过如下公式七和公式八计算本炉次的平均冷却能R_sa和平均氧单耗O_sa；

公式七：R_sa＝Σ[Rs(k)]/n；

公式八：O_sa＝Σ[Os(k)]/n；

其中，K＝1,...,n；

将计算出的R_sa和O_sa代入公式五和公式六中，从而求出冷却剂量W_ore和吹氧量V_o。

作为本发明的第二方面，提供一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算装置，所述装置包括参考炉次计算模块、本炉次计算模块和冷却剂量/吹氧量计算模块；

所述参考炉次计算模块用于选择与本炉次最近的炉次作为参考炉次，计算参考炉次的冷却能和氧单耗；

所述本炉次计算模块用于根据参考炉次的冷却能和氧单耗，计算本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；

所述冷却剂量/吹氧量计算模块用于根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。

进一步地，参考炉次计算模块通过如下公式一和公式二计算参考炉次的冷却能和氧单耗；

公式一：R_s＝∑(W_ai×a_i)/W_ch×100％；

其中，R_s表示单位重量金属炉料所需要的冷却料量，即冷却能；W_ai为除铁水外的装入原料i的重量，单位为t；ai为原料i的冷却能系数；W_ch为金属装入总量，单位为t；公式一中，i＝1,...,(原料类型数-1)；

公式二：O_s＝[V_o+∑(W_bi×b_i)}/W_hm；

其中，O_s表示单位重量的铁水所需的氧气量，即氧单耗；V_o为吹氧量，单位为m³；W_bi为副原料i的重量，单位为t；b_i为副原料i的氧单耗系数，单位为m³/t；W_hm为装入铁水量，单位为t，公式二中，i＝1,...,副原料类型数。

进一步地，所述本炉次计算模块通过参考炉次的冷却能和氧单耗，计算对应的本炉次的目标冷却能和目标氧单耗具体为：

令参考炉次k的冷却能为R_sb(k)、氧单耗为O_sb(k)，通过增量法计算本炉次的目标冷却能R_s(k)和目标氧单耗O_s(k)，表示为如下公式三和公式四：

公式三：R_s(k)＝R_sb(k)+0.1*a₁(Si–Si_b)+a₂(T_hm-T_hmb)+a₃(T_st–T_stb)+F(C_e)-F(C_eb)；

公式四：O_s(k)＝O_sb(k)+0.1*b₁(Si–Si_b)+G(C_e)-G(C_eb)；

其中，Si为本炉次铁水硅含量，单位为10^-2；Si_b为参考炉次硅含量，单位为10^-2；T_hm为本炉次铁水温度，单位为℃；T_hmb为参考炉次铁水温度，单位为℃；C_e为本炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；C_eb为参考炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；a₁，a₂，a₃分别为铁水硅含量、铁水温度和钢水温度冷却能系数；b₁为铁水硅含量氧单耗系数；F(C)为对应炉次的冷却能碳函数，F(C)＝γC–δ(β/α)ln{exp[(C-C₀)/β]–1}，G(C)为对应炉次的氧单耗碳函数，其中，α，β，γ，δ为系数，C为对应炉次的吹炼终点碳含量，C₀为常数。

进一步地，所述冷却剂量/吹氧量计算模块根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量具体为：

令公一式和公式三相等，公式二和公式四相等，并在公式一中将铁矿石从所有副原料中分离出来，得到冷却剂量W_ore和吹氧量V_o，分别表示为如下公式五和公式六：

公式五：W_ore＝[R_s(k)×W_ch/100-Σ(W_ai′×a_i)]/a_ore；

公式六：V_o＝O_s(k)×W_ch-Σ(W_bi×b_i)；

其中，W_ch为金属装入量，单位为t，金属指铁水和废钢；W_ai’为除铁矿石外的副原料重量，单位为t；a_i为副原料i的冷却能系数；a_ore为铁矿石冷却能系数。

本发明具有以下有益效果：

本发明提出了一种增量型的转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法，其主要特点是简单快捷、方便实用，它避免了采用传统物料平衡和热平衡计算的繁琐操作，使用最近冶炼的炉次作为参考炉次进行计算反映了转炉操作的时效性，提高了计算值的可用性。使用本方法的计算值进行转炉冶炼控制，可以提高吹氧控制水平，保证既不过吹，也不欠吹，加入的冷却(发热)剂量合适，可以有效提高转炉冶炼终点钢水碳含量命中率和温度命中率。

本发明已在宝武集团青山基地炼钢厂某转炉进行了测试，测试总炉数263炉，终点碳命中率为77.2％，终点温度命中率为80.6％，取得了良好的效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算装置结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所述，作为本发明的第一实施例，提供一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法，所述方法包括：

步骤1，选择与本炉次最近的炉次作为参考炉次，计算参考炉次的冷却能和氧单耗；

步骤2，根据参考炉次的冷却能和氧单耗，计算本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；

步骤3，根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。

为了计算某个即将生产的具体炉次的吹氧量和冷却剂量，本发明引入了冷却能用于描述各因素的冷却效果，引入了氧单耗用于描述各因素的耗氧能力，本方案适用转炉炼钢的一般原料条件：入炉主原料为铁水和废钢，副原料中造渣材料包括石灰，白云石和菱镁球，使用铁矿石作为冷却剂，焦炭作为发热剂，具体计算过程如下：

炉次的冷却能R_s和氧单耗O_s的计算公式如下：

公式一：R_s＝∑(W_ai×a_i)/W_ch×100％；

其中，R_s表示单位重量金属炉料所需要的冷却料量，即冷却能；W_ai为除铁水外的装入原料i的重量，单位为t；ai为原料i的冷却能系数；W_ch为金属装入总量，单位为t，金属指铁水和废钢；另外，公式一中，i＝1,...,(原料类型数-1)

公式二：O_s＝[V_o+∑(W_bi×b_i)}/W_hm；

其中，O_s表示单位重量的铁水所需的氧气量，即氧单耗；V_o为吹氧量，单位为m³；W_bi为副原料i的重量，单位为t；副原料指加入的石灰、白云石等辅料；b_i为副原料i的氧单耗系数，单位为m³/t；W_hm为装入铁水量，单位为t；另外，公式二中，i＝1,...,副原料类型数；

步骤1中，通过上述公式一和公式二计算参考炉次的冷却能和氧单耗。

其中，冷却能系数ai和供氧系数bi的值可以从质量平衡和能量平衡原理推导，可以通过小参数变动进行推导，也可以直接查阅相关文献获取。

步骤2中，通过参考炉次的冷却能和氧单耗，计算对应的本炉次的目标冷却能和目标氧单耗具体为：

令参考炉次k的冷却能为R_sb(k)、氧单耗为O_sb(k)，通过增量法计算本炉次的目标冷却能R_s(k)和目标氧单耗O_s(k)，表示为如下公式三和公式四：

公式三：R_s(k)＝R_sb(k)+0.1*a₁(Si–Si_b)+a₂(T_hm-T_hmb)+a₃(T_st–T_stb)+F(C_e)-F(C_eb)；

公式四：O_s(k)＝O_sb(k)+0.1*b₁(Si–Si_b)+G(C_e)-G(C_eb)；

其中，Si为本炉次铁水硅含量，单位为10^-2；Si_b为参考炉次硅含量，单位为10^-2；T_hm为本炉次铁水温度，单位为℃；T_hmb为参考炉次铁水温度，单位为℃；C_e为本炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；C_eb为参考炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；a₁，a₂，a₃分别为铁水硅含量、铁水温度和钢水温度冷却能系数；b₁为铁水硅含量氧单耗系数；F(C)为对应炉次的冷却能碳函数，F(C)＝γC–δ(β/α)ln{exp[(C-C₀)/β]–1}，G(C)为对应炉次的氧单耗碳函数，其中，α，β，γ，δ为系数，C为对应炉次的吹炼终点碳含量，C₀为常数。

步骤3中，根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量具体为：

令公一式和公式三相等，公式二和公式四相等，并在公式一中将铁矿石从所有副原料中分离出来，得到冷却剂量W_ore和吹氧量V_o，分别表示为如下公式五和公式六：

公式五：W_ore＝[R_s(k)×W_ch/100-Σ(W_ai’×a_i)]/a_ore；

公式六：V_o＝O_s(k)×W_ch-Σ(W_bi×b_i)；

其中，W_ch为金属装入量，单位为t，金属指铁水和废钢；W_ai’为除铁矿石外的副原料重量，单位为t；a_i为副原料i的冷却能系数；a_ore为铁矿石冷却能系数。

这样，通过公式五和公式六就可分别计算出冷却剂量和吹氧量，当计算的Wore为负值时，表示转炉反应热量不够，不需要加入冷却剂，反而此时应加入发热剂，本例中发热剂的品种为焦炭，计算方法与冷却剂计算相似。

需要说明的是，本发明是以铁矿石为冷却剂，当然转炉也可以加其他冷却剂，其计算方法如本发明相同。

优选地，所述方法还包括：

选择与本炉次最近的n个炉次作为参考炉次，分别计算每个参考炉次的冷却能和氧单耗；对通过每一个参考炉次的冷却能和氧单耗，计算对应的本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，从而得到n组本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；通过计算出的n组本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本次炉的平均冷却能和平均氧单耗，最后根据本炉次的平均冷却能和平均氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。

在实际应用中，仅使用单个参考炉次k的实际冷却能Rsb(k)和实际氧单耗Osb(k)，计算本炉次的目标冷却能和目标氧单耗可能不具有代表性，因为单个炉次可能存在偶然性和特殊性。为排除这种误差，本发明采用多个参考炉次来计算本炉次的平均冷却能和平均氧单耗，根据本炉次的平均冷却能和平均氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。

其中，计算本次炉的平均冷却能和平均氧单耗具体为：

令通过参考炉次k的冷却能R_sb(k)和氧单耗O_sb(k)计算出的本炉次的目标冷却能为R_s(_k)、目标氧单耗为O_s(_k)，通过如下公式七和公式八计算本炉次的平均冷却能R_sa和平均氧单耗O_sa；

公式七：R_sa＝Σ[Rs(k)]/n；

公式八：O_sa＝Σ[Os(k)]/n；

其中，K＝1,...,n；

将计算出的R_sa和O_sa代入公式五和公式六中，从而求出冷却剂量W_ore和吹氧量V_o。

上述实施例中，将计算所得的冷却(发热)剂量和吹氧量值可作为设定值输入到HMI操作终端，执行转炉炼钢操作过程。

本发明实施例中计算参数的取值参考下表：

参数名称	值
		α	10
β	25
		γ	14.8
δ	0
		C0	1.03
铁水硅冷却能系数，a<sub>1</sub>	1.32
		铁水温度冷却能系数，a<sub>2</sub>	0.46
钢水水温度冷却能系数，a<sub>3</sub>	0.6
		铁矿石冷却能系数，a<sub>ore</sub>	3.3
石灰冷却能系数	0.8
		白云石冷却能系数	0.8
菱镁球冷却能系数	0.8
		焦炭冷却能系数	-3.2
铁水硅氧单耗系数，b<sub>1</sub>	1.18
		铁矿石氧单耗系数	-185

表1计算参数表

作为本发明的第二实施例，提供一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算装置，所述装置包括参考炉次计算模块、本炉次计算模块和冷却剂量/吹氧量计算模块；

所述参考炉次计算模块用于选择与本炉次最近的炉次作为参考炉次，计算参考炉次的冷却能和氧单耗；

所述本炉次计算模块用于根据参考炉次的冷却能和氧单耗，计算本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；

所述冷却剂量/吹氧量计算模块用于根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。

优选地，参考炉次计算模块通过如下公式一和公式二计算参考炉次的冷却能和氧单耗；

公式一：R_s＝∑(W_ai×a_i)/W_ch×100％；

其中，R_s表示单位重量金属炉料所需要的冷却料量，即冷却能；W_ai为除铁水外的装入原料i的重量，单位为t；ai为原料i的冷却能系数；W_ch为金属装入总量，单位为t，金属指铁水和废钢；另外，公式一中，i＝1,...,(原料类型数-1)；

公式二：O_s＝[V_o+∑(W_bi×b_i)}/W_hm；

其中，Os表示单位重量的铁水所需的氧气量，即氧单耗；Vo为吹氧量，单位为m3；Wbi为副原料i的重量，单位为t；副原料指加入的石灰、白云石等辅料；bi为副原料i的氧单耗系数，单位为m3/t；Whm为装入铁水量，单位为t；另外，公式二中，i＝1,...,副原料类型数。

优选地，所述本炉次计算模块通过参考炉次的冷却能和氧单耗，计算对应的本炉次的目标冷却能和目标氧单耗具体为：

令参考炉次k的冷却能为R_sb(k)、氧单耗为O_sb(k)，通过增量法计算本炉次的目标冷却能R_s(k)和目标氧单耗O_s(k)，表示为如下公式三和公式四：

公式三：R_s(k)＝R_sb(k)+0.1*a₁(Si–Si_b)+a₂(T_hm-T_hmb)+a₃(T_st–T_stb)+F(C_e)-F(C_eb)；

公式四：O_s(k)＝O_sb(k)+0.1*b₁(Si–Si_b)+G(C_e)-G(C_eb)；

其中，Si为本炉次铁水硅含量，单位为10^-2；Si_b为参考炉次硅含量，单位为10^-2；T_hm为本炉次铁水温度，单位为℃；T_hmb为参考炉次铁水温度，单位为℃；C_e为本炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；C_eb为参考炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；a₁，a₂，a₃分别为铁水硅含量、铁水温度和钢水温度冷却能系数；b₁为铁水硅含量氧单耗系数；F(C)为对应炉次的冷却能碳函数，F(C)＝γC–δ(β/α)ln{exp[(C-C₀)/β]–1}，G(C)为对应炉次的氧单耗碳函数，其中，α，β，γ，δ为系数，C为对应炉次的吹炼终点碳含量，C₀为常数。

优选地，所述冷却剂量/吹氧量计算模块根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量具体为：

令公一式和公式三相等，公式二和公式四相等，并在公式一中将铁矿石从所有副原料中分离出来，得到冷却剂量W_ore和吹氧量V_o，分别表示为如下公式五和公式六：

公式五：W_ore＝[R_s(k)×W_ch/100-Σ(W_ai’×a_i)]/a_ore；

公式六：V_o＝O_s(k)×W_ch-Σ(W_bi×b_i)；

其中，W_ch为金属装入量，单位为t，金属指铁水和废钢；W_ai’为除铁矿石外的副原料重量，单位为t；a_i为副原料i的冷却能系数；a_ore为铁矿石冷却能系数。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，选择与本炉次最近的炉次作为参考炉次，计算参考炉次的冷却能和氧单耗；

步骤2，根据参考炉次的冷却能和氧单耗，计算本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；

步骤3，根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。

2.根据权利要求1所述的转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法，其特征在于，炉次的冷却能R_s和氧单耗O_s的计算公式如下：

公式一：R_s＝∑(W_ai×a_i)/W_ch×100％；

其中，R_s表示单位重量金属炉料所需要的冷却料量，即冷却能；W_ai为除铁水外的装入原料i的重量，单位为t；ai为原料i的冷却能系数；W_ch为金属装入总量，单位为t；

公式二：O_s＝[V_o+∑(W_bi×b_i)}/W_hm；

其中，O_s表示单位重量的铁水所需的氧气量，即氧单耗；V_o为吹氧量，单位为m³；W_bi为副原料i的重量，单位为t；b_i为副原料i的氧单耗系数，单位为m³/t；W_hm为装入铁水量，单位为t；

步骤1中，通过上述公式一和公式二计算参考炉次的冷却能和氧单耗。

3.根据权利要求2所述的转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法，其特征在于，步骤2中，通过参考炉次的冷却能和氧单耗，计算对应的本炉次的目标冷却能和目标氧单耗具体为：

令参考炉次k的冷却能为R_sb(k)、氧单耗为O_sb(k)，通过增量法计算本炉次的目标冷却能R_s(k)和目标氧单耗O_s(k)，表示为如下公式三和公式四：

公式三：R_s(k)＝R_sb(k)+0.1*a₁(Si–Si_b)+a₂(T_hm-T_hmb)+a₃(T_st–T_stb)+F(C_e)-F(C_eb)；

公式四：O_s(k)＝O_sb(k)+0.1*b₁(Si–Si_b)+G(C_e)-G(C_eb)；

其中，Si为本炉次铁水硅含量，单位为10^-2；Si_b为参考炉次硅含量，单位为10^-2；T_hm为本炉次铁水温度，单位为℃；T_hmb为参考炉次铁水温度，单位为℃；C_e为本炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；C_eb为参考炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；a₁，a₂，a₃分别为铁水硅含量、铁水温度和钢水温度冷却能系数；b₁为铁水硅含量氧单耗系数；F(C)为对应炉次的冷却能碳函数，F(C)＝γC–δ(β/α)ln{exp[(C-C₀)/β]–1}，G(C)为对应炉次的氧单耗碳函数，其中，α，β，γ，δ为系数，C为对应炉次的吹炼终点碳含量，C₀为常数。

4.根据权利要求3所述的转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法，其特征在于，步骤3具体为：

令公一式和公式三相等，公式二和公式四相等，并在公式一中将铁矿石从所有副原料中分离出来，得到冷却剂量W_ore和吹氧量V_o，分别表示为如下公式五和公式六：

公式五：W_ore＝[R_s(k)×W_ch/100-Σ(W_ai’×a_i)]/a_ore；

公式六：V_o＝O_s(k)×W_ch-Σ(W_bi×b_i)；

其中，W_ch为金属装入量，单位为t，金属指铁水和废钢；W_ai’为除铁矿石外的副原料重量，单位为t；a_i为副原料i的冷却能系数；a_ore为铁矿石冷却能系数。

5.根据权利要求4所述的转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法，其特征在于，其特征在于，所述方法还包括：

选择与本炉次最近的n个炉次作为参考炉次，分别计算每个参考炉次的冷却能和氧单耗；对通过每一个参考炉次的冷却能和氧单耗，计算对应的本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，从而得到n组本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；通过计算出的n组本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本次炉的平均冷却能和平均氧单耗，最后根据本炉次的平均冷却能和平均氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。

6.根据权利要求5所述的转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法，其特征在于，计算本次炉的平均冷却能和平均氧单耗具体为：

令通过参考炉次k的冷却能R_sb(k)和氧单耗O_sb(k)计算出的本炉次的目标冷却能为R_s(k)、目标氧单耗为O_s(k)，通过如下公式七和公式八计算本炉次的平均冷却能R_sa和平均氧单耗O_sa；

公式七：R_sa＝Σ[Rs(k)]/n；

公式八：O_sa＝Σ[Os(k)]/n；

其中，K＝1,...,n；

将计算出的R_sa和O_sa代入公式五和公式六中，从而求出冷却剂量W_ore和吹氧量V_o。

7.一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算装置，其特征在于，所述装置包括参考炉次计算模块、本炉次计算模块和冷却剂量/吹氧量计算模块；

所述参考炉次计算模块用于选择与本炉次最近的炉次作为参考炉次，计算参考炉次的冷却能和氧单耗；

所述本炉次计算模块用于根据参考炉次的冷却能和氧单耗，计算本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；

所述冷却剂量/吹氧量计算模块用于根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。

8.根据权利要求7所述的转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算装置，其特征在于，参考炉次计算模块通过如下公式一和公式二计算参考炉次的冷却能和氧单耗；

公式一：R_s＝∑(W_ai×a_i)/W_ch×100％；

其中，R_s表示单位重量金属炉料所需要的冷却料量，即冷却能；W_ai为除铁水外的装入原料i的重量，单位为t；ai为原料i的冷却能系数；W_ch为金属装入总量，单位为t；

公式二：O_s＝[V_o+∑(W_bi×b_i)}/W_hm；

其中，O_s表示单位重量的铁水所需的氧气量，即氧单耗；V_o为吹氧量，单位为m³；W_bi为副原料i的重量，单位为t；b_i为副原料i的氧单耗系数，单位为m³/t；W_hm为装入铁水量，单位为t。

9.根据权利要求8所述的转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算装置，其特征在于，所述本炉次计算模块通过参考炉次的冷却能和氧单耗，计算对应的本炉次的目标冷却能和目标氧单耗具体为：

令参考炉次k的冷却能为R_sb(k)、氧单耗为O_sb(k)，通过增量法计算本炉次的目标冷却能R_s(k)和目标氧单耗O_s(k)，表示为如下公式三和公式四：

公式三：R_s(k)＝R_sb(k)+0.1*a₁(Si–Si_b)+a₂(T_hm-T_hmb)+a₃(T_st–T_stb)+F(C_e)-F(C_eb)；

公式四：O_s(k)＝O_sb(k)+0.1*b₁(Si–Si_b)+G(C_e)-G(C_eb)；

其中，Si为本炉次铁水硅含量，单位为10^-2；Si_b为参考炉次硅含量，单位为10^-2；T_hm为本炉次铁水温度，单位为℃；T_hmb为参考炉次铁水温度，单位为℃；C_e为本炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；C_eb为参考炉次吹炼终点碳含量，单位为10^-2；a₁，a₂，a₃分别为铁水硅含量、铁水温度和钢水温度冷却能系数；b₁为铁水硅含量氧单耗系数；F(C)为对应炉次的冷却能碳函数，F(C)＝γC–δ(β/α)ln{exp[(C-C₀)/β]–1}，G(C)为对应炉次的氧单耗碳函数，其中，α，β，γ，δ为系数，C为对应炉次的吹炼终点碳含量，C₀为常数。

10.根据权利要求9所述的转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算装置，其特征在于，所述冷却剂量/吹氧量计算模块根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量具体为：

令公一式和公式三相等，公式二和公式四相等，并在公式一中将铁矿石从所有副原料中分离出来，得到冷却剂量W_ore和吹氧量V_o，分别表示为如下公式五和公式六：

公式五：W_ore＝[R_s(k)×W_ch/100-Σ(W_ai’×a_i)]/a_ore；

公式六：V_o＝O_s(k)×W_ch-Σ(W_bi×b_i)；

其中，W_ch为金属装入量，单位为t，金属指铁水和废钢；W_ai’为除铁矿石外的副原料重量，单位为t；a_i为副原料i的冷却能系数；a_ore为铁矿石冷却能系数。

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