CN113106188B - 一种hrb500e含铌钛合金螺纹钢的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，涉及合金钢技术领域，包括，步骤a，中控模块控制倒铁水装置向转炉内加入预设体积的铁水；步骤b，向转炉内加入废钢、铌钛合金和生石灰；步骤c，进行首次转炉冶炼并生成钢水；步骤d，对首次冶炼生成的钢水进行首次检测；步骤e，向所述转炉中加入铁水，进行第二次冶炼，对第二次冶炼完成的钢水进行第二次检测；步骤f，所述中控模块控制所述倒铁水装置向所述转炉中加入铁水，进行第三次冶炼，对第三次冶炼完成的钢水进行第三次检测；步骤g，对第三次检测后碳含量符合要求的钢水依次进行吹氩、连铸、轧制和热处理。本发明所述方法有效提高了生产螺纹钢的质量。
Description
技术领域
本发明涉及合金钢技术领域，尤其涉及一种HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法。
背景技术
螺纹钢是热轧带肋钢筋的俗称，普通热轧钢筋其牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成。
当前，HRB500螺纹钢生产过程中通过加入钒系合金实现合金强化，但钒合金在我国属于紧缺资源，价格一直处于高位且随着新国标的实施大幅上涨，然而，钛铌合金可替代钒系合金实现合金强化，且我国钛资源丰富，生产工艺成熟，市场价格长期稳定。
碳是非金属元素，是炼钢不可缺少的成份，是炼钢时候与铁并存的元素，碳含量越高，硬度越高，耐磨性能越好，但韧性和抗腐蚀性能会随着碳含量的增加而降低。目前，在对含铌钛合金螺纹钢进行生产时，由于无法准确把控螺纹钢中碳元素含量，导致生产出的螺纹钢质量参差不齐。
发明内容
为此，本发明提供一种HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，用以克服现有技术中无法在转炉冶炼时准确把控钢水碳含量导致的螺纹钢成品质量低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，包括：
步骤a,中控模块控制倒铁水装置向转炉内加入预设体积的铁水；
步骤b,向转炉内加入废钢、铌钛合金和生石灰；
步骤c,进行首次转炉冶炼并生成钢水；在对预设体积V的铁水进行冶炼时，所述中控模块控制所述倒铁水装置分三次向转炉内加入铁水，首次加入1/3V的铁水，定义所述倒铁水装置与竖直方向形成的夹角为倾斜角，所述倒铁水装置以首次倾斜角θ0和首次倒铁水时间t0向所述转炉中加入铁水，并将所述吹氧装置的吹氧速率设为a0；
步骤d,所述中控模块控制成分分析仪对首次冶炼生成的钢水进行首次检测；当转炉内反应完成后，所述中控模块控制所述转炉将转炉内钢水倒入至所述容器中，同时，所述中控模块控制所述成分分析仪对首次冶炼的钢水进行碳含量检测；
步骤e,所述中控模块控制所述倒铁水装置向所述转炉中加入铁水，进行第二次冶炼，所述中控模块控制所述成分分析仪对第二次冶炼完成的钢水进行第二次检测；所述中控模块根据首次检测结果控制第二次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小，第二次冶炼完成后，所述中控模块控制所述转炉将转炉内钢水倒入至所述容器中，同时，所述中控模块控制所述成分分析仪对第二次冶炼后的钢水进行碳含量检测；
步骤f,所述中控模块控制所述倒铁水装置向所述转炉中加入铁水，进行第三次冶炼，所述中控模块控制所述成分分析仪对第三次冶炼完成的钢水进行第三次检测；所述中控模块根据检测结果控制第三次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小，同时对吹氧速率进行调节，第三次冶炼完成后，所述中控模块控制所述转炉将转炉内钢水倒入至所述容器中，同时，所述中控模块控制所述成分分析仪对第三次冶炼后的钢水进行碳含量检测，所述中控模块根据检测结果判定钢水碳含量是否满足要求，并对满足要求的钢水作下一步处理；
步骤g：对第三次检测后碳含量符合要求的钢水依次进行吹氩、连铸、轧制和热处理；
在所述步骤c、e、f中，在向所述转炉中加入铁水时，所述中控模块将待倾斜角度θa与各预设待倾斜角度进行比对，并根据比对结果选取对应的传动杆转速，所述传动杆转速选取后，所述中控模块在选取所述倒铁水装置内壁的转速时，所述中控模块根据选取的传动杆转速选取对应的内壁转速。
进一步地，所述中控模块在控制所述倒铁水装置向所述转炉中加入铁水时，所述中控模块根据所述倒铁水装置的待倾斜角度θa选取传动杆转速，所述中控模块在选取所述传动杆转速时，所述中控模块将待倾斜角度θa与各预设待倾斜角度进行比对，并根据比对结果选取对应的传动杆转速；
当θa＜θa1时，所述中控模块控制传动杆以速度d3将所述倒铁水装置转动至待倾斜角度；
当θa1≤θa＜θa2时，所述中控模块控制传动杆以速度d2将所述倒铁水装置转动至待倾斜角度；
当θa2≤θa＜θa3时，所述中控模块控制传动杆以速度d1将所述倒铁水装置转动至待倾斜角度；
其中，θa1为第一预设待倾斜角度，θa2为第二预设待倾斜角度，θa3为第三预设待倾斜角度，θa1＜θa2＜θa3；d1为第一预设传动杆转速，d2为第二预设传动杆转速，d3为第三预设传动杆转速，d1＜d2＜d3。
进一步地，所述中控模块在选取所述倒铁水装置内壁的转速时，所述中控模块根据选取的传动杆转速选取对应的内壁转速，其中，当选取的传动杆转速为第i预设传动杆转速di时，所述中控模块将所述倒铁水装置内壁的转速设置为ci，设定i＝1,2,3；
所述中控模块中设置有第一预设内壁转速c1，第二预设内壁转速c2，第三预设内壁转速c3，其中，c3＜c2＜c1。
进一步地，所述中控模块在控制所述成分分析仪进行首次检测时，所述中控模块将首次检测到的钢水中的碳含量A1与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果控制第二次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小；
当A1＞Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第二次加入铁水时以倾斜角θ11和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
当Amin≤A1≤Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第二次加入铁水时以倾斜角θ12和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
当A1＜Amin时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第二次加入铁水时以倾斜角θ13和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
其中，θ11为第一预设第二次倾斜角，θ12为第二预设第二次倾斜角，θ13为第三预设第二次倾斜角，0°＜θ0＜θ11＜θ12＜θ13＜180°；t1为第一预设倒铁水时间，t0＞t1。
进一步地，当所述中控模块对选取的第i预设第二次倾斜角θ1i进行调节时，设定i＝1,2,3，所述中控模块将吹氧速率a0与各预设吹氧速率进行比对，并根据比对结果选取对应的倾斜角调节系数对θ1i进行调节；
当所述中控模块选取第j预设倾斜角调节系数mj对θ1i进行调节时，调节后的第二次倾斜角为θ1i’，设定θ1i’＝θ1i×mj；
当a1≤a0＜a2时，所述中控模块选取m1对θ1i进行调节；
当a2≤a0＜a3时，所述中控模块选取m2对θ1i进行调节；
当a3≤a0时，所述中控模块选取m3对θ1i进行调节；
其中，a1为第一预设吹氧速率，a2为第二预设吹氧速率，a3为第三预设吹氧速率，a1＜a2＜a3；m1为第一预设倾斜角调节系数，m2为第二预设倾斜角调节系数，m3为第三预设倾斜角调节系数，1＜m1＜m2＜m3＜2。
进一步地，所述中控模块在控制所述成分分析仪进行第二次检测时，所述中控模块将第二次检测到的钢水中的碳含量A2与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果控制第三次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小；
当A2＞Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第三次加入铁水时以倾斜角θ21和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水，同时，所述中控模块将吹氧速率调节为a0’，设定a0’＝a0×p；
当Amin≤A2≤Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第三次加入铁水时以倾斜角θ22和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
当A2＜Amin时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第三次加入铁水时以倾斜角θ23和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水，同时，所述中控模块将吹氧速率调节为a0”，设定a0”＝a0×q；
其中，θ21为第一预设第三次倾斜角，θ22为第二预设第三次倾斜角，θ23为第三预设第三次倾斜角，θ21＜θ22＜θ23＜180°，且θ11＜θ21，θ12＜θ22，θ13＜θ23；p为速率增大系数，1＜p＜2，q为速率减小系数，0＜q＜1。
进一步地，所述中控模块在控制所述成分分析仪进行第三次检测时，所述中控模块将第三次检测到的钢水中的碳含量A3与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果对第三次冶炼后的钢水做出判定；
当A3＞Amax时，所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量高，不符合要求；
当Amin≤A3≤Amax时，所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水碳含量符合要求；
当A3＜Amin时，所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量低，不符合要求。
进一步地，所述中控模块中设置有碳含量高差值△Aa，设定△Aa＝A3-Amax，当所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量高时，所述中控模块将碳含量高差值△Aa与各预设碳含量差值进行比对，并根据比对结果向转炉加入不同质量的氧化剂；
当△Aa＜△A1时，所述中控模块控制外部拿取装置向转炉中加入质量为M1的氧化剂；
当△A1≤△Aa＜△A2时，所述中控模块控制外部拿取装置向转炉中加入质量为M2的氧化剂；
当△A2≤△Aa＜△A3时，所述中控模块控制外部拿取装置向转炉中加入质量为M3的氧化剂；
其中，△A1为第一预设碳含量差值，△A2为第二预设碳含量差值，△A3为第三预设碳含量差值，0＜△A1＜△A2＜△A3；M1为第一预设氧化剂质量，M2为第二预设氧化剂质量，M3为第三预设氧化剂质量，M1＜M2＜M3。
进一步地，所述中控模块中设置有碳含量低差值△Ab，设定△Ab＝Amin-A3，当所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量低时，所述中控模块将碳含量低差值△Ab与各预设碳含量差值进行比对，并根据比对结果向转炉加入不同体积的铁水；
当△Ab＜△A1时，所述中控模块控制倒铁水装置向转炉中加入体积为N1的铁水；
当△A1≤△Ab＜△A2时，所述中控模块控制倒铁水装置向转炉中加入体积为N2的铁水；
当△A2≤△Ab＜△A3时，所述中控模块控制倒铁水装置向转炉中加入体积为N3的铁水；
其中，N1为第一预设补添加铁水体积，N2为第二预设补添加铁水体积，N3为第三预设补添加铁水体积，N1＜N2＜N3。
进一步地，当所述中控模块向碳含量不符合要求的钢水中加入氧化剂或者铁水反应完成后，所述中控模块控制所述成分分析仪再次进行碳含量检测，并重复判定过程，直至钢水中碳含量符合要求为止。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述方法通过将预设体积的铁水分三次加入至转炉中进行冶炼，有效保证了每次冶炼时铁水冶炼的充分性，进而保证冶炼完成后钢水含碳量符合要求，所述中控模块根据首次检测结果控制第二次加入铁水时的倾斜角，可有效把控第二次加入铁水的体积，从而进一步控制钢水的含碳量，所述中控模块根据第二次检测结果控制第三次加入铁水时的倾斜角和吹氧速率，可进一步保证冶炼后的钢水碳含量符合要求，当第三次检测完成后，所述中控模块根据检测结果对钢水碳含量是否满足要求作出判定，当判定不符合要求时，所述中控模块根据判定结果对钢水作相应调整，并对调整后的钢水重复检测及判定过程，进一步保证冶炼后的钢水碳含量符合要求，从而使成品螺纹钢的质量得到保证。
尤其，在向所述转炉中加入铁水时，所述中控模块根据待倾斜角度设置传动杆转速，传动杆转速会影响铁水加入量的准确度，通过控制传动杆的转速可准确把控铁水加入量的准确度，从而保证冶炼后的钢水碳含量符合要求，同时，所述中控模块根据选取的传动杆转速确定所述倒铁水装置内壁的转速，通过把控倒铁水装置内壁的转速可进一步精确控制铁水加入量，进而保证冶炼后的钢水碳含量符合要求，从而使成品螺纹钢的质量得到保证。
尤其，所述中控模块将首次检测到的钢水中的碳含量A1与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果控制第二次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小，有效保证了第二次冶炼后的钢水碳含量的准确度，进一步使成品螺纹钢的质量得到保证。
尤其，所述中控模块将吹氧速率a0与各预设吹氧速率进行比对，并根据比对结果选取对应的倾斜角调节系数对θ1i进行调节，有效提高了第二次铁水加入量的准确度，进一步使成品螺纹钢的质量得到保证。
尤其，所述中控模块将第二次检测到的钢水中的碳含量A2与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果控制第三次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小，有效保证了第二次冶炼后的钢水碳含量的准确度，进一步使成品螺纹钢的质量得到保证。
尤其，所述中控模块将第三次检测到的钢水中的碳含量A3与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果对第三次冶炼后的钢水做出判定，通过对钢水中碳含量进行判定，进一步保证冶炼后的钢水碳含量符合要求，从而使成品螺纹钢的质量得到保证。
尤其，所述中控模块将碳含量高差值△Aa与各预设碳含量差值进行比对，并根据比对结果向转炉加入不同质量的氧化剂，进一步保证冶炼后的钢水碳含量符合要求，从而使成品螺纹钢的质量得到保证。
尤其，所述中控模块将碳含量低差值△Ab与各预设碳含量差值进行比对，并根据比对结果向转炉加入不同体积的铁水，进一步保证冶炼后的钢水碳含量符合要求，从而使成品螺纹钢的质量得到保证。
附图说明
图1为实施例HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法的流程示意图；
图2为实施例HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法的钢水检测系统示意图。
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，其为本实施例所述HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，包括：
步骤a,中控模块控制倒铁水装置向转炉内加入预设体积的铁水；
步骤b,向转炉内加入废钢、铌钛合金和生石灰；
步骤c,进行首次转炉冶炼并生成钢水；
步骤d,所述中控模块控制成分分析仪对首次冶炼生成的钢水进行首次检测；
步骤e,所述中控模块控制所述倒铁水装置向所述转炉中加入铁水，进行第二次冶炼，所述中控模块控制所述成分分析仪对第二次冶炼完成的钢水进行第二次检测；
步骤f,所述中控模块控制所述倒铁水装置向所述转炉中加入铁水，进行第三次冶炼，所述中控模块控制所述成分分析仪对第三次冶炼完成的钢水进行第三次检测；
步骤g,对第三次检测后碳含量符合要求的钢水依次进行吹氩、连铸、轧制和热处理。
请参阅图2所示，其为本实施例所述钢水检测系统，包括：
支撑架002，其上方设置有第二电机006，所述第二电机006用以转动传动杆007，所述传动杆007的另一端穿过轴承012与支撑耳008连接，所述传动杆007用以转动倒铁水装置013，所述轴承012设置在支撑杆011下端内部，所述支撑杆011用以支撑所述倒铁水装置013，所述倒铁水装置013用以向转炉001内倒入铁水，铁水由外部传输装置传输至所述倒铁水装置013中，所述倒铁水装置013内设置有转动内壁015，所述转动内壁015用以转动所述倒铁水装置013内的铁水，所述倒铁水装置013内设置有第三电机014，所述第三电机014用以驱动所述转动内壁015；
所述转炉001，用以对铁水进行转炉冶炼，其外表面设置有第一传动轴010，所述第一传动轴010用以带动所述转炉001转动，所述第一传动轴010旁设置有第一电机009，所述第一电机009用以驱动所述第一传动轴010，所述转炉001内部插入有吹氧装置003，所述吹氧装置003用以向所述转炉001内吹入氧气；
所述转炉001旁设置有容器004，所述容器004用以盛放检测时所述转炉001中倒出的钢水，所述容器004旁设置有成分分析仪005，所述成分分析仪005用以对所述容器004中的钢水进行检测，外部拿取装置(图中未画出)用以向转炉中加入氧化剂，中控模块(图中未画出)用以控制各部件的工作过程。
具体而言，在对预设体积V的铁水进行冶炼时，所述中控模块控制所述倒铁水装置分三次向转炉内加入铁水，每次加入铁水前均由外部传输装置将铁水传输至所述倒铁水装置中，保证所述倒铁水装置中铁水的体积为1/3V，首次向所述转炉中加入铁水时，将体积为1/3V的铁水全部加入至所述转炉中，若第二次加入铁水后所述倒铁水装置中还有剩余铁水，则将剩余铁水留至第三次使用，若第三次加入铁水后所述倒铁水装置中还有剩余铁水，则在冶炼完成后，将剩余铁水倒回外部传输装置；定义所述倒铁水装置与竖直方向形成的夹角为倾斜角，所述倒铁水装置以首次倾斜角θ0和首次倒铁水时间t0向所述转炉中加入铁水，并将所述吹氧装置的吹氧速率设为a0，当转炉内反应完成后，所述中控模块控制所述转炉将转炉内钢水倒入至所述容器中，同时，所述中控模块控制所述成分分析仪对首次冶炼的钢水进行碳含量检测，所述中控模块根据检测结果控制第二次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小，第二次冶炼完成后，所述中控模块控制所述转炉将转炉内钢水倒入至所述容器中，同时，所述中控模块控制所述成分分析仪对第二次冶炼后的钢水进行碳含量检测，所述中控模块根据检测结果控制第三次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小，同时对吹氧速率进行调节，第三次冶炼完成后，所述中控模块控制所述转炉将转炉内钢水倒入至所述容器中，同时，所述中控模块控制所述成分分析仪对第三次冶炼后的钢水进行碳含量检测，所述中控模块根据检测结果判定钢水碳含量是否满足要求，并对满足要求的钢水作下一步处理。
具体而言，本实施例通过将预设体积的铁水分三次加入至转炉中进行冶炼，有效保证了每次冶炼时铁水冶炼的充分性，进而保证冶炼完成后钢水含碳量符合要求，所述中控模块根据首次检测结果控制第二次加入铁水时的倾斜角，可有效把控第二次加入铁水的体积，从而进一步控制钢水的含碳量。
具体而言，在所述步骤c、e、f中，在向所述转炉中加入铁水时，所述中控模块将待倾斜角度θa与各预设待倾斜角度进行比对，并根据比对结果选取对应的传动杆转速，所述传动杆转速选取后，所述中控模块在选取所述倒铁水装置内壁的转速时，所述中控模块根据选取的传动杆转速选取对应的内壁转速。其中，所述待倾斜角度θa的取值与选取的倾斜角度θ的大小相同。
具体而言，所述中控模块在控制所述倒铁水装置向所述转炉中加入铁水时，所述中控模块根据所述倒铁水装置的待倾斜角度θa选取传动杆转速，所述中控模块在选取所述传动杆转速时，所述中控模块将待倾斜角度θa与各预设待倾斜角度进行比对，并根据比对结果选取对应的传动杆转速；
当θa＜θa1时，所述中控模块控制传动杆以速度d3将所述倒铁水装置转动至待倾斜角度；
当θa1≤θa＜θa2时，所述中控模块控制传动杆以速度d2将所述倒铁水装置转动至待倾斜角度；
当θa2≤θa＜θa3时，所述中控模块控制传动杆以速度d1将所述倒铁水装置转动至待倾斜角度；
其中，θa1为第一预设待倾斜角度，θa2为第二预设待倾斜角度，θa3为第三预设待倾斜角度，θa1＜θa2＜θa3；d1为第一预设传动杆转速，d2为第二预设传动杆转速，d3为第三预设传动杆转速，d1＜d2＜d3。
具体而言，所述中控模块在选取所述倒铁水装置内壁的转速时，所述中控模块根据选取的传动杆转速选取对应的内壁转速，其中，当选取的传动杆转速为第i预设传动杆转速di时，所述中控模块将所述倒铁水装置内壁的转速设置为ci，设定i＝1,2,3；
所述中控模块中设置有第一预设内壁转速c1，第二预设内壁转速c2，第三预设内壁转速c3，其中，c3＜c2＜c1。
具体而言，本实施例在向所述转炉中加入铁水时，所述中控模块根据待倾斜角度设置传动杆转速，传动杆转速会影响铁水加入量的准确度，通过控制传动杆的转速可准确把控铁水加入量的准确度，从而保证冶炼后的钢水碳含量符合要求，同时，所述中控模块根据选取的传动杆转速确定所述倒铁水装置内壁的转速，通过把控倒铁水装置内壁的转速可进一步精确控制铁水加入量，进而保证冶炼后的钢水碳含量符合要求，从而使成品螺纹钢的质量得到保证。
具体而言，所述中控模块在控制所述成分分析仪进行首次检测时，所述中控模块将首次检测到的钢水中的碳含量A1与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果控制第二次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小；
当A1＞Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第二次加入铁水时以倾斜角θ11和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
当Amin≤A1≤Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第二次加入铁水时以倾斜角θ12和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
当A1＜Amin时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第二次加入铁水时以倾斜角θ13和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
其中，θ11为第一预设第二次倾斜角，θ12为第二预设第二次倾斜角，θ13为第三预设第二次倾斜角，0°＜θ0＜θ11＜θ12＜θ13＜180°；t1为第一预设倒铁水时间，t0＞t1。
具体而言，当所述中控模块对选取的第i预设第二次倾斜角θ1i进行调节时，设定i＝1,2,3，所述中控模块将吹氧速率a0与各预设吹氧速率进行比对，并根据比对结果选取对应的倾斜角调节系数对θ1i进行调节；
当所述中控模块选取第j预设倾斜角调节系数mj对θ1i进行调节时，调节后的第二次倾斜角为θ1i’，设定θ1i’＝θ1i×mj；
当a1≤a0＜a2时，所述中控模块选取m1对θ1i进行调节；
当a2≤a0＜a3时，所述中控模块选取m2对θ1i进行调节；
当a3≤a0时，所述中控模块选取m3对θ1i进行调节；
其中，a1为第一预设吹氧速率，a2为第二预设吹氧速率，a3为第三预设吹氧速率，a1＜a2＜a3；m1为第一预设倾斜角调节系数，m2为第二预设倾斜角调节系数，m3为第三预设倾斜角调节系数，1＜m1＜m2＜m3＜2。
具体而言，本实施例所述中控模块将吹氧速率a0与各预设吹氧速率进行比对，并根据比对结果选取对应的倾斜角调节系数对θ1i进行调节，有效提高了第二次铁水加入量的准确度，进一步使成品螺纹钢的质量得到保证。
具体而言，所述中控模块在控制所述成分分析仪进行第二次检测时，所述中控模块将第二次检测到的钢水中的碳含量A2与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果控制第三次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小；
当A2＞Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第三次加入铁水时以倾斜角θ21和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水，同时，所述中控模块将吹氧速率调节为a0’，设定a0’＝a0×p；
当Amin≤A2≤Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第三次加入铁水时以倾斜角θ22和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
当A2＜Amin时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第三次加入铁水时以倾斜角θ23和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水，同时，所述中控模块将吹氧速率调节为a0”，设定a0”＝a0×q；
其中，θ21为第一预设第三次倾斜角，θ22为第二预设第三次倾斜角，θ23为第三预设第三次倾斜角，θ21＜θ22＜θ23＜180°，且θ11＜θ21，θ12＜θ22，θ13＜θ23；p为速率增大系数，1＜p＜2，q为速率减小系数，0＜q＜1。
具体而言，所述中控模块在控制所述成分分析仪进行第三次检测时，所述中控模块将第三次检测到的钢水中的碳含量A3与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果对第三次冶炼后的钢水做出判定；
当A3＞Amax时，所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量高，不符合要求；
当Amin≤A3≤Amax时，所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水碳含量符合要求；
当A3＜Amin时，所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量低，不符合要求。
具体而言，本实施例所述中控模块将第三次检测到的钢水中的碳含量A3与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果对第三次冶炼后的钢水做出判定，通过对钢水中碳含量进行判定，进一步保证冶炼后的钢水碳含量符合要求，从而使成品螺纹钢的质量得到保证。
具体而言，所述中控模块中设置有碳含量高差值△Aa，设定△Aa＝A3-Amax，当所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量高时，所述中控模块将碳含量高差值△Aa与各预设碳含量差值进行比对，并根据比对结果向转炉加入不同质量的氧化剂；
当△Aa＜△A1时，所述中控模块控制外部拿取装置向转炉中加入质量为M1的氧化剂；
当△A1≤△Aa＜△A2时，所述中控模块控制外部拿取装置向转炉中加入质量为M2的氧化剂；
当△A2≤△Aa＜△A3时，所述中控模块控制外部拿取装置向转炉中加入质量为M3的氧化剂；
其中，△A1为第一预设碳含量差值，△A2为第二预设碳含量差值，△A3为第三预设碳含量差值，0＜△A1＜△A2＜△A3；M1为第一预设氧化剂质量，M2为第二预设氧化剂质量，M3为第三预设氧化剂质量，M1＜M2＜M3。
具体而言，所述中控模块中设置有碳含量低差值△Ab，设定△Ab＝Amin-A3，当所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量低时，所述中控模块将碳含量低差值△Ab与各预设碳含量差值进行比对，并根据比对结果向转炉加入不同体积的铁水；
当△Ab＜△A1时，所述中控模块控制倒铁水装置向转炉中加入体积为N1的铁水；
当△A1≤△Ab＜△A2时，所述中控模块控制倒铁水装置向转炉中加入体积为N2的铁水；
当△A2≤△Ab＜△A3时，所述中控模块控制倒铁水装置向转炉中加入体积为N3的铁水；
其中，N1为第一预设补添加铁水体积，N2为第二预设补添加铁水体积，N3为第三预设补添加铁水体积，N1＜N2＜N3。
具体而言，当所述中控模块向碳含量不符合要求的钢水中加入氧化剂或者铁水反应完成后，所述中控模块控制所述成分分析仪再次进行碳含量检测，并重复判定过程，直至钢水中碳含量符合要求为止。
具体而言，本实施例所述中控模块将碳含量低差值△Ab与各预设碳含量差值进行比对，并根据比对结果向转炉加入不同体积的铁水，进一步保证冶炼后的钢水碳含量符合要求，从而使成品螺纹钢的质量得到保证。
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。
Claims (9)
1.一种HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，其特征在于，包括：
步骤a,中控模块控制倒铁水装置将预设体积的铁水按照如下步骤加入转炉内；
步骤b,向转炉内加入废钢、铌钛合金和生石灰；
步骤c,进行首次转炉冶炼并生成钢水；在对预设体积V的铁水进行冶炼时，所述中控模块控制所述倒铁水装置分三次向转炉内加入铁水，首次加入1/3V的铁水，定义所述倒铁水装置与竖直方向形成的夹角为倾斜角，所述倒铁水装置以首次倾斜角θ0和首次倒铁水时间t0向所述转炉中加入铁水，并将吹氧装置的吹氧速率设为a0；
步骤d,所述中控模块控制成分分析仪对首次冶炼生成的钢水进行首次检测；当转炉内反应完成后，所述中控模块控制所述转炉将转炉内钢水倒入至容器中，同时，所述中控模块控制所述成分分析仪对首次冶炼的钢水进行碳含量检测；
步骤e,所述中控模块控制所述倒铁水装置向所述转炉中加入铁水，进行第二次冶炼，所述中控模块控制所述成分分析仪对第二次冶炼完成的钢水进行第二次检测；所述中控模块根据首次检测结果控制第二次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小，第二次冶炼完成后，所述中控模块控制所述转炉将转炉内钢水倒入至所述容器中，同时，所述中控模块控制所述成分分析仪对第二次冶炼后的钢水进行碳含量检测；
步骤f,所述中控模块控制所述倒铁水装置向所述转炉中加入铁水，进行第三次冶炼，所述中控模块控制所述成分分析仪对第三次冶炼完成的钢水进行第三次检测；所述中控模块根据检测结果控制第三次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小，同时对吹氧速率进行调节，第三次冶炼完成后，所述中控模块控制所述转炉将转炉内钢水倒入至所述容器中，同时，所述中控模块控制所述成分分析仪对第三次冶炼后的钢水进行碳含量检测，所述中控模块根据检测结果判定钢水碳含量是否满足要求，并对满足要求的钢水按照步骤g处理;
步骤g,对第三次检测后碳含量符合要求的钢水依次进行吹氩、连铸、轧制和热处理；
在所述步骤c、e、f中，在向所述转炉中加入铁水时，所述中控模块将待倾斜角度θa与各预设待倾斜角度进行比对，并根据比对结果选取对应的传动杆转速，所述传动杆转速选取后，所述中控模块在选取所述倒铁水装置内壁的转速时，所述中控模块根据选取的传动杆转速选取对应的内壁转速；
当所述中控模块向碳含量不符合要求的钢水中加入氧化剂或者铁水反应完成后，所述中控模块控制所述成分分析仪再次进行碳含量检测，并重复判定过程，直至钢水中碳含量符合要求为止。
2.根据权利要求1所述的HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，其特征在于，所述中控模块在控制所述倒铁水装置向所述转炉中加入铁水时，所述中控模块根据所述倒铁水装置的待倾斜角度θa选取传动杆转速，所述中控模块在选取所述传动杆转速时，所述中控模块将待倾斜角度θa与各预设待倾斜角度进行比对，并根据比对结果选取对应的传动杆转速；
当θa＜θa1时，所述中控模块控制传动杆以速度d3将所述倒铁水装置转动至待倾斜角度；
当θa1≤θa＜θa2时，所述中控模块控制传动杆以速度d2将所述倒铁水装置转动至待倾斜角度；
当θa2≤θa＜θa3时，所述中控模块控制传动杆以速度d1将所述倒铁水装置转动至待倾斜角度；
其中，θa1为第一预设待倾斜角度，θa2为第二预设待倾斜角度，θa3为第三预设待倾斜角度，θa1＜θa2＜θa3；d1为第一预设传动杆转速，d2为第二预设传动杆转速，d3为第三预设传动杆转速，d1＜d2＜d3。
3.根据权利要求2所述的HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，其特征在于，所述中控模块在选取所述倒铁水装置内壁的转速时，所述中控模块根据选取的传动杆转速选取对应的内壁转速，其中，当选取的传动杆转速为第i预设传动杆转速di时，所述中控模块将所述倒铁水装置内壁的转速设置为ci，设定i=1,2,3；
所述中控模块中设置有第一预设内壁转速c1，第二预设内壁转速c2，第三预设内壁转速c3，其中，c3＜c2＜c1。
4.根据权利要求1所述的HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，其特征在于，所述中控模块在控制所述成分分析仪进行首次检测时，所述中控模块将首次检测到的钢水中的碳含量A1与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果控制第二次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小；
当A1＞Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第二次加入铁水时以倾斜角θ11和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
当Amin≤A1≤Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第二次加入铁水时以倾斜角θ12和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
当A1＜Amin时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第二次加入铁水时以倾斜角θ13和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
其中，θ11为第一预设第二次倾斜角，θ12为第二预设第二次倾斜角，θ13为第三预设第二次倾斜角，0°＜θ0＜θ11＜θ12＜θ13＜180°；t1为第一预设倒铁水时间，t0＞t1。
5.根据权利要求4所述的HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，其特征在于，当所述中控模块对选取的第i预设第二次倾斜角θ1i进行调节时，设定i=1,2,3，所述中控模块将吹氧速率a0与各预设吹氧速率进行比对，并根据比对结果选取对应的倾斜角调节系数对θ1i进行调节；
当所述中控模块选取第j预设倾斜角调节系数mj对θ1i进行调节时，调节后的第二次倾斜角为θ1i’，设定θ1i’=θ1i×mj；
当a1≤a0＜a2时，所述中控模块选取m1对θ1i进行调节；
当a2≤a0＜a3时，所述中控模块选取m2对θ1i进行调节；
当a3≤a0时，所述中控模块选取m3对θ1i进行调节；
其中，a1为第一预设吹氧速率，a2为第二预设吹氧速率，a3为第三预设吹氧速率，a1＜a2＜a3；m1为第一预设倾斜角调节系数，m2为第二预设倾斜角调节系数，m3为第三预设倾斜角调节系数，1＜m1＜m2＜m3＜2。
6.根据权利要求5所述的HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，其特征在于，所述中控模块在控制所述成分分析仪进行第二次检测时，所述中控模块将第二次检测到的钢水中的碳含量A2与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果控制第三次加入铁水时所述倒铁水装置的倾斜角度θ的大小和倒铁水时间t的大小；
当A2＞Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第三次加入铁水时以倾斜角θ21和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水，同时，所述中控模块将吹氧速率调节为a0’，设定a0’=a0×p；
当Amin≤A2≤Amax时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第三次加入铁水时以倾斜角θ22和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水；
当A2＜Amin时，所述中控模块控制所述倒铁水装置第三次加入铁水时以倾斜角θ23和倒铁水时间t1向所述转炉中加入铁水，同时，所述中控模块将吹氧速率调节为a0”，设定a0”=a0×q；
其中，θ21为第一预设第三次倾斜角，θ22为第二预设第三次倾斜角，θ23为第三预设第三次倾斜角，θ21＜θ22＜θ23＜180°，且θ11＜θ21，θ12＜θ22，θ13＜θ23；p为速率增大系数，1＜p＜2，q为速率减小系数，0＜q＜1。
7.根据权利要求6所述的HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，其特征在于，所述中控模块在控制所述成分分析仪进行第三次检测时，所述中控模块将第三次检测到的钢水中的碳含量A3与预设标准碳最大含量Amax和预设标准碳最小含量Amin进行比对，并根据比对结果对第三次冶炼后的钢水做出判定；
当A3＞Amax时，所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量高，不符合要求；
当Amin≤A3≤Amax时，所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水碳含量符合要求；
当A3＜Amin时，所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量低，不符合要求。
8.根据权利要求7所述的HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，其特征在于，所述中控模块中设置有碳含量高差值△Aa，设定△Aa=A3-Amax，当所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量高时，所述中控模块将碳含量高差值△Aa与各预设碳含量差值进行比对，并根据比对结果向转炉加入不同质量的氧化剂；
当△Aa＜△A1时，所述中控模块控制外部拿取装置向转炉中加入质量为M1的氧化剂；
当△A1≤△Aa＜△A2时，所述中控模块控制外部拿取装置向转炉中加入质量为M2的氧化剂；
当△A2≤△Aa＜△A3时，所述中控模块控制外部拿取装置向转炉中加入质量为M3的氧化剂；
其中，△A1为第一预设碳含量差值，△A2为第二预设碳含量差值，△A3为第三预设碳含量差值，0＜△A1＜△A2＜△A3；M1为第一预设氧化剂质量，M2为第二预设氧化剂质量，M3为第三预设氧化剂质量，M1＜M2＜M3。
9.根据权利要求8所述的HRB500E含铌钛合金螺纹钢的制备方法，其特征在于，所述中控模块中设置有碳含量低差值△Ab，设定△Ab=Amin-A3，当所述中控模块判定第三次冶炼后的钢水含碳量低时，所述中控模块将碳含量低差值△Ab与各预设碳含量差值进行比对，并根据比对结果向转炉加入不同体积的铁水；
当△Ab＜△A1时，所述中控模块控制倒铁水装置向转炉中加入体积为N1的铁水；
当△A1≤△Ab＜△A2时，所述中控模块控制倒铁水装置向转炉中加入体积为N2的铁水；
当△A2≤△Ab＜△A3时，所述中控模块控制倒铁水装置向转炉中加入体积为N3的铁水；
其中，N1为第一预设补添加铁水体积，N2为第二预设补添加铁水体积，N3为第三预设补添加铁水体积，N1＜N2＜N3。
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Denomination of invention: Preparation method of HRB500E niobium titanium alloy threaded steel Effective date of registration: 20231212 Granted publication date: 20220701 Pledgee: Bank of Xiamen Limited by Share Ltd. Zhangzhou branch Pledgor: FUJIAN SANBAO STEEL Co.,Ltd. Registration number: Y2023980071032 |