CN113416816A - 一种两步法确定rh精炼炉冶炼if钢吹氧量的方法及模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，涉及钢铁冶金技术领域，为适应钢包状态、包底冷钢、真空槽的差异等因素的变化，精确确定RH吹氧量；本发明在RH处理前期测定温度、氧含量等，量化钢包、真空槽的不同状态对钢水温度、氧含量的影响，建立计算方法，并分两步计算所需吹氧量，在第一次吹氧后间隔一定时间重新测定温度、氧含量等，进行第二次计算和吹氧；本发明可以精确确定RH总吹氧量，从而提高RH破空温度控制的准确性，压缩RH处理时间。

Description

一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体为一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型。

背景技术

RH精炼炉是一种高效精炼装备，具有脱碳、脱气、均匀钢水成分和温度、去除夹杂物等多种精炼功能，在IF钢生产发挥着极其重要的作用。IF钢，又称为“无间隙原子钢”，在炼钢时将间隙元素N、C的含量降低到极低的水平，再加入与N、C亲和力强的稳定元素Ti、Nb使之与N和C相结合，形成氮、碳化物而固定，使无限固溶的间隙原子控制成近乎为零的钢，从而具有更为优良的深冲性能。IF钢在汽车、家电等行业得到广泛应用。

在RH精炼炉冶炼IF钢时，RH钢水氧含量是一个重要的技术参数,RH不同阶段对氧含量有不同要求。RH进站钢水氧含量与RH脱碳效果密切相关，若氧含量过高，则脱碳结束氧含量就偏高，最终影响钢水洁净度水平，若氧含量过低，则会影响脱碳效果，必须在RH处理时通过氧枪供氧以提高氧含量；另外，为保证脱碳效果，脱碳结束时钢水氧含量不宜太低，为保证钢水洁净度，脱碳结束时钢水氧含量也不宜太高，脱碳结束氧含量一般控制在200-500ppm之间。在脱碳结束时通过加铝材的手段脱除钢水氧，此过程为放热反应，在脱氧的同时会导致钢水温度增加。因此，RH氧含量不仅关系到碳元素控制、钢水质量，还影响温度控制准确性。

保障IF钢RH出站时碳元素合格及温度达标是RH工序的主要目标。为达到此项目标，必须对RH进站钢水氧含量进行精确控制，如果RH进站钢水氧含量未准确命中目标，必须在RH工序采用氧枪供氧的方式来予以调整。目前存在的问题是如何计算RH供氧量。问题存在的原因在于RH实际需要的氧含量不仅与钢水碳含量相关，还与钢包热状态、钢包接钢水前的冷钢数量、RH真空槽状态等因素相关，而这些因素对氧含量的需求具有非常复杂的非线性特征，难以量化，表现为：(1)钢包热状态与钢包接钢水前的冷钢数量对对钢水温度影响较大，不同的钢包热状态与钢包接钢水前的冷钢数量会导致RH处理阶段温降散差大；(2)RH真空槽在停等期间，有的钢厂通过顶枪吹入“焦炉煤气+氧气”对真空槽进行烘烤，烘烤后真空槽耐材氧含量偏高，在后续处理钢水前期，会造成钢水氧含量无规律的增加。

目前冶金行业在IF钢生产实践中，控制策略主要有以下两种：(1)转炉高氧位高温度出钢,以保证在RH处理时，钢水氧含量能满足脱碳需要且有富余量，在RH脱氧操作脱除脱碳结束氧含量补偿温度后，RH出站温度能达到出站温度要求。此方法的不利效果是转炉耐材侵蚀严重，RH脱碳结束氧含量高，温度高，废钢加入量大；(2)随着IF钢产品质量要求的不断提升以及钢厂转炉炉衬寿命不断提高的要求，转炉降低出钢氧含量及出钢温度成为冶金行业的技术趋势。在这种形势下，RH进站氧含量及RH进站温度经常会出现偏低的现象，需要在RH精炼炉通过顶枪供氧的方式增加钢水氧含量，以保证钢水脱碳效果及温度需求。这种情况与钢包、真空槽等造成钢水氧、温度波动的因素相叠加，吹氧量更加难以确定，RH操作人员依据经验确定RH吹氧量的方法凸显出RH出站温度难以命中目标、RH处理周期延长等不利后果。

申请号为2004100846882，名称为一种确定RH精炼过程中吹氧量和冷材加入量的方法的发明专利中，公开了一种利用神经网络模型处理自然降温因素提高测温准确性，在RH处理开始时预先确定吹氧量和冷材加入量，缩短RH处理时间，最终提高钢液质量的方法；但是其存在的问题是：(1)确定RH精炼处理完成时刻的钢液预测温度：考虑了向钢液中加入合金,包括脱氧铝材引起的温度变化分量,实际上脱氧铝材引起的温度变化分量与脱碳结束氧含量相关,因此应该考虑合金(不包括脱氧铝材)、脱碳结束氧含量两因素所引起的温度变化分量；(2)未考虑“RH处理时间”这一影响RH精炼处理完成时刻的钢液预测温度的主要因素；(3)“钢包状态”的差异对钢液温度影响较大，此专利仅考虑“上一炉浇铸结束至本炉出钢开始时刻”时间间隔这一因素，未考虑钢包耐材使用寿命等因素对钢液温度的影响；(4)根据钢包底部的冷钢数量对“包底冷钢”进行分级,现场实践中，对钢包底部的冷钢数量探测度手段欠缺，多是通过目测估计，因此偏差较大；(5)未考虑通过顶枪吹入“焦炉煤气+氧气”对真空槽进行烘烤后对钢水增氧这一因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，以适应钢包状态、包底冷钢、真空槽的差异等因素的变化，可以精确确定RH吹氧量，从而提高RH破空温度控制的准确性，压缩RH处理时间。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，包括以下具体步骤：

第一步：

(1)确定RH破空的目标温度T_目标；

(2)RH开始处理前，第一次定氧，得钢水温度T1、钢水氧含量O1；

(3)确定IF钢的RH标准冶炼时间t_标准、修正冶炼时间t_修正；

(4)确定IF钢在RH处理期间自然温降T_{自然温降1}；

(5)根据钢水RH出站碳含量要求确定IF钢脱碳结束目标氧含量O_目标；

(6)根据RH进站成分以及RH出站的目标成分，确定本炉除脱氧铝材外应加入的合金加入量，以及所加合金引起的温降T_合金1；

(7)不考虑脱碳终点脱氧操作的温度补偿值，根据步骤(2)至(6)计算RH破空时的钢水温度T_破空1；

(8)计算△T1＝T_破空1-T_目标；

(9)计算脱碳期不吹氧、不加碳粉脱氧、不加铝材脱氧条件下脱碳结束氧含量O_{脱碳结束1}，如果O_{脱碳结束1}-O_目标≥0，则不需要吹氧进行脱碳，否则需要吹氧进行脱碳,脱碳吹氧量1以命中脱碳结束氧含量等于O_目标为依据；

(10)计算脱碳吹氧后脱碳终点钢水氧含量O_吹氧后1；

(11)计算脱碳吹氧后脱碳终点氧含量O_吹氧后1在脱氧操作时对钢水温度补偿量T_补偿1；

(12)计算△T2＝△T1+T_补偿1,如果△T2≥0，则不需要吹氧升温；否则需要吹氧升温，升温吹氧量1使吹氧升温补偿的温度为-△T2；

(13)将步骤(9)中的脱碳吹氧量1与步骤(12)中的升温吹氧量1相加，得到RH总吹氧量1；

(14)根据RH总吹氧量1进行吹氧。

第二步：

(15)吹氧结束后在5-15分钟期间第二次定氧，得钢水温度T2、钢水氧含量O2；

(16)确定第二次定氧时刻距RH处理结束的时间间隔t_间隔；

(17)确定IF钢在RH剩余处理期间自然温降T_{自然温降2}；

(18)确定除脱氧铝材外还未加入的合金引起的钢水温降T_合金2；

(19)不考虑脱碳终点脱氧操作的温度补偿值，根据步骤(15)至(18)计算RH破空时的钢水温度T_破空2；

(20)计算△T3＝T_破空2-T_目标；

(21)计算第二次定氧后不吹氧、不加碳粉脱氧、不加铝材脱氧条件下脱碳结束氧含量O_{脱碳结束2}，如果O_{脱碳结束2}-O_目标≥0，则不需要吹氧进行脱碳；否则需要吹氧进行脱碳，脱碳吹氧量2以命中脱碳结束氧含量等于O_目标为依据；

(22)计算脱碳吹氧后脱碳终点钢水氧含量O_吹氧后2；

(23)计算脱碳吹氧后脱碳终点氧含量O_吹氧后2在脱氧操作时对钢水温度补偿量T_补偿2；

(24)计算△T4＝△T3+T_补偿2，如果△T4≥0，则不需要吹氧升温；否则需要吹氧升温,升温吹氧量2使吹氧升温补偿的温度为-△T4；

(25)将步骤(21)中的脱碳吹氧量2与步骤(24)中的升温吹氧量2相加，得到RH总吹氧量2。

(26)根据RH总吹氧量2进行吹氧。

在一种可选方案中，当钢水进站氧含量不大于600ppm时，t_修正＝t_标准；当钢水进站氧含量大于600ppm时，t_修正＝t_标准-2。

在一种可选方案中，T_破空1的计算公式为T_破空1＝T1+T_{自然温降1}+T_合金1。

在一种可选方案中，脱碳结束氧含量O_{脱碳结束1}＝钢水氧含量O1-钢水进RH碳含量×脱碳耗氧系数，脱碳吹氧量1＝(O_目标-O_{脱碳结束1})×钢水量÷氧气密度÷氧气收得率÷1000。

在一种可选方案中，升温吹氧量1＝(-△T2)×升温系数×钢水量÷氧气密度÷氧气收得率÷1000。

在一种可选方案中，第二次定氧时钢水碳含量为50-100ppm。

在一种可选方案中，T_破空2的计算公式为T_破空2＝T2+T_{自然温降2}+T_合金2。

在一种可选方案中，脱碳结束氧含量O_{脱碳结束2}＝钢水氧含量O2-第二次定氧时的钢水碳含量×脱碳耗氧系数，脱碳吹氧量1＝(O_目标-O_{脱碳结束1})×钢水量÷氧气密度÷氧气收得率÷1000。

在一种可选方案中，升温吹氧量2＝(-△T4)×升温系数×钢水量÷氧气密度÷氧气收得率÷1000。

本发明提供的另一技术方案：一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的模型，包括输入模块、处理模块和存储模块；其中输入模块用于收集为计算RH总吹氧量1和RH总吹氧量2所需的全部数据；处理模块录入有为获得RH总吹氧量1和RH总吹氧量2所需的全部公式，用于完成各公式的计算并获得结果；存储模块用于存储每一次使用时输入模块收集的全部数据，以及处理模块获得的结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，能适应钢包状态、包底冷钢、真空槽的差异等因素的变化,可以精确确定RH吹氧量，从而提高RH破空温度控制的准确性，压缩RH处理时间。

2、该两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法，步骤简单易掌握，且稳定有效，有利于提高生产质量和效率，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明的一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的模型的使用界面实例示意图。

具体实施方式

一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，包括以下具体步骤：

第一步：

(1)确定RH破空的目标温度T_目标；

(2)RH开始处理前，第一次定氧，得钢水温度T1、钢水氧含量O1；

(3)确定IF钢的RH标准冶炼时间t_标准、修正冶炼时间t_修正；

(4)确定IF钢在RH处理期间自然温降T_{自然温降1}；

(5)根据钢水RH出站碳含量要求确定IF钢脱碳结束目标氧含量O_目标；

(6)根据RH进站成分以及RH出站的目标成分，确定本炉除脱氧铝材外应加入的合金加入量，以及所加合金引起的温降T_合金1；

(7)不考虑脱碳终点脱氧操作的温度补偿值，根据步骤(2)至(6)计算RH破空时的钢水温度T_破空1；

(8)计算△T1＝T_破空1-T_目标；

(9)计算脱碳期不吹氧、不加碳粉脱氧、不加铝材脱氧条件下脱碳结束氧含量O_{脱碳结束1}，如果O_{脱碳结束1}-O_目标≥0，则不需要吹氧进行脱碳，否则需要吹氧进行脱碳,脱碳吹氧量1以命中脱碳结束氧含量等于O_目标为依据；

(10)计算脱碳吹氧后脱碳终点钢水氧含量O_吹氧后1；

(11)计算脱碳吹氧后脱碳终点氧含量O_吹氧后1在脱氧操作时对钢水温度补偿量T_补偿1；

(12)计算△T2＝△T1+T_补偿1,如果△T2≥0，则不需要吹氧升温；否则需要吹氧升温，升温吹氧量1使吹氧升温补偿的温度为-△T2；

(13)将步骤(9)中的脱碳吹氧量1与步骤(12)中的升温吹氧量1相加，得到RH总吹氧量1；

(14)根据RH总吹氧量1进行吹氧。

第二步：

(15)吹氧结束后在5-15分钟期间第二次定氧，得钢水温度T2、钢水氧含量O2；

(16)确定第二次定氧时刻距RH处理结束的时间间隔t_间隔；

(17)确定IF钢在RH剩余处理期间自然温降T_{自然温降2}；

(18)确定除脱氧铝材外还未加入的合金引起的钢水温降T_合金2；

(19)不考虑脱碳终点脱氧操作的温度补偿值，根据步骤(15)至(18)计算RH破空时的钢水温度T_破空2；

(20)计算△T3＝T_破空2-T_目标；

(21)计算第二次定氧后不吹氧、不加碳粉脱氧、不加铝材脱氧条件下脱碳结束氧含量O_{脱碳结束2}，如果O_{脱碳结束2}-O_目标≥0，则不需要吹氧进行脱碳；否则需要吹氧进行脱碳，脱碳吹氧量2以命中脱碳结束氧含量等于O_目标为依据；

(22)计算脱碳吹氧后脱碳终点钢水氧含量O_吹氧后2；

(23)计算脱碳吹氧后脱碳终点氧含量O_吹氧后2在脱氧操作时对钢水温度补偿量T_补偿2；

(24)计算△T4＝△T3+T_补偿2，如果△T4≥0，则不需要吹氧升温；否则需要吹氧升温,升温吹氧量2使吹氧升温补偿的温度为-△T4；

(25)将步骤(21)中的脱碳吹氧量2与步骤(24)中的升温吹氧量2相加，得到RH总吹氧量2。

(26)根据RH总吹氧量2进行吹氧。

为将本发明的方法实践应用，本发明还提供了一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的模型，包括输入模块、处理模块和存储模块；其中输入模块用于收集为计算RH总吹氧量1和RH总吹氧量2所需的全部数据；处理模块录入有为获得RH总吹氧量1和RH总吹氧量2所需的全部公式，用于完成各公式的计算并获得结果；存储模块用于存储每一次使用时输入模块收集的全部数据，以及处理模块获得的结果。

具体地，输入模块和处理模块可以采用C++进行编程，存储模块可采用DB2建立数据库，此外，如图1所示，前端使用界面可用java进行设计，方便使用和查看。

为了进一步阐述本发明的思路，下面以300TRH精炼炉冶炼IF钢为例，对本发明做进一步说明。

RH精炼处理钢水、钢包、真空槽的条件：

(1)IF钢类型：DC06；

(2)DC06钢RH破空钢水成分要求，具体见表1：

表1 DC06钢RH破空钢水成分要求

(3)钢水量：312吨，钢水进RH碳含量：0.032％；

(4)RH开始处理钢水温度T1＝1615℃、钢水氧含量460ppm；

(5)钢包炉衬使用次数：21次；

(6)“上一炉浇铸结束至本炉出钢开始时刻”时间间隔：50min；

(7)包底冷钢量：目测约3吨。

(8)通过顶枪吹入“焦炉煤气+氧气”对真空槽进行烘烤时间：125min；

这种条件冶炼IF钢时，不利因素在于：

(1)包底冷钢量约3吨：对钢水温度的影响大小难以确定；

(2)由于在RH精炼炉冶炼钢水前，通过顶枪吹入“焦炉煤气+氧气”对RH真空槽进行了长达125min的烘烤，可以确定的是真空槽氧含量高，在处理钢水时会向钢水供氧，但在RH处理前不能准确知道真空槽对钢水向钢水供氧量的具体量。

对比例：

RH冶炼IF钢常规确定吹氧量的方法:

(1)根据DC06钢工艺要求，本炉钢RH破空的目标温度T_目标设定为1592℃；

(2)RH开始处理前，定氧，得钢水温度T1＝1615℃、钢水氧含量O1＝460ppm；

(3)是否吹氧的判断：RH进站钢水温度1615℃，根据经验此温度合适，不需要吹氧升温；钢水氧含量460ppm，钢水进RH碳含量：0.032％，脱碳耗氧约需要320*0.7＝224(ppm)，脱碳结束目标氧300ppm，脱碳氧含量不足，需要通过氧枪供氧：300+224-460＝64(ppm)，吹氧量＝64*312/1.4282/50％/1000＝28(Nm³)；

(4)顶枪吹氧28Nm³后继续进行RH脱碳作业。根据经验，判断在RH开始处理15min时脱碳结束,且此时钢水温度应该在1588℃左右，氧含量应在300ppm左右。在预定的脱碳结束时刻前定氧，得钢水温度T2＝1565℃、钢水氧含量O2＝480ppm。据实际测得的温度、氧含量，如不吹氧升温，RH破空温度约为1565+480/25-(27-15)＝1572(℃)，比T_目标1592℃低20℃,故不得不将脱氧操作顺延，先吹氧增加钢水氧含量以在后续脱氧过程对钢水进行升温,升温吹氧量＝20*25*312/1.4282/50％/1000＝218(Nm³)；

(5)升温吹氧耗时4分钟。吹氧结束后2min后再次定氧，得钢水温度T3＝1559℃、钢水氧含量O3＝970ppm；RH破空温度约为1559+970/25-(27-15)＝1586(℃),未达到T_目标1592℃,但由于时间节点紧张，RH没有时间再进一步吹氧以调整温度；

(6)12min后RH破空,测钢水温度T4为1587℃。

实施例：

根据本发明的一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法，且采用上述实施方式中的一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的模型：

第一步：

(1)根据DC06钢工艺要求，本炉钢RH破空的目标温度T_目标设定为1592℃；

(2)RH开始处理前，第一次定氧，得钢水温度T1＝1615℃、钢水氧含量O1＝460ppm；

(3)根据工艺要求，本钢种RH标准冶炼时间t_标准设定为27min,钢水进站氧含量为520ppm,小于600ppm，t_修正＝t_标准＝27min；

(4)确定IF钢在RH处理期间自然温降T_{自然温降1}。温降系数相对稳定，与RH作业率相关，通过测温试验测定。具体如表2：

表2 IF钢在RH处理期间自然温降系数

时间	温降	单位
			0～1	-3	℃/min
1～2	-3	℃/min
			2～3	-3	℃/min
3～4	-3	℃/min
			4～5	-2	℃/min
5～6	-2	℃/min
			6～7	-2	℃/min
7～8	-1	℃/min
			8～9	-1	℃/min
9～999	-1	℃/min

故T_{自然温降1}＝-38℃

(5)根据根据DC06钢工艺要求，脱碳结束目标氧含量O_目标＝300ppm；

(6)根据RH进站成分以及DC06钢RH出站的目标成分，确定RH合金加入量以及所加合金引起的温降：根据冶金学专业知识，本炉电解锰、钛铁(70)加入量分别为829kg、258kg,加入两合金引起的温降T_合金1＝-5℃；

(7)根据上述(2)-(6)确定RH破空时的钢水温度T_破空1(不考虑脱碳终点脱氧操作的温度补偿值)，T_破空1＝T1+T_{自然温降1}+T_合金＝1615-38-5＝1572℃

(8)将步骤(7)“T_破空”与步骤(1)“T_目标”相减,得出△T1＝T_破空1-T_目标＝1572-1592＝-20℃

(9)根据冶金学专业知识，在脱碳期不吹氧、不加碳粉脱氧、不加铝材脱氧条件下，本炉脱碳结束氧含量,O_{脱碳结束1}＝460-320*0.7＝236(ppm)，其中0.7为脱碳耗氧系数，O_{脱碳结束1}-O_目标＝236-300＝-64＜0，需要吹氧进行脱碳，以达到O_目标值。脱碳吹氧量1＝64*312/1.4282/50％/1000＝28(Nm³)，其中，1.4282为氧气密度，50％为氧气收得率。

(10)显然脱碳吹氧后脱碳终点钢水氧含量O_吹氧后1＝O_目标＝300ppm；

(11)根据冶金学专业知识，脱碳吹氧后脱碳终点氧含量在脱氧操作时对钢水温度补偿量T_补偿1＝300/25＝12℃，其中25为升温系数，即当钢水氧含量为100ppm时，对钢水温度补偿量为4℃；

(12)将步骤(8)“△T1”与步骤(10)“T_补偿1”相加,△T2＝△T1+T_补偿1＝-20+12＝-8℃；根据冶金学专业知识，RH升温吹氧量1＝8*25*312/1.4282/50％/1000＝87(Nm³)，其中，25为升温系数；

(13)将步骤(9)“脱碳吹氧量1”与步骤(12)“升温吹氧量1”相加，得到RH总吹氧量1＝28+87＝115(Nm³)；

(14)根据步骤(13)的“RH总吹氧量1”进行吹氧,吹氧115Nm³。

第二步：

(15)RH开始处理8分钟时第二次定氧,得钢水温度T2＝1575℃、钢水氧含量O2＝550ppm；

(16)第二次定氧时刻距RH处理结束的时间间隔t_间隔＝19min；

(17)确定IF钢在RH剩余处理期间自然温降T_{自然温降2}，T_{自然温降2}＝-19℃；

(18)根据工艺要求，此时还未加入电解锰、钛铁(70)两合金，两合金加入后引起的温降T_合金2＝-5℃；

(19)根据上述(15)-(18)计算RH破空时的钢水温度T_破空2(不考虑脱碳终点脱氧操作的温度补偿值),T_破空2＝T2+T_{自然温降2}+T_合金2＝1575-19-5＝1551℃

(20)将步骤(19)“T_破空2”与步骤(1)“T_目标”相减,得出△T3＝T_破空2-T_目标＝1551-1592＝-41℃

(21)计算8分钟第二次定氧后不吹氧、不加碳粉脱氧、不加铝材脱氧条件下脱碳结束氧含量O_{脱碳结束2}＝550-50*0.7＝515ppm，其中，50为8分钟定氧时钢水碳含量，O_{脱碳结束2}-O_目标＝515-300＝215≥0，不需要吹氧进行脱碳,即：脱碳吹氧量2＝0；

(22)计算脱碳吹氧后脱碳终点钢水氧含量O_吹氧后2,显然，O_吹氧后2＝O_{脱碳结束2}＝515ppm；

(23)计算脱碳吹氧后脱碳终点氧含量在脱氧操作时对钢水温度补偿量T_补偿2；T_补偿2＝515/25＝21(℃),其中，25-钢水氧含量折算为温度的系数；

(24)将步骤(20)“△T3”与步骤(23)“T补偿2”相加得到“△T4”,△T4＝△T3+T补偿2＝-41+21＝-20(℃)＜0，需要吹氧升温,根据冶金学专业知识，RH升温吹氧量2＝20*25*312/1.4282/50％/1000＝218(Nm³)；其中，25-升温系数，1000-单位换算值；

(25)将步骤(21)“脱碳吹氧量2”与步骤(24)“升温吹氧量2”相加，得到RH总吹氧量2，RH总吹氧量2＝0+218＝218(Nm3)。

(26)升温吹氧耗时4分钟。RH开始处理15min时定氧，得钢水温度T3＝1593℃，与T_目标1592℃相差1℃，在±3℃范围内，命中目标温度。

对比例与实施例RH主要指标如表3：

表3实施例与对比例RH主要指标对比

由表3可知，实施例RH破空温度1593℃,与RH破空目标温度1592℃仅差1℃,而对比例RH破空温度1586℃,与RH破空目标温度相差6℃；实施例RH处理时间为27min,较对比例的33min节省了6min。

以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，其特征在于，包括以下具体步骤：

第一步：

(1)确定RH破空的目标温度T_目标；

(2)RH开始处理前，第一次定氧，得钢水温度T1、钢水氧含量O1；

(3)确定IF钢的RH标准冶炼时间t_标准、修正冶炼时间t_修正；

(4)确定IF钢在RH处理期间自然温降T_{自然温降1}；

(5)根据钢水RH出站碳含量要求确定IF钢脱碳结束目标氧含量O_目标；

(6)根据RH进站成分以及RH出站的目标成分，确定本炉除脱氧铝材外应加入的合金加入量，以及所加合金引起的温降T_合金1；

(7)不考虑脱碳终点脱氧操作的温度补偿值，根据步骤(2)至(6)计算RH破空时的钢水温度T_破空1；

(8)计算△T1＝T_破空1-T_目标；

(9)计算脱碳期不吹氧、不加碳粉脱氧、不加铝材脱氧条件下脱碳结束氧含量O_{脱碳结束1}，如果O_{脱碳结束1}-O_目标≥0，则不需要吹氧进行脱碳，否则需要吹氧进行脱碳,脱碳吹氧量1以命中脱碳结束氧含量等于O_目标为依据；

(10)计算脱碳吹氧后脱碳终点钢水氧含量O_吹氧后1；

(11)计算脱碳吹氧后脱碳终点氧含量O_吹氧后1在脱氧操作时对钢水温度补偿量T_补偿1；

(12)计算△T2＝△T1+T_补偿1,如果△T2≥0，则不需要吹氧升温；否则需要吹氧升温，升温吹氧量1使吹氧升温补偿的温度为-△T2；

(13)将步骤(9)中的脱碳吹氧量1与步骤(12)中的升温吹氧量1相加，得到RH总吹氧量1；

(14)根据RH总吹氧量1进行吹氧。

第二步：

(15)吹氧结束后在5-15分钟期间第二次定氧，得钢水温度T2、钢水氧含量O2；

(16)确定第二次定氧时刻距RH处理结束的时间间隔t_间隔；

(17)确定IF钢在RH剩余处理期间自然温降T_{自然温降2}；

(18)确定除脱氧铝材外还未加入的合金引起的钢水温降T_合金2；

(19)不考虑脱碳终点脱氧操作的温度补偿值，根据步骤(15)至(18)计算RH破空时的钢水温度T_破空2；

(20)计算△T3＝T_破空2-T_目标；

(21)计算第二次定氧后不吹氧、不加碳粉脱氧、不加铝材脱氧条件下脱碳结束氧含量O_{脱碳结束2}，如果O_{脱碳结束2}-O_目标≥0，则不需要吹氧进行脱碳；否则需要吹氧进行脱碳，脱碳吹氧量2以命中脱碳结束氧含量等于O_目标为依据；

(22)计算脱碳吹氧后脱碳终点钢水氧含量O_吹氧后2；

(23)计算脱碳吹氧后脱碳终点氧含量O_吹氧后2在脱氧操作时对钢水温度补偿量T_补偿2；

(24)计算△T4＝△T3+T_补偿2，如果△T4≥0，则不需要吹氧升温；否则需要吹氧升温,升温吹氧量2使吹氧升温补偿的温度为-△T4；

(25)将步骤(21)中的脱碳吹氧量2与步骤(24)中的升温吹氧量2相加，得到RH总吹氧量2。

(26)根据RH总吹氧量2进行吹氧。

2.根据权利要求1所述的一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，其特征在于：所述步骤(3)中，当钢水进站氧含量不大于600ppm时，t_修正＝t_标准；当钢水进站氧含量大于600ppm时，t_修正＝t_标准-2。

3.根据权利要求1所述的一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，其特征在于：所述步骤(7)中，T_破空1的计算公式为T_破空1＝T1+T_{自然温降1}+T_合金1。

4.根据权利要求1所述的一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，其特征在于：所述步骤(9)中，脱碳结束氧含量O_{脱碳结束1}＝钢水氧含量O1-钢水进RH碳含量×脱碳耗氧系数，脱碳吹氧量1＝(O_目标-O_{脱碳结束1})×钢水量÷氧气密度÷氧气收得率÷1000。

5.根据权利要求1所述的一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，其特征在于：所述步骤(12)中，升温吹氧量1＝(-△T2)×升温系数×钢水量÷氧气密度÷氧气收得率÷1000。

6.根据权利要求1所述的一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，其特征在于：所述步骤(15)中，第二次定氧时钢水碳含量为50-100ppm。

7.根据权利要求1所述的一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，其特征在于：所述步骤(19)中，T_破空2的计算公式为T_破空2＝T2+T_{自然温降2}+T_合金2。

8.根据权利要求1所述的一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，其特征在于：所述步骤(21)中，脱碳结束氧含量O_{脱碳结束2}＝钢水氧含量O2-第二次定氧时的钢水碳含量×脱碳耗氧系数，脱碳吹氧量1＝(O_目标-O_{脱碳结束1})×钢水量÷氧气密度÷氧气收得率÷1000。

9.根据权利要求1所述的一种两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法及模型，其特征在于：所述步骤(24)中，升温吹氧量2＝(-△T4)×升温系数×钢水量÷氧气密度÷氧气收得率÷1000。

10.一种根据权利要求1至9任意一项所述的两步法确定RH精炼炉冶炼IF钢吹氧量的方法建立的模型，其特征在于：包括输入模块、处理模块和存储模块；其中输入模块用于收集为计算RH总吹氧量1和RH总吹氧量2所需的全部数据；处理模块录入有为获得RH总吹氧量1和RH总吹氧量2所需的全部公式，用于完成各公式的计算并获得结果；存储模块用于存储每一次使用时输入模块收集的全部数据，以及处理模块获得的结果。

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