CN114672606A - 一种转炉根据co体积浓度斜指导开吹打火的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转炉根据CO体积浓度斜指导开吹打火的方法，包括如下步骤，S1：理论研究阶段：S11：根据转炉冶炼的实际情况对转炉吹气原理进行研究。该转炉根据CO体积浓度斜指导开吹打火的方法，通过监测打火后CO体积浓度的变化趋势，来反应转炉开吹打火情况，当打火不成功或打着火较晚时，及时调整操作来避免喷溅以及对炉衬的侵蚀和避免点火不成功造成氧枪铜头烧漏，降低转炉钢铁料消耗，利于对炉况的维护，对转炉开吹打火具有重要现实指导意义，改进后的打火方法利用专业检测仪器，通过检测CO体积浓度的变化情况以达到判断打火效果的目的，相较于传统的依据炼钢厂工人的经验以及对炉口火焰的感官来判断打火效果，能更加准确判断开吹打火情况。
Description
技术领域
本发明涉及转炉炼钢技术领域，具体为一种转炉根据CO体积浓度斜指导开吹打火的方法。
背景技术
转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼，目前的转炉炼钢生产中，在转炉开吹打火后，通常是依据炼钢厂工人的经验以及对炉口火焰的感官来判断打火效果，而依靠人工经验以及人为感知火焰状况判断打火情况有非常大的局限性，容易出现判断失误，使得打火不成功或打火时间长时不能及时调整操作，从而引起喷溅以及对炉衬的侵蚀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转炉根据CO体积浓度斜指导开吹打火的方法，以解决上述背景技术中提出依靠人工经验以及人为感知火焰状况判断打火情况有非常大的局限性，容易出现判断失误，使得打火不成功或打火时间长时不能及时调整操作，从而引起喷溅以及对炉衬的侵蚀的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种转炉根据CO体积浓度斜指导开吹打火的方法，包括如下步骤，
S1：理论研究阶段：
S11：根据转炉冶炼的实际情况对转炉吹气原理进行研究，得出吹气打火冶炼应遵循如下理论基础：通过打火促进钢水中的[C]和[O]进行碳氧反应；
S12：根据碳氧反应结果可得出如下结论：若打火成功，钢水中的[C]和[O] 反应会生成CO，因此当烟气CO体积浓度为0时，说明打火不成功，此时钢水中的[Fe]和[O]反应生成(FeO)，当炉渣中的(FeO)富集到一定程度时，将引起喷溅；
S2：优化方案设计阶段：
S21：根据理论研究的结果制定转炉开吹打火情况的检测方案，主要通过CO 体积浓度的变化趋势反应打火情况；
S22：根据CO体积浓度的变化趋势，将打火情况归类为如下两种情况：
第一：开吹打火后，烟气CO浓度持续一分钟为0，判定此时打火不成功，需提枪前后背炉并吹扫10秒左右的氮气后重新下枪打火，避免打火不成功，钢水中的[Fe]和[O]进行反应，从而导致炉渣中的(FeO)富集引起喷溅；
第一：开吹打火后，烟气CO浓度在一分钟以内呈上升趋势大于0，判定此时打火成功，可按照正常冶炼模式进行前期的加料操作；
S3：冶炼准备阶段：
S31：根据转炉炼钢的冶炼和成钢标准对炼钢所需的各种原料进行科学配比，并制定冶炼计划，明确冶炼的目标产量以及工作时间；
S32：根据已制定的原料配比和目标产量对炼钢原料进行称重，然后按照转炉炼钢流程步骤依次将称重好的铁水、废钢和铁合金投入转炉中；
S33：将转炉的电源与外界的电源相连接，并通过计算机程序控制启动转炉进行加热工作，然后转炉内的温度不断的进行上升，对转炉内的炼钢原料进行冶炼，同时启动转炉内的温度检测系统和时间记录系统，对炉膛温度进行实时监测；
S4：CO浓度检测阶段：
S41：将CO浓度探测器的电源与外界的电源相连接，然后通过CO浓度探测器的检测探头对炉膛内的CO浓度进行实时监测；
S42：根据转炉冶炼需要进行开吹打火，并在开吹打火后，利用CO浓度探测器对炉内烟气CO浓度进行连续监测；
S43：CO浓度探测器检测到炉内CO浓度数据后，以电信号的形式将实时检测数据传递给计算机，计算机处理器可对烟气CO浓度数据进行处理，并通数字和曲线图的形式呈现在显示器上，钢厂工人可直接通过计算机显示器实时监测炉膛内部的CO浓度情况；
S5：打火试验阶段：
S51：钢厂工人可根据CO浓度数据对打火情况进行判别，一分钟内，若炉内烟气CO浓度持续为0，则可判定打火不成功，若炉内烟气CO浓度呈上升趋势且大于0，则可判定打火成功；
S52：根据打火情况的判定结果作出后续操作反馈，维持炉内正常冶炼并进行转炉冶炼前期的加料操作；
S6：结果分析阶段：
S61：将每次的打火试验的数据以表格的形式进行记录，并对冶炼产钢量进行记录，后期可通过分析试验数据和产钢量对打火方法不断进行优化。
优选的，所述S11中碳氧反应的反应公式如下：[C]+[O]＝{CO}。
优选的，所述S42中的CO浓度监测工作的时间范围为0s-60s。
优选的，所述S52中后续操作反馈可分为如下两种：
第一种：当打火判定不成功时，需提枪前后背炉并吹扫10秒左右的氮气后，然后重新进行下枪打火，打火后利用CO浓度探测器重新检测炉内烟气CO浓度变化情况；
第二种：当打火判定成功时，直接按照正常冶炼模式往炉膛内进行前期的加料操作。
与现有技术相比，本发明提供了转炉根据CO体积浓度斜指导开吹打火的方法，具有以下优点：
本发明主要通过监测打火后CO体积浓度的变化趋势，来反应转炉开吹打火情况，并将其归类为两种情况：开吹打火后CO体积浓度持续为0、开吹打火后 CO体积浓度大于0，然后根据类型及时对操作进行调整，使打火后CO体积浓度快速大于0，当打火不成功或打着火较晚时，及时调整操作来避免喷溅以及对炉衬的侵蚀和避免点火不成功造成氧枪铜头烧漏，降低转炉钢铁料消耗，利于对炉况的维护，对转炉开吹打火具有重要现实指导意义，改进后的打火方法利用专业的检测仪器，通过检测CO体积浓度的变化情况以达到判断打火效果的目的，相较于传统的依据炼钢厂工人的经验以及对炉口火焰的感官来判断打火效果，能更加准确判断开吹打火情况。
具体实施方式
下面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实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种转炉根据CO体积浓度斜指导开吹打火的方法，包括如下步骤，
S1：理论研究阶段：
S11：根据转炉冶炼的实际情况对转炉吹气原理进行研究，得出吹气打火冶炼应遵循如下理论基础：通过打火促进钢水中的[C]和[O]进行碳氧反应；
S12：根据碳氧反应结果可得出如下结论：若打火成功，钢水中的[C]和[O] 反应会生成CO，因此当烟气CO体积浓度为0时，说明打火不成功，此时钢水中的[Fe]和[O]反应生成(FeO)，当炉渣中的(FeO)富集到一定程度时，将引起喷溅，具体的理论研究实验数据记录如下所示：
21210638炉次，吹炼至35秒时，烟气CO体积浓度开始呈上升趋势并大于0，此时按照正常模式加料，未出现喷溅溢渣，此炉钢铁料消耗1058kg/t；
21210534炉次，吹炼至70秒时，烟气CO体积浓度仍然为0，此时开始小批量(300kg/批)加料并缓慢压枪，吹炼至90秒CO体积浓度呈爆发性上升趋势后急速下降，此时出现轻微溢渣，溢渣持续至吹炼230秒，此炉钢铁料消耗 1078kg/t；
21210646炉次，吹炼至60秒时，烟气中CO体积浓度仍然为0，此时立即提枪前后背炉并吹扫10秒氮气后重新下枪打火，打火10秒后烟气CO体积浓度呈正常上升趋势且大于0，此时开始按照正常模式加料，未出现喷溅溢渣，此炉钢铁料消耗1062kg/t；
21210347炉次，吹炼至60秒时，烟气中CO体积浓度仍然为0，未采取措施，吹炼至110秒CO体积浓度急速上升并出现爆发性喷溅，被迫提枪倒渣后重新下枪打火，打火10秒后烟气CO体积浓度呈正常上升趋势且大于0，此时开始按照正常模式加料，此炉钢铁料消耗1095kg/t；
S2：优化方案设计阶段：
S21：根据理论研究的结果制定转炉开吹打火情况的检测方案，主要通过CO 体积浓度的变化趋势反应打火情况；
S22：根据CO体积浓度的变化趋势，将打火情况归类为如下两种情况：
第一：开吹打火后，烟气CO浓度持续一分钟为0，判定此时打火不成功，需提枪前后背炉并吹扫10秒左右的氮气后重新下枪打火，避免打火不成功，钢水中的[Fe]和[O]进行反应，从而导致炉渣中的(FeO)富集引起喷溅；
第一：开吹打火后，烟气CO浓度在一分钟以内呈上升趋势大于0，判定此时打火成功，可按照正常冶炼模式进行前期的加料操作；
S3：冶炼准备阶段：
S31：根据转炉炼钢的冶炼和成钢标准对炼钢所需的各种原料进行科学配比，并制定冶炼计划，明确冶炼的目标产量以及工作时间；
S32：根据已制定的原料配比和目标产量对炼钢原料进行称重，然后按照转炉炼钢流程步骤依次将称重好的铁水、废钢和铁合金投入转炉中；
S33：将转炉的电源与外界的电源相连接，并通过计算机程序控制启动转炉进行加热工作，然后转炉内的温度不断的进行上升，对转炉内的炼钢原料进行冶炼，同时启动转炉内的温度检测系统和时间记录系统，对炉膛温度进行实时监测；
S4：CO浓度检测阶段：
S41：将CO浓度探测器的电源与外界的电源相连接，然后通过CO浓度探测器的检测探头对炉膛内的CO浓度进行实时监测；
S42：根据转炉冶炼需要进行开吹打火，并在开吹打火后，利用CO浓度探测器对炉内烟气CO浓度进行连续监测；
S43：CO浓度探测器检测到炉内CO浓度数据后，以电信号的形式将实时检测数据传递给计算机，计算机处理器可对烟气CO浓度数据进行处理，并通数字和曲线图的形式呈现在显示器上，钢厂工人可直接通过计算机显示器实时监测炉膛内部的CO浓度情况；
S5：打火试验阶段：
S51：钢厂工人可根据CO浓度数据对打火情况进行判别，一分钟内，若炉内烟气CO浓度持续为0，则可判定打火不成功，若炉内烟气CO浓度呈上升趋势且大于0，则可判定打火成功；
S52：根据打火情况的判定结果作出后续操作反馈，维持炉内正常冶炼并进行转炉冶炼前期的加料操作；
S6：结果分析阶段：
S61：将每次的打火试验的数据以表格的形式进行记录，并对冶炼产钢量进行记录，后期可通过分析试验数据和产钢量对打火方法不断进行优化。
S11中碳氧反应的反应公式如下：[C]+[O]＝{CO}，通过碳氧反应公式可知烟气CO体积浓度作为打火是否成功的判断标准是有理论依据的，并且通过炉内 CO浓度变化来判断打火情况相较于传统的钢工人为感知判别的精确度大大提高；
S42中的CO浓度监测工作的时间范围为0s-60s，打火后经过时长为一分钟的CO浓度监测已经基本可以确定打火是否成功，并且可在CO浓度无变化的情况下，及时作出补救处理，从而避免钢水中的[Fe]和[O]进行反应；
S52中后续操作反馈可分为如下两种：
第一种：当打火判定不成功时，需提枪前后背炉并吹扫10秒左右的氮气后，然后重新进行下枪打火，打火后利用CO浓度探测器重新检测炉内烟气CO浓度变化情况；
第二种：当打火判定成功时，直接按照正常冶炼模式往炉膛内进行前期的加料操作。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种转炉根据CO体积浓度斜指导开吹打火的方法，包括如下步骤，其特征在于：
S1：理论研究阶段：
S11：根据转炉冶炼的实际情况对转炉吹气原理进行研究，得出吹气打火冶炼应遵循如下理论基础：通过打火促进钢水中的[C]和[O]进行碳氧反应；
S12：根据碳氧反应结果可得出如下结论：若打火成功，钢水中的[C]和[O]反应会生成CO，因此当烟气CO体积浓度为0时，说明打火不成功，此时钢水中的[Fe]和[O]反应生成(FeO)，当炉渣中的(FeO)富集到一定程度时，将引起喷溅；
S2：优化方案设计阶段：
S21：根据理论研究的结果制定转炉开吹打火情况的检测方案，主要通过CO体积浓度的变化趋势反应打火情况；
S22：根据CO体积浓度的变化趋势，将打火情况归类为如下两种情况：
第一：开吹打火后，烟气CO浓度持续一分钟为0，判定此时打火不成功，需提枪前后背炉并吹扫10秒左右的氮气后重新下枪打火，避免打火不成功，钢水中的[Fe]和[O]进行反应，从而导致炉渣中的(FeO)富集引起喷溅；
第一：开吹打火后，烟气CO浓度在一分钟以内呈上升趋势大于0，判定此时打火成功，可按照正常冶炼模式进行前期的加料操作；
S3：冶炼准备阶段：
S31：根据转炉炼钢的冶炼和成钢标准对炼钢所需的各种原料进行科学配比，并制定冶炼计划，明确冶炼的目标产量以及工作时间；
S32：根据已制定的原料配比和目标产量对炼钢原料进行称重，然后按照转炉炼钢流程步骤依次将称重好的铁水、废钢和铁合金投入转炉中；
S33：将转炉的电源与外界的电源相连接，并通过计算机程序控制启动转炉进行加热工作，然后转炉内的温度不断的进行上升，对转炉内的炼钢原料进行冶炼，同时启动转炉内的温度检测系统和时间记录系统，对炉膛温度进行实时监测；
S4：CO浓度检测阶段：
S41：将CO浓度探测器的电源与外界的电源相连接，然后通过CO浓度探测器的检测探头对炉膛内的CO浓度进行实时监测；
S42：根据转炉冶炼需要进行开吹打火，并在开吹打火后，利用CO浓度探测器对炉内烟气CO浓度进行连续监测；
S43：CO浓度探测器检测到炉内CO浓度数据后，以电信号的形式将实时检测数据传递给计算机，计算机处理器可对烟气CO浓度数据进行处理，并通数字和曲线图的形式呈现在显示器上，钢厂工人可直接通过计算机显示器实时监测炉膛内部的CO浓度情况；
S5：打火试验阶段：
S51：钢厂工人可根据CO浓度数据对打火情况进行判别，一分钟内，若炉内烟气CO浓度持续为0，则可判定打火不成功，若炉内烟气CO浓度呈上升趋势且大于0，则可判定打火成功；
S52：根据打火情况的判定结果作出后续操作反馈，维持炉内正常冶炼并进行转炉冶炼前期的加料操作；
S6：结果分析阶段：
S61：将每次的打火试验的数据以表格的形式进行记录，并对冶炼产钢量进行记录，后期可通过分析试验数据和产钢量对打火方法不断进行优化。
2.根据权利要求1所述的一种转炉根据CO体积浓度斜指导开吹打火的方法，其特征在于：所述S11中碳氧反应的反应公式如下：[C]+[O]＝{CO}。
3.根据权利要求1所述的一种转炉根据CO体积浓度斜指导开吹打火的方法，其特征在于：所述S42中的CO浓度监测工作的时间范围为0s-60s。
4.根据权利要求1所述的一种转炉根据CO体积浓度斜指导开吹打火的方法，其特征在于：所述S52中后续操作反馈可分为如下两种：
第一种：当打火判定不成功时，需提枪前后背炉并吹扫10秒左右的氮气后，然后重新进行下枪打火，打火后利用CO浓度探测器重新检测炉内烟气CO浓度变化情况；
第二种：当打火判定成功时，直接按照正常冶炼模式往炉膛内进行前期的加料操作。
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2022
- 2022-03-07 CN CN202210223018.2A patent/CN114672606A/zh active Pending
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