CN115595395A - 一种耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺。本发明通过所述中控单元控制图像采集单元在预设周期时长内采集废渣产出面积，中控单元计算废渣面积并与钢水混合物液面面积进行比对，并根据比对结果选择增加反应时长或对废渣进行倾倒，由于初期产生的废渣不及时处理会影响后续废渣的产生，所以本申请根据废渣的产生情况与预设值进行比对，根据比对结果选择对应的处理方式，能够节省生石灰的同时，控制生石灰的添加时间能够便于钢水与生石灰的反应从而使钢水中的杂质进行有效的去除，针对钢水中加入定量的铜以及预设量的镍并控制冷却工艺中的冷却速度，在提高转炉炼钢的工艺效率的同时提高了钢材的韧性以及耐腐蚀性。

Description

一种耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺

技术领域

本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺。

背景技术

转炉炼钢终点碳控制技术是实现转炉全自动炼钢的关键技术，一直是业内重点研究的对象。自上世纪八十年代末以来，国外利用气体分析进行转炉炼钢终点碳控制技术的研究呈现上升趋势，国内也在上世纪末开始了这方面的研究，针对碳控制有了一定的技术控制，但转炉炼钢过程中生石灰的添加量以及反应程度也影响这钢材的纯度以及产生炼钢过程中产生的废渣，当生石灰熔点较高，不能一次全部加入石灰，否则的话易出现石灰结团、金属喷溅增大，造渣困难的情况；再次由于制造精度较高的钢材，根据钢材的使用场景对钢材的合金添加量以及冷却速度都影响着钢材的韧性以及耐腐蚀性；

中国专利公开号：CN202011387815.1公开了一种一种HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺；由此可见，所述一种HRB400cE耐腐蚀钢的转炉冶炼工艺存在以下问题：无法判定钢材冶炼过程中各原料的是否充分溶解，尤其是生石灰；针对钢材特定的使用场景合金添加量以及冷却速度进行有效的控制。

发明内容

为此，本发明提供一种耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，用以克服现有技术中针对炼钢过程中钢水中去除杂质精度低以及耐大气腐蚀程度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，包括：

步骤s1，向转炉中待冶炼钢的原料铁水加入脱硫剂以对原料铁水进行脱硫处理；

步骤s2，中控单元将脱硫后的铁水、预设比例的废弃钢材通过加料装置输送至转炉内，并根据铁水成分计算生石灰的添加量，中控单元根据钢水混合物液面高度确定添加生石灰的次数，当完成对生石灰的添加量和添加次数的确认后，将生石灰通过加料装置输送至转炉内；

步骤s3，使用氧枪向钢水混合物内供氧，所述中控单元控制图像采集单元采集钢水混合物液面的图像信息并根据图像信息计算在预设周期时长内钢水混合物液面废渣产出面积与液面总面积的占比并根据该占比选择增加生石灰与铁水以及废弃钢材反应时长或控制转炉倾斜以对废渣进行倾倒以使生石灰在钢水混合物中充分反应，反应结束后中控单元控制转炉倾斜以二次倾倒炉内的废渣；

步骤s4，针对钢水除废渣后，中控单元控制副枪对钢水的含碳量进行检测并在测得刚水中含碳量达到预设值时对钢水进行除氧操作；

步骤s5，所述中控单元针对钢材的实际使用场景需求，将钢水加入预设量的金属进行精炼以增加钢材的耐腐蚀性；

步骤s6，对钢水进行精炼后铸坯；

步骤s7，采用对应的冷却工艺对钢材的冷却速度进行控制以完成对耐大气腐蚀性钢材的制备。

进一步地，所述氧枪上部设置一提升装置，所述中控单元控制提升装置对氧枪的高度进行调节。

进一步地，当中控单元控制所述加料装置向所述转炉内加入生石灰时将钢水混合物的液面高度h与预设钢水混合液面高度进行比对判定加入生石灰的次数n，中控单元内设有第一预设钢水混合物液面高度h0，

若h≤h0，所述中控单元判定加入生石灰的次数为1次，中控单元控制加料装置将全部待加入钢水混合物中的生石灰加入钢水混合物中进行反应；

若h＞h0，所述中控单元判定加入生石灰的次数为2次，中控单元计算钢水混合物的液面高度与预设混合物液面高度的差值△h并根据△h判定各次加入生石灰的质量，设定△h＝h1-h。

进一步地，当所述中控单元根据△h判定各次加入生石灰的质量时，中控单元将△h依次与对应的预设高度差之进行比对并根据比对结果确定第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量，中控单元内设有第一预设高度差值△h1、第二预设高度差值△h2、第一预设生石灰质量调节系数β1、第二预设生石灰质量调节系数β2和第三预设生石灰质量调节系数β3，其中△h1＜△h2，0＜β1＜β2＜β3＜1，

若△h≤△h1，所述中控单元判定使用β1计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量；

若△h1＜△h≤△h2，所述中控单元判定使用β2计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量；

若△h＞△h2，所述中控单元判定使用β3计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量，

当所述中控单元判定使用βi计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量，其中，Q为待加入钢水混合物的生石灰的总量，设定调节后的第一次加入生石灰的质量为Q’，设定Q’＝βi×Q，其中i＝1,2,3，则第二次加入生石灰的质量为Q”＝(1-βi)×Q，第一次加入生石灰后，中控单元控制图像采集单元检测钢水混合物表面废渣与钢水混合物的面积占比以确定是否增加生石灰与钢水混合物的反应时长。

进一步地，在所述步骤s3中，当钢水混合物需进行氧枪供氧时，中控单元根据所述钢水混合物的添加量计算钢水混合物液面高度，中控单元根据钢水混合物液面高度h、转炉深度L、氧枪喷口数b、氧枪供氧压力p和氧气喷头口直径d计算氧枪喷头距离钢水混合物液面的高度H，其计算方式为：

H＝f(e)，其中f(e)＝b×p×d×(L-h)。

进一步地，当完成向钢水混合物内第一次添加生石灰后，所述中控单元控制所述图像采集单元采集的钢水混合物表面产生的废渣情况，中控单元计算废渣面积占钢水混合物表面积的面积占比B并根据B判定是否向转炉内第二次加入生石灰，中控单元内设有预设面积占比B0，

若B≤B0，所述中控单元判定延长首次加入生石灰的反应时间T至T’，设定T’＝1.2×T，待反应T’时长后中控单元控制所述图像采集单元二次检测钢水混合物表面产生的废渣情况；

若B＞B0，所述中控单元判定对转炉进行首次排除废渣操作，废渣排除后中控单元控制加料装置对转炉内第二次加入生石灰。

进一步地，当待生石灰反应T’时长后所述中控单元控制所述图像采集单元二次检测钢水混合物表面产生的废渣情况时，中控单元再次计算废渣面积占钢水混合物表面积的面积占比B’并将B’与预设面积占比B0进行比对，

若B’≤B0，所述中控单元控制加料装置向转炉内第二次加入生石灰并在生石灰全部添加后控制氧枪对转炉内进行供氧；

若B’＞B0，所述中控单元判定对转炉进行首次排除废渣操作，废渣排除后中控单元控制加料装置对转炉内第二次添加生石灰；

当所述中控单元控制加料装置对转炉内第二次添加生石灰后，中控单元控制氧枪对转炉内供氧，供氧完成后，中控单元控制转炉二次倾倒废渣。

进一步地，当所述转炉内的废渣二次倾倒完成后，所述中控单元控制所述副枪针对转炉内的钢水进行采集以检测钢水的含碳量，若钢水中含碳量达到预设要求，中控单元控制转炉倾倒钢水并针对钢水进行除氧操作；若含碳量未达到预设要求，所述中控单元控制所述氧枪向钢水内进行二次供氧并根据钢水内含碳量计算氧枪向转炉内的二次供氧时长以使钢水的含碳量达到预设值。

进一步地，在所述步骤s5中，所述中控单元根据钢水的质量添加定量比例的铜和预设比例N0的镍以得到待冷却的耐大气腐蚀钢水。

进一步地，钢水中添加定量比例的铜和预设比例N0的镍以得到待冷却的耐大气腐蚀钢水后，所述中控单元根据实际加入镍的比例N与预设镍的比例N0进行比对以选择耐大气腐蚀钢水的冷却速度，中控单元内设有第一冷却速度V1，第二冷却速度V2，其中V1＜V2，

若N≤N0，所述中控单元判定选择第一冷却速度V1对钢水进行冷却；

若N＞N0，所述中控单元判定选择第一冷却速度V2对钢水进行冷却。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过所述中控单元控制图像采集单元在预设周期时长内采集废渣产出面积，中控单元计算废渣面积并与钢水混合物液面面积进行比对，并根据比对结果选择增加反应时长或对废渣进行倾倒，由于初期产生的废渣不及时处理会影响后续废渣的产生，所以本申请根据废渣的产生情况与预设值进行比对，根据比对结果选择对应的处理方式，能够节省生石灰的同时，控制生石灰的添加时间能够便于钢水与生石灰的反应从而使钢水中的杂质进行有效的去除，针对钢水中加入定量的铜以及预设量的镍并控制冷却工艺中的冷却速度，在提高转炉炼钢的工艺效率的同时提高了钢材的韧性以及耐腐蚀性；

进一步地，本发明通过钢水的深度确定加入生石灰的次数和每次加入生石灰的质量，由于生石灰的熔点较高，如果一次性加入生石灰灰会导致生钢水温度降低和溶解不充分导致钢水中的杂质没有充分的与生石灰进行反应从而导致钢水的纯度低，加入过量的生石灰也会导致资源浪费的同时产生大量的废渣，给废渣处理增加了工作量；

进一步地，本发明中通过氧枪顶端的提升装置用以中控单元对氧枪的高度位置进行调节，中控单元根据钢水混合物和氧枪的相关数据计算氧枪的具体高度进行确认并在需要对钢水混合物需要供氧时到达指定高度，该伸缩结构能够精准对氧枪的位置进行调节，能够使钢水混合物中碳与氧进行充分反应的同时提高了转炉的使用寿命；

进一步地，本发明中控单元通过图像采集单元采集到废渣情况进行判定，能够使生石灰与钢水进行充分的反应以将钢水中的杂质以废渣的形式浮于钢水表面，中控单元能够根据图像采集单元采集到的图像信息控制转炉对废渣进行及时倾倒或增加钢水与生石灰的反应时长，避免过量生石灰附与转炉侧壁以造成资源的浪费以及对转炉的侵蚀以影响转炉的使用寿命；

进一步地，本发明中控单元通过控制副枪针对转炉内的钢水进行采集以检测钢水的含碳量，能够精准判定钢水的含碳量，并根据钢水的含碳量选择后续处理方式，能够通过控制钢水的含碳量以增加钢材的韧性；

进一步地，本发明所述中控单元根据添加定量比例的铜和实际比例的镍与预设比例的镍进行比对选择冷却速度对钢材进行冷却，能够通过钢水的合金成分选择适应的温度以达到最好的韧性以及耐腐蚀性；

附图说明

图1为本发明转炉和氧枪的结构示意图；

图2为本发明转炉提升装置的结构示意图。

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和图2所示，其为转炉和氧枪的结构示意图和转炉提升装置的结构示意图；

转炉1，其设置于炼钢厂的指定位置，用以作为炼钢原料之间反应的容器；所述转炉1外部侧壁设有与转炉内部连通的转炉排口11，用以对转炉1内部的废渣或反应完成的钢水进行倾倒；所述转炉1上方设有用以对转炉1内部供氧的氧枪1、向转炉1内部加入炼钢原料的加料装置(图中未画出)和用以对钢水碳含量检测的副枪(图中未画出)；所述氧枪2包括用以输送氧气的氧气输送管22、对氧枪2进行水冷降温的进水管21和出水管23，氧气输送管22上方设有用以对氧枪2高度调节的调节绳34和与调节绳34相连的滚轮33，其中，滚轮33通过电机31和减速装置32调节调节绳34以对氧枪的高度进行调节。

具体而言，本发明利用上述装置针对耐大气腐蚀钢HRB400aE进行转炉炼钢时，包括以下步骤：

步骤s1，向转炉中待冶炼钢的原料铁水加入脱硫剂以对原料铁水进行脱硫处理；

步骤s2，中控单元将脱硫后的铁水、预设比例的废弃钢材通过加料装置输送至转炉内，并根据铁水成分计算生石灰的添加量，中控单元根据钢水混合物液面高度确定添加生石灰的次数，当完成对生石灰的添加量和添加次数的确认后，将生石灰通过加料装置输送至转炉内；

步骤s3，使用氧枪向钢水混合物内供氧，所述中控单元控制图像采集单元采集钢水混合物液面的图像信息并根据图像信息计算在预设周期时长内钢水混合物液面废渣产出面积与液面总面积的占比并根据该占比选择增加生石灰与铁水以及废弃钢材反应时长或控制转炉倾斜以对废渣进行倾倒以使生石灰在钢水混合物中充分反应，反应结束后中控单元控制转炉倾斜以二次倾倒炉内的废渣；

步骤s4，针对钢水除废渣后，中控单元控制副枪对钢水的含碳量进行检测并在测得刚水中含碳量达到预设值时对钢水进行除氧操作；

步骤s5，所述中控单元针对钢材的实际使用场景需求，将钢水加入预设量的金属进行精炼以增加钢材的耐腐蚀性；

步骤s6，对钢水进行精炼后铸坯；

步骤s7，采用对应的冷却工艺对钢材的冷却速度进行控制以完成对耐大气腐蚀性钢材的制备。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过所述中控单元控制图像采集单元在预设周期时长内采集废渣产出面积，中控单元计算废渣面积并与钢水混合物液面面积进行比对，并根据比对结果选择增加反应时长或对废渣进行倾倒，由于初期产生的废渣不及时处理会影响后续废渣的产生，所以本申请根据废渣的产生情况与预设值进行比对，根据比对结果选择对应的处理方式，能够节省生石灰的同时，控制生石灰的添加时间能够便于钢水与生石灰的反应从而使钢水中的杂质进行有效的去除，针对钢水中加入定量的铜以及预设量的镍并控制冷却工艺中的冷却速度，在提高转炉炼钢的工艺效率的同时提高了钢材的韧性以及耐腐蚀性；

具体而言，所述氧枪上部设置一提升装置，所述中控单元控制提升装置对氧枪的高度进行调节。

具体而言，当中控单元控制所述加料装置向所述转炉内加入生石灰时将钢水混合物的液面高度h与预设钢水混合液面高度进行比对判定加入生石灰的次数n，中控单元内设有第一预设钢水混合物液面高度h0，

若h≤h0，所述中控单元判定加入生石灰的次数为1次，中控单元控制加料装置将全部待加入钢水混合物中的生石灰加入钢水混合物中进行反应；

若h＞h0，所述中控单元判定加入生石灰的次数为2次，中控单元计算钢水混合物的液面高度与预设混合物液面高度的差值△h并根据△h判定各次加入生石灰的质量，设定△h＝h1-h。

具体而言，当所述中控单元根据△h判定各次加入生石灰的质量时，中控单元将△h依次与对应的预设高度差之进行比对并根据比对结果确定第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量，中控单元内设有第一预设高度差值△h1、第二预设高度差值△h2、第一预设生石灰质量调节系数β1、第二预设生石灰质量调节系数β2和第三预设生石灰质量调节系数β3，其中△h1＜△h2，0＜β1＜β2＜β3＜1，

若△h≤△h1，所述中控单元判定使用β1计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量；

若△h1＜△h≤△h2，所述中控单元判定使用β2计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量；

若△h＞△h2，所述中控单元判定使用β3计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量，

当所述中控单元判定使用βi计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量，其中，Q为待加入钢水混合物的生石灰的总量，设定调节后的第一次加入生石灰的质量为Q’，设定Q’＝βi×Q，其中i＝1,2,3，则第二次加入生石灰的质量为Q”＝(1-βi)×Q，第一次加入生石灰后，中控单元控制图像采集单元检测钢水混合物表面废渣与钢水混合物的面积占比以确定是否增加生石灰与钢水混合物的反应时长。

进一步地，本发明通过钢水的深度确定加入生石灰的次数和每次加入生石灰的质量，由于生石灰的熔点较高，如果一次性加入生石灰灰会导致生钢水温度降低和溶解不充分导致钢水中的杂质没有充分的与生石灰进行反应从而导致钢水的纯度低，加入过量的生石灰也会导致资源浪费的同时产生大量的废渣，给废渣处理增加了工作量；

具体而言，在所述步骤s3中，当钢水混合物需进行氧枪供氧时，中控单元根据所述钢水混合物的添加量计算钢水混合物液面高度，中控单元根据钢水混合物液面高度h、转炉深度L、氧枪喷口数b、氧枪供氧压力p和氧气喷头口直径d计算氧枪喷头距离钢水混合物液面的高度H，其计算方式为：

H＝f(e)，其中f(e)＝b×p×d×(L-h)。

进一步地，本发明中通过氧枪顶端的提升装置用以中控单元对氧枪的高度位置进行调节，中控单元根据钢水混合物和氧枪的相关数据计算氧枪的具体高度进行确认并在需要对钢水混合物需要供氧时到达指定高度，该伸缩结构能够精准对氧枪的位置进行调节，能够使钢水混合物中碳与氧进行充分反应的同时提高了转炉的使用寿命；

具体而言，当完成向钢水混合物内第一次添加生石灰后，所述中控单元控制所述图像采集单元采集的钢水混合物表面产生的废渣情况，中控单元计算废渣面积占钢水混合物表面积的面积占比B并根据B判定是否向转炉内第二次加入生石灰，中控单元内设有预设面积占比B0，

若B≤B0，所述中控单元判定延长首次加入生石灰的反应时间T至T’，设定T’＝1.2×T，待反应T’时长后中控单元控制所述图像采集单元二次检测钢水混合物表面产生的废渣情况；

若B＞B0，所述中控单元判定对转炉进行首次排除废渣操作，废渣排除后中控单元控制加料装置对转炉内第二次加入生石灰。

具体而言，当待生石灰反应T’时长后所述中控单元控制所述图像采集单元二次检测钢水混合物表面产生的废渣情况时，中控单元再次计算废渣面积占钢水混合物表面积的面积占比B’并将B’与预设面积占比B0进行比对，

若B’≤B0，所述中控单元控制加料装置向转炉内第二次加入生石灰并在生石灰全部添加后控制氧枪对转炉内进行供氧；

若B’＞B0，所述中控单元判定对转炉进行首次排除废渣操作，废渣排除后中控单元控制加料装置对转炉内第二次添加生石灰；

当所述中控单元控制加料装置对转炉内第二次添加生石灰后，中控单元控制氧枪对转炉内供氧，供氧完成后，中控单元控制转炉二次倾倒废渣。

本发明中控单元通过图像采集单元采集到废渣情况进行判定，能够使生石灰与钢水进行充分的反应以将钢水中的杂质以废渣的形式浮于钢水表面，中控单元能够根据图像采集单元采集到的图像信息控制转炉对废渣进行及时倾倒或增加钢水与生石灰的反应时长，避免过量生石灰附与转炉侧壁以造成资源的浪费以及对转炉的侵蚀以影响转炉的使用寿命；

具体而言，当所述转炉内的废渣二次倾倒完成后，所述中控单元控制所述副枪针对转炉内的钢水进行采集以检测钢水的含碳量，若钢水中含碳量达到预设要求，中控单元控制转炉倾倒钢水并针对钢水进行除氧操作；若含碳量未达到预设要求，所述中控单元控制所述氧枪向钢水内进行二次供氧并根据钢水内含碳量计算氧枪向转炉内的二次供氧时长以使钢水的含碳量达到预设值。

本发明中控单元通过控制副枪针对转炉内的钢水进行采集以检测钢水的含碳量，能够精准判定钢水的含碳量，并根据钢水的含碳量选择后续处理方式，能够通过控制钢水的含碳量以增加钢材的韧性；

具体而言，在所述步骤s5中，所述中控单元根据钢水的质量添加定量比例的铜和预设比例N0的镍以得到待冷却的耐大气腐蚀钢水。

具体而言，钢水中添加定量比例的铜和预设比例N0的镍以得到待冷却的耐大气腐蚀钢水后，所述中控单元根据实际加入镍的比例N与预设镍的比例N0进行比对以选择耐大气腐蚀钢水的冷却速度，中控单元内设有第一冷却速度V1，第二冷却速度V2，其中V1＜V2，

若N≤N0，所述中控单元判定选择第一冷却速度V1对钢水进行冷却；

若N＞N0，所述中控单元判定选择第一冷却速度V2对钢水进行冷却；

本发明所述中控单元根据添加定量比例的铜和实际比例的镍与预设比例的镍进行比对选择冷却速度对钢材进行冷却，能够通过钢水的合金成分选择适应的温度以达到最好的韧性以及耐腐蚀性；

当使用转炉1进行炼钢时，中控单元控制加料装置(图中未画出)，向转炉1内加入脱硫后的铁水和预设比例的废弃钢材，图像采集单元(图中未画出)设置于转炉1上方，中控单元根据铁水的各成分含量计算加入生石灰的质量，图像采集单元采集到的图像信息确认钢水混合物的页面高度以确定加入生石灰的次数，中控单元通过钢水混合物液面高度、转炉深度、氧枪喷口数、氧枪供氧压力和氧气喷头口直径确认氧枪2的高度，其中电机31通过减速装置32控制滚轮33转动调节绳34以对氧枪2的高度进行调节至对应值；氧枪2通过氧气输送管22以及氧枪喷头24向转炉1内供氧，氧枪2向转炉1供氧过程中通过进水管21和出水管23以对氧枪2进行水冷降温；当需要将转炉1倾倒时通过转炉排口11对废渣或钢水进行倒出。

实施例1，

步骤s1，将待冶炼钢的原料铁水加入脱硫剂进行脱硫处理；

步骤s2，将脱硫后的铁水、预设比例的废弃钢材以及根据铁水中各成分含量确定加入生石灰的质量为75kg/t，根据铁水和预设比例的废弃钢材确定加入生石灰的质量为6525kg；所述图像采集单元检测到钢水混合物的液面高度为70mm，所述中控单元判定需要两次将生石灰添加至转炉内；第一次加入转炉内的生石灰质量为3915kg，第二次加入转炉内的生石灰质量为2610kg，

步骤s3，中控单元控制加料装置对转炉内添加脱硫后的铁水、预设比例的废弃钢材和生石灰；中控单元根据图像采集单元根据第一次加入转炉内生石灰反应10min后采集到的图像信息处理后废渣面积占钢水混合物表面积的占为5/6，所述中控单元进行首次排除废渣，排除废渣完成后中控单元控制加料装置对转炉内第二次加入剩余的生石灰；中控单元并通过氧枪高度计算公式计算出氧枪的位置，并控制氧枪到达指定高度对钢水混合物进行供氧；

步骤s4，针对供氧完成后的钢水进行二次除去废渣并对钢水进行除氧操作；

步骤s5，针对钢材需要耐大气腐蚀的使用要求，根据定量比例为0.15％的铜和本次按照5％镍对1/2的钢水进行合金化处理；

步骤s6，对钢水进行精炼后铸坯；

步骤s7，中控单元根据5％比例的镍与预设镍比例进行比对以选择冷却工艺中的冷却速度为V1，即5℃/S；采用ACC工艺控冷，得到了厚度为40mm，屈服强度为398MPa高韧性E级钢板。

实施例2，

针对实施例1中的步骤s5剩余的1/2钢水进行实施例2；

步骤s5，针对钢材需要耐大气腐蚀的使用要求，根据定量比例为0.15％的铜和本次按照3％镍对钢水进行合金化处理；

步骤s6，对钢水进行精炼后铸坯；

步骤s7，中控单元根据3％比例的镍与预设镍比例进行比对以选择冷却工艺中的冷却速度为V2，即10℃/S；采用ACC工艺控冷，得到了厚度为100mm，屈服强度为380MPa高韧性E级钢板。

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。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，其特征在于，包括：

步骤s1，向转炉中待冶炼钢的原料铁水加入脱硫剂以对原料铁水进行脱硫处理；

步骤s2，中控单元将脱硫后的铁水、预设比例的废弃钢材通过加料装置输送至转炉内，并根据铁水成分计算生石灰的添加量，中控单元根据钢水混合物液面高度确定添加生石灰的次数，当完成对生石灰的添加量和添加次数的确认后，将生石灰通过加料装置输送至转炉内；

步骤s3，使用氧枪向钢水混合物内供氧，所述中控单元控制图像采集单元采集钢水混合物液面的图像信息并根据图像信息计算在预设周期时长内钢水混合物液面废渣产出面积与液面总面积的占比并根据该占比选择增加生石灰与铁水以及废弃钢材反应时长或控制转炉倾斜以对废渣进行倾倒以使生石灰在钢水混合物中充分反应，反应结束后中控单元控制转炉倾斜以二次倾倒炉内的废渣；

步骤s4，针对钢水除废渣后，中控单元控制副枪对钢水的含碳量进行检测并在测得刚水中含碳量达到预设值时对钢水进行除氧操作；

步骤s5，所述中控单元针对钢材的实际使用场景需求，将钢水加入预设量的金属进行精炼以增加钢材的耐腐蚀性；

步骤s6，对钢水进行精炼后铸坯；

步骤s7，采用对应的冷却工艺对钢材的冷却速度进行控制以完成对耐大气腐蚀性钢材的制备。

2.根据权利要求1所述的耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，其特征在于，所述氧枪上部设置一提升装置，所述中控单元控制提升装置对氧枪的高度进行调节。

3.根据权利要求1所述的耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，其特征在于，当中控单元控制所述加料装置向所述转炉内加入生石灰时将钢水混合物的液面高度h与预设钢水混合液面高度进行比对判定加入生石灰的次数n，中控单元内设有第一预设钢水混合物液面高度h0，

若h≤h0，所述中控单元判定加入生石灰的次数为1次，中控单元控制加料装置将全部待加入钢水混合物中的生石灰加入钢水混合物中进行反应；

若h＞h0，所述中控单元判定加入生石灰的次数为2次，中控单元计算钢水混合物的液面高度与预设混合物液面高度的差值△h并根据△h判定各次加入生石灰的质量，设定△h＝h1-h。

4.根据权利要求3所述的耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，其特征在于，当所述中控单元根据△h判定各次加入生石灰的质量时，中控单元将△h依次与对应的预设高度差之进行比对并根据比对结果确定第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量，中控单元内设有第一预设高度差值△h1、第二预设高度差值△h2、第一预设生石灰质量调节系数β1、第二预设生石灰质量调节系数β2和第三预设生石灰质量调节系数β3，其中△h1＜△h2，0＜β1＜β2＜β3＜1，

若△h≤△h1，所述中控单元判定使用β1计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量；

若△h1＜△h≤△h2，所述中控单元判定使用β2计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量；

若△h＞△h2，所述中控单元判定使用β3计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量，

当所述中控单元判定使用βi计算第一次加入钢水混合物中的生石灰的质量，其中，Q为待加入钢水混合物的生石灰的总量，设定调节后的第一次加入生石灰的质量为Q’，设定Q’＝βi×Q，其中i＝1,2,3，则第二次加入生石灰的质量为Q”＝(1-βi)×Q，第一次加入生石灰后，中控单元控制图像采集单元检测钢水混合物表面废渣与钢水混合物的面积占比以确定是否增加生石灰与钢水混合物的反应时长。

5.根据权利要求1所述的耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，其特征在于，在所述步骤s3中，当钢水混合物需进行氧枪供氧时，中控单元根据所述钢水混合物的添加量计算钢水混合物液面高度，中控单元根据钢水混合物液面高度h、转炉深度L、氧枪喷口数b、氧枪供氧压力p和氧气喷头口直径d计算氧枪喷头距离钢水混合物液面的高度H，其计算方式为：

H＝f(e)，其中f(e)＝b×p×d×(L-h)。

6.根据权利要求4所述的耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，其特征在于，当完成向钢水混合物内第一次添加生石灰后，所述中控单元控制所述图像采集单元采集的钢水混合物表面产生的废渣情况，中控单元计算废渣面积占钢水混合物表面积的面积占比B并根据B判定是否向转炉内第二次加入生石灰，中控单元内设有预设面积占比B0，

若B≤B0，所述中控单元判定延长首次加入生石灰的反应时间T至T’，设定T’＝1.2×T，待反应T’时长后中控单元控制所述图像采集单元二次检测钢水混合物表面产生的废渣情况；

若B＞B0，所述中控单元判定对转炉进行首次排除废渣操作，废渣排除后中控单元控制加料装置对转炉内第二次加入生石灰。

7.根据权利要求6所述的耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，其特征在于，当待生石灰反应T’时长后所述中控单元控制所述图像采集单元二次检测钢水混合物表面产生的废渣情况时，中控单元再次计算废渣面积占钢水混合物表面积的面积占比B’并将B’与预设面积占比B0进行比对，

若B’≤B0，所述中控单元控制加料装置向转炉内第二次加入生石灰并在生石灰全部添加后控制氧枪对转炉内进行供氧；

若B’＞B0，所述中控单元判定对转炉进行首次排除废渣操作，废渣排除后中控单元控制加料装置对转炉内第二次添加生石灰；

当所述中控单元控制加料装置对转炉内第二次添加生石灰后，中控单元控制氧枪对转炉内供氧，供氧完成后，中控单元控制转炉二次倾倒废渣。

8.根据权利要求7所述的耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，其特征在于，当所述转炉内的废渣二次倾倒完成后，所述中控单元控制所述副枪针对转炉内的钢水进行采集以检测钢水的含碳量，若钢水中含碳量达到预设要求，中控单元控制转炉倾倒钢水并针对钢水进行除氧操作；若含碳量未达到预设要求，所述中控单元控制所述氧枪向钢水内进行二次供氧并根据钢水内含碳量计算氧枪向转炉内的二次供氧时长以使钢水的含碳量达到预设值。

9.根据权利要求1所述的耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，其特征在于，在所述步骤s5中，所述中控单元根据钢水的质量添加定量比例的铜和预设比例N0的镍以得到待冷却的耐大气腐蚀钢水。

10.根据权利要求8所述的耐大气腐蚀钢HRB400aE转炉炼钢工艺，其特征在于，钢水中添加定量比例的铜和预设比例N0的镍以得到待冷却的耐大气腐蚀钢水后，所述中控单元根据实际加入镍的比例N与预设镍的比例N0进行比对以选择耐大气腐蚀钢水的冷却速度，中控单元内设有第一冷却速度V1，第二冷却速度V2，其中V1＜V2，

若N≤N0，所述中控单元判定选择第一冷却速度V1对钢水进行冷却；

若N＞N0，所述中控单元判定选择第一冷却速度V2对钢水进行冷却。

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