CN116356101B - 一种高供氧强度冶炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种高供氧强度冶炼工艺，包括：步骤S1，中控模块根据高炉铁水与废钢的总量确定转炉吹氧过程所需的氧气总量；步骤S2，所述中控模块根据温度检测结果对氧气出口温度的降低速度进行计算，并根据所述氧气出口温度的降低速度将氧枪气流速度进行调节；步骤S3，所述中控模块根据冶炼物质的喷溅面积将操作氧压进行调节，并根据单次实际吹炼时长将操作氧压进行二次调节；步骤S4，所述中控模块对冶炼物质竖直方向波动幅度进行检测，对冶炼物质竖直方向的平均波动幅度进行计算，并根据所述冶炼物质竖直方向的平均波动幅度将氧枪高度进行调节，本发明实现了冶炼效率的提高。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种高供氧强度冶炼工艺。
背景技术
近年来，钢铁行业上游原材料价格不断高涨，导致冶炼轧钢企业生产成本日益增加，特别是对于非体制内的民营企业来说，更是雪上加霜。研究表明，结合国内转炉生产状况，实现转炉强化冶炼是国内许多中小型钢厂加快发展速度、提高市场竞争力的重要手段，其中转炉强化冶炼的限制环节就是冶炼周期较长的问题。在转炉出钢量不变的情况下，提高供氧强度可有效减少吹氧时间，缩短转炉冶炼周期，增加炼钢产量。
中国专利公开号：CN111647707A公开了一种分段式提高转炉供氧强度的冶炼方法，包括：依据转炉铁水、废钢成分和装入量，计算冶炼吹氧量；转炉开始点火下枪冶炼，通过计算吹氧百分数分段调整氧枪枪位，并同时依据吹氧百分数分段式调整供氧流量；转炉冶炼辅原料按照吹氧百分数分段加入；吹炼至供氧量为100％时，提枪结束冶炼。由此可见，所述分段式提高转炉供氧强度的冶炼方法存在以下问题：由于氧气流速过高引起的冶炼物质发生喷溅导致的氧流利用率降低的问题。实现了冶炼效率的提高
发明内容
为此，本发明提供一种高供氧强度冶炼工艺，用以克服现有技术中的由于氧气流速过高引起的冶炼物质发生喷溅导致的氧流利用率降低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种高供氧强度冶炼工艺，包括：步骤S1，中控模块根据高炉铁水与废钢的总量确定转炉吹氧过程所需的氧气总量，设定氧枪初始马赫数以对转炉中的冶炼物质进行吹氧操作；步骤S2，在对冶炼物质进行吹氧过程中，所述中控模块控制设置于氧枪出口的温度传感器对氧气出口温度进行检测，中控模块根据温度检测结果对氧气出口温度的降低速度进行计算，并根据所述氧气出口温度的降低速度将氧枪气流速度调节至对应速度；步骤S3，在进行冶炼过程中，所述中控模块根据冶炼物质的喷溅面积将操作氧压调节至第一对应操作氧压，并根据单次实际吹炼时长将操作氧压二次调节至第二对应操作氧压；步骤S4，所述中控模块在初步判定冶炼程度低于允许范围时控制设置于氧气转炉上的视觉传感器在单位周期内对冶炼物质竖直方向波动幅度进行检测，中控模块根据波动幅度检测结果对冶炼物质竖直方向的平均波动幅度进行计算，并根据所述冶炼物质竖直方向的平均波动幅度将氧枪高度调节至对应高度。
进一步地，在所述步骤S2中，所述中控模块根据所述氧气出口温度的降低速度确定工况压力是否在允许范围内的两种判定方法，其中，
第一种判定方法为，所述中控模块在预设第一降低速度条件下判定工况压力在允许范围内；
第二种判定方法为，所述中控模块在预设第二降低速度条件下判定工况压力超出允许范围，通过计算氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值以将氧枪气流速度调节至对应速度；
其中，所述预设第一降低速度条件为，氧气出口温度的降低速度小于等于预设允许降低速度；所述预设第二降低速度条件为，氧气出口温度的降低速度大于预设允许降低速度；
所述氧气出口温度的降低速度的计算公式为：
其中，V为氧气出口温度的降低速度，W1为氧气出口检测温度，W0为初始温度，D为检测时长。
进一步地，所述中控模块根据氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值确定针对氧枪气流速度的三种调节方式，其中，
第一类调节方式为，所述中控模块在预设第一降低速度差值条件下将氧枪气流速度调节至对应预设速度；
第二类调节方式为，所述中控模块在预设第二降低速度差值条件下使用预设第二速度调节系数将氧枪气流速度调节至第一速度；
第三类调节方式为，所述中控模块在预设第三降低速度差值条件下使用预设第一速度调节系数将氧枪气流速度调节至第二速度；
其中，所述预设第一降低速度差值条件为，氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值小于等于预设第一降低速度差值；所述预设第二降低速度差值条件为，氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值大于预设第一降低速度差值且小于等于预设第二降低速度差值；所述预设第三降低速度差值条件为，氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值大于预设第二降低速度差值；所述预设第一降低速度差值小于所述预设第二降低速度差值，所述预设第一速度调节系数小于所述预设第二速度调节系数。
进一步地，在所述步骤S3中，所述中控模块根据冶炼物质的喷溅面积确定氧流稳定性是否在允许范围内的三类判定方法，其中，
第一类稳定性判定方法为，所述中控模块在预设第一面积条件下判定氧流稳定性在允许范围内；
第二类稳定性判定方法为，所述中控模块在预设第二面积条件下判定氧流稳定性低于允许范围，通过计算喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值以将操作氧压调节至对应压力；
第三类稳定性判定方法为，所述中控模块在预设第三面积条件下判定氧流稳定性低于允许范围，初步判定冶炼程度低于允许范围并根据冶炼物质的波动幅度对冶炼程度进行二次判定；
其中，所述预设第一面积条件为，冶炼物质的喷溅面积小于等于预设第一喷溅面积；所述预设第二面积条件为，冶炼物质的喷溅面积大于预设第一喷溅面积且小于等于预设第二喷溅面积；所述预设第三面积条件为，冶炼物质的喷溅面积大于预设第二喷溅面积；所述预设第一喷溅面积小于所述预设第二喷溅面积
进一步地，所述中控模块在预设第二面积条件下根据冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值确定针对操作氧压的三类调节方法，其中，
第一类氧压调节方法为，所述中控模块在预设第一面积差值条件下将操作氧压调节至预设操作氧压；
第二类氧压调节方法为，所述中控模块在预设第二面积差值条件下使用预设第一氧压调节系数将操作氧压调节至第一操作氧压；
第三类氧压调节方法为，所述中控模块在预设第三面积差值条件下使用预设第二氧压调节系数将操作氧压调节至第二操作氧压；
其中，所述预设第一面积差值条件为，冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值小于等于预设第一喷溅面积差值；所述预设第二面积差值条件为，冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值大于预设第一喷溅面积差值且小于等于预设第二喷溅面积差值；所述预设第三面积差值条件为，冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值大于预设第二喷溅面积差值；所述预设第一喷溅面积差值小于所述预设第二喷溅面积差值，所述预设第一氧压调节系数小于所述预设第二氧压调节系数。
进一步地，在所述步骤S4中，所述中控模块在预设第三面积条件下根据冶炼物质竖直方向的平均波动幅度确定冶炼程度是否在允许范围内的两类二次判定方法，其中，
第一类二次判定方法为，所述中控模块在预设第一波动幅度条件下判定冶炼程度在允许范围内；
第二类二次判定方法为，所述中控模块在预设第二波动幅度条件下判定冶炼程度低于允许范围，通过计算冶炼物质竖直方向波动幅度与预设允许波动幅度的差值以将氧枪高度调节至对应高度；
其中，所述预设第一波动幅度条件为，冶炼物质竖直方向波动幅度小于等于预设允许波动幅度；所述预设第二波动幅度条件为，冶炼物质竖直方向波动幅度大于预设允许波动幅度；
所述冶炼物质竖直方向的平均波动幅度的计算公式为：
其中，为冶炼物质竖直方向的平均波动幅度，Fn为第n次检测到的冶炼物质竖直方向的波动幅度，C为波动幅度检测总时长。
进一步地，所述中控模块在预设第二波动幅度条件下根据冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值确定针对氧枪高度的三类调节方法，其中，
第一类高度调节方法为，所述中控模块在预设第一波动幅度差值条件下将氧枪高度调节至预设高度；
第二类高度调节方法为，所述中控模块在预设第二波动幅度差值条件下使用预设第一高度调节系数将氧枪高度调节至第一高度；
第三类高度调节方法为，所述中控模块在预设第三波动幅度差值条件下使用预设第二高度调节系数将氧枪高度调节至第二高度；
其中，所述预设第一波动幅度差值条件为，冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值小于等于预设第一波动幅度差值；所述预设第二波动幅度差值条件为，冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值大于预设第一波动幅度差值且小于等于预设第二波动幅度差值；所述预设第三波动幅度差值条件为，冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值大于预设第二波动幅度差值；所述预设第一波动幅度差值小于所述预设第二波动幅度差值，所述预设第一高度调节系数小于所述预设第二高度调节系数。
进一步地，在所述步骤S3中，所述中控模块根据单次实际吹炼时长确定对生产效率是否在允许范围内的两类判定方法，其中，
第一类效率判定方法为，所述中控模块在预设第一时长条件下判定生产效率在允许范围内；
第二类效率判定方法为，所述中控模块在预设第二时长条件下判定生产效率低于允许范围，通过计算吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值以将操作氧压二次调节至对应压力；
其中，所述预设第一时长条件为，单次实际吹炼时长小于等于预设允许吹炼时长；所述预设第二时长条件为，单次实际吹炼时长大于预设允许吹炼时长。
进一步地，所述中控模块在预设第二时长条件下根据单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值确定针对操作氧压的三类二次调节方法，其中，
第一类二次调节方法为，所述中控模块在预设第一时长差值条件下将所述操作氧压二次调节至预设操作氧压；
第二类二次调节方法为，所述中控模块在预设第二时长差值条件下使用预设第三氧压调节系数将所述操作氧压二次调节至第三操作氧压；
第三类二次调节方法为，所述中控模块在预设第三时长差值条件下使用预设第四氧压调节系数将所述操作氧压二次调节至第四操作氧压；
其中，所述预设第一时长差值条件为，单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值小于等于预设第一吹炼时长差值；所述预设第二时长差值条件为，单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值大于预设第一吹炼时长差值且小于等于预设第二吹炼时长差值；所述预设第三时长差值条件为，单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值大于预设第二吹炼时长差值；所述预设第一吹炼时长差值小于所述预设第二吹炼时长差值，所述预设第三氧压调节系数小于所述预设第四氧压调节系数。
进一步地，复吹转炉冶炼前期的底吹二氧化碳的供气强度大于中期的底吹二氧化碳供气强度，在冶炼后期基于中期的底吹二氧化碳的供气强度随时间呈线性增长。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置步骤S1-步骤S4，所述中控模块根据氧气出口温度的降低速度对氧枪气流速度进行调节，减少了由于氧气出口速度过高导致的工况压力大和反应难以控制的现象发生，所述中控模块根据喷溅面积对操作氧压进行调节，减少了由于氧流不稳定造成的能量损失，所述中控模块根据冶炼物质的波动幅度对氧枪的高度进行调节，通过提高冶炼的冲击深度进一步提高转炉成渣速度，缩短冶炼周期，所述中控模块根据吹炼时长对操作氧压进行二次调节，提高了氧气利用率，减短了吹炼时间，提高了生产效率。
进一步地，本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置预设允许降低速度，氧气出口温度的降低速度过快会导致工况压力过大，操作难度过大导致设备生命周期短，所述中控模块对氧气出口温度的降低速度进行判定，进一步实现了冶炼效率的提高。
进一步地，本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置预设第一降低速度差值、预设第二降低速度差值、预设第一速度调节系数以及预设第二速度调节系数，所述中控模块对氧枪气流速度进行调节，减小了工况压力，使操作反应在可控制范围内，进一步实现了冶炼效率的提高。
进一步地，本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置预设第一喷溅面积和预设第二喷溅面积，所述中控模块通过喷溅面积对氧流的稳定性进行判定，氧流稳定性过低会导致能量消耗大且化渣效率低，进一步实现了冶炼效率的提高。
进一步地，本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置预设第一喷溅面积差值、预设第二喷溅面积差值、预设第一压力调节系数以及预设第二压力调节系数，通过对操作氧压进行调节，降低了能量损失，提高化渣效率，使操作条件更加利于吹炼，进一步实现了冶炼效率的提高。
进一步地，本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置预设第一吹炼时长差值、预设第二吹炼时长差值、预设第三压力调节系数以及预设第四压力调节系数，所述中控模块通过吹炼时长差值对操作氧压进行调节，操作氧压过低会引起氧气利用率低和吹炼周期长的问题，进一步实现了冶炼效率的提高。
进一步地，本发明所述高供氧强度冶炼工艺改变传统复吹转炉一般采用的弱搅拌工艺，提高底吹搅拌强度，实现前期脱磷，抑制喷溅和保证终点渣钢反应平衡，采用“前期高－中期低－后期逐步升高”的供气模式，提高初渣成渣速度，进一步实现了冶炼效率的提高。
附图说明
图1为本发明实施例高供氧强度冶炼工艺的整体流程图；
图2为本发明实施例高供氧强度冶炼工艺的步骤S2的具体流程图；
图3为本发明实施例高供氧强度冶炼工艺的步骤S3的具体流程图；
图4为本发明实施例高供氧强度冶炼工艺的步骤S4的具体流程图。
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。
需要指出的是，在本实施例中的数据均为通过本发明所述高供氧强度冶炼工艺在进行本次冶炼前根据历史检测数据以及对应的历史检测结果中综合分析评定得出；本发明所述高供氧强度冶炼工艺在本次检测前累计检测26751例氧气出口温度、单次实际吹炼时长、计算出的冶炼物质竖直方向的平均波动幅度以及计算出的氧气出口温度的降低速度综合确定针对本冶炼工艺的各项预设参数标准的数值。本领域技术人员可以理解的是，本发明所述高供氧强度冶炼工艺针对单项上述参数的确定方式可以为根据数据分布选取占比最高的数值作为预设标准参数，只要满足本发明所述系统能够通过获取的数值明确界定单项判定过程中的不同特定情况即可。
请参阅图1、图2、图3以及图4所示，其分别为本发明实施例高供氧强度冶炼工艺的整体流程图、步骤S2的具体流程图、步骤S3的具体流程图以及步骤S4的具体流程图。本发明实施例一种高供氧强度冶炼工艺，包括：
步骤S1，中控模块根据高炉铁水与废钢的总量确定转炉吹氧过程所需的氧气总量，设定氧枪初始马赫数以对转炉中的冶炼物质进行吹氧操作；
步骤S2，在对冶炼物质进行吹氧过程中，所述中控模块控制设置于氧枪出口的温度传感器对氧气出口温度进行检测，所述中控模块根据温度检测结果对氧气出口温度的降低速度进行计算，并根据所述氧气出口温度的降低速度将氧枪气流速度调节至对应速度；
步骤S3，在进行冶炼过程中，所述中控模块根据冶炼物质的喷溅面积将操作氧压调节至第一对应操作氧压，并根据单次实际吹炼时长将操作氧压二次调节至第二对应操作氧压；
步骤S4，所述中控模块在初步判定冶炼程度低于允许范围时控制设置于氧气转炉上的视觉传感器在单位周期内对冶炼物质竖直方向波动幅度进行检测，所述中控模块根据波动幅度检测结果对冶炼物质竖直方向的平均波动幅度进行计算，并根据所述冶炼物质竖直方向的平均波动幅度将氧枪高度调节至对应高度。
具体而言，所述步骤S2包括：
步骤S21，所述中控模块根据氧气出口温度的降低速度对工况压力进行判定；
步骤S22，所述中控模块根据温度的降低速度差值对氧枪气流速度进行调节；
具体而言，所述步骤S3包括：
步骤S31，所述中控模块根据冶炼物质的喷溅面积对氧流稳定性是否在允许范围内进行判定；
步骤S32，所述中控模块根据冶炼物质的喷溅面积差值对操作氧压进行调节；
步骤S33，所述中控模块根据单次实际吹炼时长对生产效率是否在允许范围内进行判定；
步骤S34，所述中控模块根据单次实际吹炼时长差值操作氧压进行二次调节；
具体而言，所述步骤S4包括：
步骤S41，所述中控模块在预设第三面积条件下根据冶炼物质竖直方向的平均波动幅度判定冶炼程度是否在允许范围内；
步骤S42，所述中控模块根据冶炼物质竖直方向的平均波动幅度差值对氧枪高度进行调节。
本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置步骤S1-步骤S4，所述中控模块根据氧气出口温度的降低速度对氧枪气流速度进行调节，减少了由于氧气出口速度过高导致的工况压力大和反应难以控制的现象发生，所述中控模块根据喷溅面积对操作氧压进行调节，减少了由于氧流不稳定造成的能量损失，所述中控模块根据冶炼物质的波动幅度对氧枪的高度进行调节，通过提高冶炼的冲击深度进一步提高转炉成渣速度，缩短冶炼周期，所述中控模块根据吹炼时长对操作氧压进行二次调节，提高了氧气利用率，减短了吹炼时间，提高了生产效率。
请继续参阅图2所示，在所述步骤S2中，所述中控模块根据所述氧气出口温度的降低速度确定工况压力是否在允许范围内的两种判定方法，其中，
第一种判定方法为，所述中控模块在预设第一降低速度条件下判定工况压力在允许范围内；
第二种判定方法为，所述中控模块在预设第二降低速度条件下判定工况压力超出允许范围，通过计算氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值以将氧枪气流速度调节至对应速度；
其中，所述预设第一降低速度条件为，氧气出口温度的降低速度小于等于预设允许降低速度；所述预设第二降低速度条件为，氧气出口温度的降低速度大于预设允许降低速度；
所述氧气出口温度的降低速度的计算公式为：
其中，V为氧气出口温度的降低速度，W1为氧气出口检测温度，W0为初始温度，D为检测时长。
具体而言，氧气出口温度的降低速度记为V，预设允许降低速度记为V0，氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值记为△V，设定△V＝V-V0。
本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置预设允许降低速度，氧气出口温度的降低速度过快会导致工况压力过大，操作难度过大导致设备生命周期短，所述中控模块对氧气出口温度的降低速度进行判定，进一步缩短了冶炼周期以及提高了冶炼产量。
请继续参阅图2所示，所述中控模块根据氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值确定针对氧枪气流速度的三种调节方式，其中，
第一类调节方式为，所述中控模块在预设第一降低速度差值条件下将氧枪气流速度调节至对应预设速度；
第二类调节方式为，所述中控模块在预设第二降低速度差值条件下使用预设第二速度调节系数将氧枪气流速度调节至第一速度；
第三类调节方式为，所述中控模块在预设第三降低速度差值条件下使用预设第一速度调节系数将氧枪气流速度调节至第二速度；
其中，所述预设第一降低速度差值条件为，氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值小于等于预设第一降低速度差值；所述预设第二降低速度差值条件为，氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值大于预设第一降低速度差值且小于等于预设第二降低速度差值；所述预设第三降低速度差值条件为，氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值大于预设第二降低速度差值；所述预设第一降低速度差值小于所述预设第二降低速度差值，所述预设第一速度调节系数小于所述预设第二速度调节系数。
具体而言，预设第一降低速度差值记为△V1，预设第二降低速度差值记为△V2，预设第一速度调节系数记为α1，预设第二速度调节系数记为α2，氧枪气流速度记为Y，调节后的氧枪气流速度记为Y’，设定Y’＝Y×αi，αi为第i速度调节系数，其中，i＝2，1。
本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置预设第一降低速度差值、预设第二降低速度差值、预设第一速度调节系数以及预设第二速度调节系数，所述中控模块对氧枪气流速度进行调节，减小了工况压力，使操作反应在可控制范围内，进一步缩短了冶炼周期以及提高了冶炼产量。
请继续参阅图3所示，在所述步骤S3中，所述中控模块根据冶炼物质的喷溅面积确定氧流稳定性是否在允许范围内的三类判定方法，其中，
第一类稳定性判定方法为，所述中控模块在预设第一面积条件下判定氧流稳定性在允许范围内；
第二类稳定性判定方法为，所述中控模块在预设第二面积条件下判定氧流稳定性低于允许范围，通过计算喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值以将操作氧压调节至对应压力；
第三类稳定性判定方法为，所述中控模块在预设第三面积条件下判定氧流稳定性低于允许范围，初步判定冶炼程度低于允许范围并根据冶炼物质的波动幅度对冶炼程度进行二次判定；
其中，所述预设第一面积条件为，冶炼物质的喷溅面积小于等于预设第一喷溅面积；所述预设第二面积条件为，冶炼物质的喷溅面积大于预设第一喷溅面积且小于等于预设第二喷溅面积；所述预设第三面积条件为，冶炼物质的喷溅面积大于预设第二喷溅面积；所述预设第一喷溅面积小于所述预设第二喷溅面积。
具体而言，冶炼物质的喷溅面积记为S，预设第一喷溅面积记为S1，预设第二喷溅面积记为S2，喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值记为△S，设定△S＝S-S1。
本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置预设第一喷溅面积和预设第二喷溅面积，所述中控模块通过冶炼物质的喷溅面积对氧流的稳定性进行判定，氧流稳定性过低会导致能量消耗大且化渣效率低，进一步缩短了冶炼周期以及提高了冶炼产量。
请继续参阅图3所示，所述中控模块在预设第二面积条件下根据冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值确定针对操作氧压的三类调节方法，其中，
第一类氧压调节方法为，所述中控模块在预设第一面积差值条件下将操作氧压调节至预设操作氧压；
第二类氧压调节方法为，所述中控模块在预设第二面积差值条件下使用预设第一氧压调节系数将操作氧压调节至第一操作氧压；
第三类氧压调节方法为，所述中控模块在预设第三面积差值条件下使用预设第二氧压调节系数将操作氧压调节至第二操作氧压；
其中，所述预设第一面积差值条件为，冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值小于等于预设第一喷溅面积差值；所述预设第二面积差值条件为，冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值大于预设第一喷溅面积差值且小于等于预设第二喷溅面积差值；所述预设第三面积差值条件为，冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值大于预设第二喷溅面积差值；所述预设第一喷溅面积差值小于所述预设第二喷溅面积差值，所述预设第一氧压调节系数小于所述预设第二氧压调节系数。
具体而言，预设第一喷溅面积差值记为△S1，预设第二喷溅面积差值记为△S2，预设第一氧压调节系数记为β1，预设第二氧压调节系数记为β2，操作氧压记为P，调节后的操作氧压记为P’，设定P’＝P×(1-βj)，其中，βj为第j氧压调节系数，设定j＝1，2。
本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置预设第一喷溅面积差值、预设第二喷溅面积差值、预设第一压力调节系数以及预设第二压力调节系数，通过对操作氧压进行调节，降低了能量损失，提高化渣效率，使操作条件更加利于吹炼，进一步缩短了冶炼周期以及提高了冶炼产量。
请继续参阅图4所示，在所述步骤S4中，所述中控模块在预设第三面积条件下根据冶炼物质竖直方向的平均波动幅度确定冶炼程度是否在允许范围内的两类二次判定方法，其中，
第一类二次判定方法为，所述中控模块在预设第一波动幅度条件下判定冶炼程度在允许范围内；
第二类二次判定方法为，所述中控模块在预设第二波动幅度条件下判定冶炼程度低于允许范围，通过计算冶炼物质竖直方向波动幅度与预设允许波动幅度的差值以将氧枪高度调节至对应高度；
其中，所述预设第一波动幅度条件为，冶炼物质竖直方向波动幅度小于等于预设允许波动幅度；所述预设第二波动幅度条件为，冶炼物质竖直方向波动幅度大于预设允许波动幅度；
所述冶炼物质竖直方向的平均波动幅度的计算公式为：
其中，为冶炼物质竖直方向的平均波动幅度，Fn为第n次检测到的冶炼物质竖直方向的波动幅度，C为波动幅度检测总时长。
请继续参阅图4所示，所述中控模块在预设第二波动幅度条件下根据冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值确定针对氧枪高度的三类调节方法，其中，
第一类高度调节方法为，所述中控模块在预设第一波动幅度差值条件下将氧枪高度调节至预设高度；
第二类高度调节方法为，所述中控模块在预设第二波动幅度差值条件下使用预设第一高度调节系数将氧枪高度调节至第一高度；
第三类高度调节方法为，所述中控模块在预设第三波动幅度差值条件下使用预设第二高度调节系数将氧枪高度调节至第二高度；
其中，所述预设第一波动幅度差值条件为，冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值小于等于预设第一波动幅度差值；所述预设第二波动幅度差值条件为，冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值大于预设第一波动幅度差值且小于等于预设第二波动幅度差值；所述预设第三波动幅度差值条件为，冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值大于预设第二波动幅度差值；所述预设第一波动幅度差值小于所述预设第二波动幅度差值，所述预设第一高度调节系数小于所述预设第二高度调节系数。
具体而言，预设第一波动幅度差值记为△F1，预设第二波动幅度差值记为△F2，预设第一高度调节系数记为δ1，预设第二高度调节系数记为δ2，氧枪高度记为H，调节后的氧枪高度记为H’，设定H’＝H×δk，δk为第k高度调节系数，设定k＝1，2。
请继续参阅图3所示，在所述步骤S3中，所述中控模块根据单次实际吹炼时长确定对生产效率是否在允许范围内的两类判定方法，其中，
第一类效率判定方法为，所述中控模块在预设第一时长条件下判定生产效率在允许范围内；
第二类效率判定方法为，所述中控模块在预设第二时长条件下判定生产效率低于允许范围，通过计算吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值以将操作氧压二次调节至对应压力；
其中，所述预设第一时长条件为，单次实际吹炼时长小于等于预设允许吹炼时长；所述预设第二时长条件为，单次实际吹炼时长大于预设允许吹炼时长。
具体而言，单次实际吹炼时长记为T，预设允许吹炼时长记为T0，单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值记为△T，设定△T＝T-T0。
请继续参阅图3所示，所述中控模块在预设第二时长条件下根据单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值确定针对操作氧压的三类二次调节方法，其中，
第一类二次调节方法为，所述中控模块在预设第一时长差值条件下将所述操作氧压二次调节至预设操作氧压；
第二类二次调节方法为，所述中控模块在预设第二时长差值条件下使用预设第三氧压调节系数将所述操作氧压二次调节至第三操作氧压；
第三类二次调节方法为，所述中控模块在预设第三时长差值条件下使用预设第四氧压调节系数将所述操作氧压二次调节至第四操作氧压；
其中，所述预设第一时长差值条件为，单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值小于等于预设第一吹炼时长差值；所述预设第二时长差值条件为，单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值大于预设第一吹炼时长差值且小于等于预设第二吹炼时长差值；所述预设第三时长差值条件为，单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值大于预设第二吹炼时长差值；所述预设第一吹炼时长差值小于所述预设第二吹炼时长差值，所述预设第三氧压调节系数小于所述预设第四氧压调节系数。
具体而言，预设第一吹炼时长差值记为△T1，预设第二吹炼时长差值记为△T2，预设第三氧压调节系数记为α3，预设第四氧压调节系数记为α4，其中，1＜α3＜α4，△T1＜△T2，调节后的操作氧压记为P”，设定P”＝P’×(αg+1)/2，αg为第g氧压调节系数，设定g＝3，4。
本发明所述高供氧强度冶炼工艺通过设置预设第一吹炼时长差值、预设第二吹炼时长差值、预设第三压力调节系数以及预设第四压力调节系数，所述中控模块通过吹炼时长差值对操作氧压进行调节，操作氧压过低会引起氧气利用率低和吹炼周期长的问题，进一步缩短了冶炼周期以及提高了冶炼产量。
进一步地，复吹转炉冶炼前期的底吹二氧化碳的供气强度大于中期的底吹二氧化碳供气强度，在冶炼后期基于中期的底吹二氧化碳的供气强度随时间呈线性增长。
本发明所述高供氧强度冶炼工艺改变传统复吹转炉一般采用的弱搅拌工艺，提高底吹搅拌强度，实现前期脱磷，抑制喷溅和保证终点渣钢反应平衡，采用“前期高－中期低－后期逐步升高”的供气模式，提高初渣成渣速度，进一步缩短了冶炼周期以及提高了冶炼产量。
实施例1
预设第一降低速度差值记为△V1，预设第二降低速度差值记为△V2，预设第一速度调节系数记为α1，预设第二速度调节系数记为α2，氧枪气流速度记为Y，其中，△V1＝1℃/h，△V2＝4℃/h，α1＝0.8，α2＝0.9，Y＝3500m3/h，
本实施例1求得△V＝2℃/h，所述中控模块判定△V1＜△V≤△V2并使用α2对氧枪气流速度进行调节，调节后的氧枪气流速度记为Y’＝3500m3/h×0.9＝3150m3/h。
本实施例1通过计算温度降低速度差值对氧枪气流速度进行调节，减缓了由于氧气气流速度太快引起的工况压力过大的情况，进一步实现了冶炼效率的提高。
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 (6)
1.一种高供氧强度冶炼工艺，其特征在于，包括：
步骤S1，中控模块根据高炉铁水与废钢的总量确定转炉吹氧过程所需的氧气总量，设定氧枪初始马赫数以对转炉中的冶炼物质进行吹氧操作；
步骤S2，在对冶炼物质进行吹氧过程中，所述中控模块控制设置于氧枪出口的温度传感器对氧气出口温度进行检测，中控模块根据温度检测结果对氧气出口温度的降低速度进行计算，并根据所述氧气出口温度的降低速度将氧枪气流速度调节至对应速度；
步骤S3，在进行冶炼过程中，所述中控模块根据冶炼物质的喷溅面积将操作氧压调节至第一对应操作氧压，并根据单次实际吹炼时长将操作氧压二次调节至第二对应操作氧压；
步骤S4，所述中控模块在初步判定冶炼程度低于允许范围时控制设置于氧气转炉上的视觉传感器在单位周期内对冶炼物质竖直方向波动幅度进行检测，中控模块根据波动幅度检测结果对冶炼物质竖直方向的平均波动幅度进行计算，并根据所述冶炼物质竖直方向的平均波动幅度将氧枪高度调节至对应高度；
在所述步骤S2中，所述中控模块根据所述氧气出口温度的降低速度确定工况压力是否在允许范围内的两种判定方法，其中，
第一种判定方法为，所述中控模块在预设第一降低速度条件下判定工况压力在允许范围内；
第二种判定方法为，所述中控模块在预设第二降低速度条件下判定工况压力超出允许范围，通过计算氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值以将氧枪气流速度调节至对应速度；
其中，所述预设第一降低速度条件为，氧气出口温度的降低速度小于等于预设允许降低速度；所述预设第二降低速度条件为，氧气出口温度的降低速度大于预设允许降低速度；
所述中控模块根据氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值确定针对氧枪气流速度的三种调节方式，其中，
第一类调节方式为，所述中控模块在预设第一降低速度差值条件下将氧枪气流速度调节至对应预设速度；
第二类调节方式为，所述中控模块在预设第二降低速度差值条件下使用预设第二速度调节系数将氧枪气流速度调节至第一速度；
第三类调节方式为，所述中控模块在预设第三降低速度差值条件下使用预设第一速度调节系数将氧枪气流速度调节至第二速度；
其中，所述预设第一降低速度差值条件为，氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值小于等于预设第一降低速度差值；所述预设第二降低速度差值条件为，氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值大于预设第一降低速度差值且小于等于预设第二降低速度差值；所述预设第三降低速度差值条件为，氧气出口温度的降低速度与预设允许降低速度的差值大于预设第二降低速度差值；所述预设第一降低速度差值小于所述预设第二降低速度差值，所述预设第一速度调节系数小于所述预设第二速度调节系数；
在所述步骤S3中，所述中控模块根据冶炼物质的喷溅面积确定氧流稳定性是否在允许范围内的三类判定方法，其中，
第一类稳定性判定方法为，所述中控模块在预设第一面积条件下判定氧流稳定性在允许范围内；
第二类稳定性判定方法为，所述中控模块在预设第二面积条件下判定氧流稳定性低于允许范围，通过计算喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值以将操作氧压调节至对应压力；
第三类稳定性判定方法为，所述中控模块在预设第三面积条件下判定氧流稳定性低于允许范围，初步判定冶炼程度低于允许范围并根据冶炼物质的波动幅度对冶炼程度进行二次判定；
其中，所述预设第一面积条件为，冶炼物质的喷溅面积小于等于预设第一喷溅面积；所述预设第二面积条件为，冶炼物质的喷溅面积大于预设第一喷溅面积且小于等于预设第二喷溅面积；所述预设第三面积条件为，冶炼物质的喷溅面积大于预设第二喷溅面积；所述预设第一喷溅面积小于所述预设第二喷溅面积；
所述中控模块在预设第二面积条件下根据冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值确定针对操作氧压的三类调节方法，其中，
第一类氧压调节方法为，所述中控模块在预设第一面积差值条件下将操作氧压调节至预设操作氧压；
第二类氧压调节方法为，所述中控模块在预设第二面积差值条件下使用预设第一氧压调节系数将操作氧压调节至第一操作氧压；
第三类氧压调节方法为，所述中控模块在预设第三面积差值条件下使用预设第二氧压调节系数将操作氧压调节至第二操作氧压；
其中，所述预设第一面积差值条件为，冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值小于等于预设第一喷溅面积差值；所述预设第二面积差值条件为，冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值大于预设第一喷溅面积差值且小于等于预设第二喷溅面积差值；所述预设第三面积差值条件为，冶炼物质的喷溅面积与预设第一喷溅面积的差值大于预设第二喷溅面积差值；所述预设第一喷溅面积差值小于所述预设第二喷溅面积差值，所述预设第一氧压调节系数小于所述预设第二氧压调节系数；
在所述步骤S4中，所述中控模块在预设第三面积条件下根据冶炼物质竖直方向的平均波动幅度确定冶炼程度是否在允许范围内的两类二次判定方法，其中，
第一类二次判定方法为，所述中控模块在预设第一波动幅度条件下判定冶炼程度在允许范围内；
第二类二次判定方法为，所述中控模块在预设第二波动幅度条件下判定冶炼程度低于允许范围，通过计算冶炼物质竖直方向波动幅度与预设允许波动幅度的差值以将氧枪高度调节至对应高度；
其中，所述预设第一波动幅度条件为，冶炼物质竖直方向波动幅度小于等于预设允许波动幅度；所述预设第二波动幅度条件为，冶炼物质竖直方向波动幅度大于预设允许波动幅度；
所述中控模块在预设第二波动幅度条件下根据冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值确定针对氧枪高度的三类调节方法，其中，
第一类高度调节方法为，所述中控模块在预设第一波动幅度差值条件下将氧枪高度调节至预设高度；
第二类高度调节方法为，所述中控模块在预设第二波动幅度差值条件下使用预设第一高度调节系数将氧枪高度调节至第一高度；
第三类高度调节方法为，所述中控模块在预设第三波动幅度差值条件下使用预设第二高度调节系数将氧枪高度调节至第二高度；
其中，所述预设第一波动幅度差值条件为，冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值小于等于预设第一波动幅度差值；所述预设第二波动幅度差值条件为，冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值大于预设第一波动幅度差值且小于等于预设第二波动幅度差值；所述预设第三波动幅度差值条件为，冶炼物质竖直方向的平均波动幅度与预设允许波动幅度的差值大于预设第二波动幅度差值；所述预设第一波动幅度差值小于所述预设第二波动幅度差值，所述预设第一高度调节系数小于所述预设第二高度调节系数。
2.根据权利要求1所述的高供氧强度冶炼工艺，其特征在于，所述氧气出口温度的降低速度的计算公式为：
其中，V为氧气出口温度的降低速度，W1为氧气出口检测温度，W0为初始温度，D为检测时长。
3.根据权利要求2所述的高供氧强度冶炼工艺，其特征在于，所述冶炼物质竖直方向的平均波动幅度的计算公式为：
其中，为冶炼物质竖直方向的平均波动幅度，Fn为第n次检测到的冶炼物质竖直方向的波动幅度，C为波动幅度检测总时长。
4.根据权利要求3所述的高供氧强度冶炼工艺，其特征在于，在所述步骤S3中，所述中控模块根据单次实际吹炼时长确定对生产效率是否在允许范围内的两类判定方法，其中，
第一类效率判定方法为，所述中控模块在预设第一时长条件下判定生产效率在允许范围内；
第二类效率判定方法为，所述中控模块在预设第二时长条件下判定生产效率低于允许范围，通过计算吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值以将操作氧压二次调节至对应压力；
其中，所述预设第一时长条件为，单次实际吹炼时长小于等于预设允许吹炼时长；所述预设第二时长条件为，单次实际吹炼时长大于预设允许吹炼时长。
5.根据权利要求4所述的高供氧强度冶炼工艺，其特征在于，所述中控模块在预设第二时长条件下根据单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值确定针对操作氧压的三类二次调节方法，其中，
第一类二次调节方法为，所述中控模块在预设第一时长差值条件下将所述操作氧压二次调节至预设操作氧压；
第二类二次调节方法为，所述中控模块在预设第二时长差值条件下使用预设第三氧压调节系数将所述操作氧压二次调节至第三操作氧压；
第三类二次调节方法为，所述中控模块在预设第三时长差值条件下使用预设第四氧压调节系数将所述操作氧压二次调节至第四操作氧压；
其中，所述预设第一时长差值条件为，单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值小于等于预设第一吹炼时长差值；所述预设第二时长差值条件为，单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值大于预设第一吹炼时长差值且小于等于预设第二吹炼时长差值；所述预设第三时长差值条件为，单次实际吹炼时长与预设允许吹炼时长的差值大于预设第二吹炼时长差值；所述预设第一吹炼时长差值小于所述预设第二吹炼时长差值，所述预设第三氧压调节系数小于所述预设第四氧压调节系数。
6.根据权利要求5所述的高供氧强度冶炼工艺，其特征在于，复吹转炉冶炼前期的底吹二氧化碳的供气强度大于中期的底吹二氧化碳供气强度，在冶炼后期基于中期的底吹二氧化碳的供气强度随时间呈线性增长。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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