轉(zhuǎn)爐爐氣分析動(dòng)態(tài)預(yù)測模型.pdf

1、當(dāng)今，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法是世界煉鋼法的主流，轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量占世界鋼產(chǎn)量的70％以上。在轉(zhuǎn)爐控制方面，應(yīng)用質(zhì)譜儀對轉(zhuǎn)爐爐氣成分進(jìn)行在線檢測，從而利用爐氣分析模型對冶煉過程進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)及終點(diǎn)預(yù)測技術(shù)發(fā)展較快，大有取代副槍的趨勢。 鑒于此，本文應(yīng)用冶金熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)及傳輸原理等相關(guān)知識，從機(jī)理方面深入探討頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉過程，對熔池中各種雜質(zhì)元素的氧化機(jī)理及其限制環(huán)節(jié)分別進(jìn)行了討論，同時(shí)結(jié)合質(zhì)譜儀測得的爐氣成分?jǐn)?shù)據(jù)，建立了描述轉(zhuǎn)爐冶煉過程

2、的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。找出了碳含量與爐氣量及其成分的函數(shù)關(guān)系：溫度與碳含量及CO分壓的關(guān)系；氧含量與碳氧積的關(guān)系；各雜質(zhì)元素的耗氧比例及按此比例的變化趨勢：爐氣成分的變化規(guī)律與爐況的關(guān)系等。 本文通過數(shù)學(xué)模型計(jì)算出在冶煉過程中，熔池中各組元的成分變化及熔池溫度變化，并對其計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得到較好的吻合。通過調(diào)整相關(guān)模型參數(shù)來模擬供氧強(qiáng)度與成分變化的關(guān)系、初始濃度與氧分配比的關(guān)系，并根據(jù)爐氣成分的變化趨勢及特點(diǎn)得出如下結(jié)論。

3、 (1)應(yīng)用物料平衡，可準(zhǔn)確計(jì)算出熔池中碳含量的變化。 (2)溫度是碳含量及CO分壓的函數(shù)，由此可得，即使在非常爐況下，也可根據(jù)爐氣成分的異常表現(xiàn)，時(shí)刻監(jiān)控爐內(nèi)的溫度變化。 (3)碳氧積是溫度和一氧化碳分壓的函數(shù)，其值在煉鋼的大部分時(shí)間里處于0.0020-0.0025之間，受溫度的影響不明顯，主要隨一氧化碳分壓而變化。 (4)氧含量是碳含量及一氧化碳分壓的函數(shù)。利用碳氧積定氧，在頂?shù)讖?fù)吹情況下，其值在煉鋼

4、終點(diǎn)時(shí)接近氧在鋼液中的飽和溶解度(0.23％)：在純頂吹的情況下，其值在煉鋼的終點(diǎn)時(shí)大于氧在鋼液中的飽和溶解度。 (5)只要初始濃度不成數(shù)量級差別，硅的氧分配比最大，并隨著冶煉的進(jìn)行逐步降低；錳的氧分配比一直保持較低，并隨著冶煉的進(jìn)行逐步降低，但下降速度緩慢；磷的氧分配比隨著吹煉的進(jìn)行逐漸增大，并且只在硅被大量氧化后，上升趨勢才明顯加大。 (6)在不受噴濺及溢渣等因素限制時(shí)，供氧量增大，各成分變化曲線均變陡；反之，則變平