LF爐精煉鋼水溫度預(yù)報模型的研究與應(yīng)用.pdf

1、鋼水溫度是煉鋼過程中重點控制的工藝參數(shù)之一，合理的鋼水溫度控制是保證連鑄生產(chǎn)過程順行、降低生產(chǎn)成本和能源消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效手段。LF精煉過程作為鋼水溫度的主要控制環(huán)節(jié)，其溫度控制精度直接影響連鑄生產(chǎn)的順行。然而，由于檢測成本和現(xiàn)場生產(chǎn)條件的局限性，要實現(xiàn)鋼水的連續(xù)測溫幾乎是不可能的。因此，精確連續(xù)的預(yù)報鋼水溫度，對于提高生產(chǎn)效率、降低成本，具有重要的實際意義。
　　本文以某鋼廠135t的LF爐為研究對象，在生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計和數(shù)值

2、模擬的基礎(chǔ)之上，采用理論分析與在線調(diào)試相結(jié)合的方式，建立了LF精煉過程鋼水溫度在線預(yù)報模型，實現(xiàn)了LF過程溫度的準確預(yù)測，模型具有自動校正功能。本文主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)采用CFD軟件Fluent對LF精煉過程流場進行數(shù)值模擬研究，結(jié)果表明:氣量增大只是增大了鋼水的流動速度，并沒有改變鋼水的流動形態(tài);氣量增大，混勻時間變短，當增大至450NL/min時，熔池攪拌效果較好，有利于反應(yīng)的快速進行和成分、溫度的快速混勻，再增大

3、氣量，混勻時間趨于平穩(wěn);100mm厚的渣層臨界吹開氬氣量在150～200NL/min之間，并且吹氬量由200NL/min增加到600NL/min時，相應(yīng)的渣眼直徑從240mm增加到500mm。
　　(2)建立了流動與傳熱耦合的數(shù)學(xué)模型，利用該模型研究了LF精煉過程中不同鋼包內(nèi)襯熱狀態(tài)對鋼水散熱的影響，結(jié)果表明:出鋼前鋼包熱狀態(tài)對鋼水溫降有顯著影響，D級鋼包在整個鋼包周轉(zhuǎn)過程中散熱量最小，對鋼水的溫降影響也最小，該熱狀態(tài)下包襯散熱引

4、起鋼水平均溫降速率約為0.58℃/min;A級與D級相比在LF工位43min內(nèi)鋼水溫降相差約35℃，平均鋼水溫降速率相差0.55℃/min;鋼水溫降速率隨盛鋼時間的增加而減小，達到一定時間后包襯散熱對鋼水溫度的影響趨于穩(wěn)態(tài)。
　　(3)通過對現(xiàn)場提供的電氣特性值及動態(tài)電參數(shù)的分析，得到LF爐的兩個重要參數(shù)電阻值和電抗值，即re=0.69mΩ，xe=3.6mΩ。在此基礎(chǔ)上建立電氣特性曲線，確定在特定工作電壓、電流下的功率因數(shù)和電效率

5、。
　　(4)LF精煉過程鋼水流場、溫度場研究與現(xiàn)場的生產(chǎn)工況分析及數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果相結(jié)合，建立LF精煉過程鋼水溫度實時預(yù)報模型，并實現(xiàn)了模型的在線運行。對模型進行現(xiàn)場跟蹤與驗證，結(jié)果表明:鋼包內(nèi)襯類型的模糊判斷法，可以準確給出在線鋼包的內(nèi)襯類別，提高預(yù)報精度;不啟用模型校正功能時，鋼水預(yù)測溫度與實測溫度的相對誤差在±5℃和±10℃內(nèi)的命中率分別為80％和92％;啟用模型校正功能時，鋼水預(yù)測溫度與實測溫度的相對誤差在±5℃和±10℃內(nèi)