基于质谱仪的RH动态脱碳方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于质谱仪的RH动态脱碳方法及装置，能够在真空吹氧脱碳时，实时计算碳含量，在钢水碳含量达到目标碳时，实现自动提枪停止吹氧。脱碳方法包括以下步骤：炉次开始时，收集钢水的重量、初始成份、目标成份数据，在冶炼过程中，收集废气流量计采集到的的废气实时流量和质谱仪得到的废气实时成份的步骤；根据钢水的相关信息、结合考虑废气的采集和分析延时、以及顶枪的提枪、停吹延时相关数据，实时计算钢水的碳含量；当当前碳含量小于或等于目标碳含量，通知PLC停止吹氧并提枪。本发明专利技术能够实现基于质谱仪的RH动态脱碳自动控制，流程控制精确，生产精度高、缩短冶炼周期，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于质谱仪的RH动态脱碳方法及装置，能够在真空吹氧脱碳时，实时计算碳含量，在钢水碳含量达到目标碳时，实现自动提枪停止吹氧。脱碳方法包括以下步骤：炉次开始时，收集钢水的重量、初始成份、目标成份数据，在冶炼过程中，收集废气流量计采集到的的废气实时流量和质谱仪得到的废气实时成份的步骤；根据钢水的相关信息、结合考虑废气的采集和分析延时、以及顶枪的提枪、停吹延时相关数据，实时计算钢水的碳含量；当当前碳含量小于或等于目标碳含量，通知PLC停止吹氧并提枪。本专利技术能够实现基于质谱仪的RH动态脱碳自动控制，流程控制精确，生产精度高、缩短冶炼周期，降低成本。【专利说明】基于质谱仪的RH动态脱碳方法及装置
本专利技术属于钢铁冶炼自动控制
，尤其是涉及一种基于质谱仪的RH动态脱碳方法及装置。
技术介绍
RH脱碳处理包括轻处理和本处理。轻处理是指仅仅利用低真空进行脱碳，本处理利用强真空进行脱碳。如果需要冶炼低碳钢、超低碳钢时，在强真空时，还需要进行顶枪吹氧脱碳。在吹氧脱碳时，一般采用标准工艺规程定，对应的初始碳含量、目标碳含量规定吹氧脱碳的处理时间，质谱仪的数据作为操作时的参考。但我们发现，这样很难保证终点碳满足工艺要求，如果采用延长吹氧脱碳处理时间的方法，终点碳能够满足工艺要求，但带来了延长冶炼周期、精度降低、增加成本等缺点。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种基于质谱仪的RH动态脱碳方法，在真空吹氧脱碳时，实时计算碳含量，在钢水碳含量达到目标碳时，实现自动提枪停止吹氧。 为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案:一种基于质谱仪的RH动态脱碳方法，包括如下步骤:步骤1，炉次开始时，收集钢水的重量、初始成份、目标成份数据，在冶炼过程中，收集废气流量计采集到的的废气实时流量和质谱仪得到的废气实时成份；步骤2，根据钢水的相关信息、结合考虑废气的采集和分析延时、以及顶枪的提枪、停吹延时相关数据，通过下述公式实时计算钢水的碳含量:钢水碳含量的初始计算公式如下: 【权利要求】1.一种基于质谱仪的RH动态脱碳方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1，炉次开始时，收集钢水的重量、初始成份、目标成份数据，在冶炼过程中，收集废气流量计采集到的的废气实时流量和质谱仪得到的废气实时成份； 步骤2，根据钢水的相关信息、结合考虑废气的采集和分析延时、以及顶枪的提枪、停吹延时相关数据，通过下述公式实时计算钢水的碳含量: 钢水碳含量的初始计算公式如下:其中:Ct:t时刻的钢水碳含量，Ctl:钢水的初始碳含量，CO:废气中CO的实时含量，CO2:废气中CO2的实时含量，Fgas:废气的实时流量，Wst:钢水的重量；C0T:T时刻废气中CO的实时含量，C02T:Τ时刻废气中CO2的实时含量，FgasT:T时刻废气的实时流量，tl为废气成份分析模块的废气采集和分析延时，tl的计算公式为:tl = L / Vflowgas + VanaDelay, 其中:L:真空槽液面到废气采集装置开口位置的距离，Vflowgas:抽真空时废气的流速，VanaDelay:质谱仪废气分析用时； 步骤3，比较步骤2中计算出的当前碳含量与目标碳含量，当当前碳含量小于或等于目标碳含量，通知PLC停止吹氧并提枪； 步骤4，PLC控制顶枪停止吹氧并提枪。2.根据权利要求1所述的基于质谱仪的RH动态脱碳方法，其特征在于，还包括以下步骤:将实时钢水碳成份传输至PLC，在上位机绘制碳含量的时间曲线。3.根据权利要求1或2所述的基于质谱仪的RH动态脱碳方法，其特征在于:在步骤2的公式(2)加入其他影响因素后调整为下述公式，其他影响因素包括其他物料的含碳量和钢包析出的碳:其中:Cladle:钢包析出的碳,且Cladle = f QtCsepSpeeddt, CSepSpeed:钢包碳析出的速度,W1:冶炼过程中加入物料i的重量，Cper1:物料i的含碳量，Creap1:加入物料i碳的收得率；K:调整系数； 通过公式(3)计算钢水的碳含量。4.根据权利要求3所述的基于质谱仪的RH动态脱碳方法，其特征在于:所述CsepSpeed根据对应钢包的历史CsepSpeed值进行计算。5.根据权利要求4所述的基于质谱仪的RH动态脱碳方法，其特征在于，所述根据对应钢包的历史CsepSpeed值计算当前CsepSpeed的步骤具体为:取对应钢包的最近10炉次的CsepSpeed数据，除去最大值和最小值,取剩余的CsepSpeed的平均值作为本炉次计算的CsepSpeed ;当历史数据不足10炉次时直接取历史炉次的CsepSpeed平均值。6.根据权利要求4或5所述的基于质谱仪的RH动态脱碳方法，其特征在于，所述Cs印Speed值采用自学习方法进行调整，其调整方法包括如下步骤: 为所有的钢包建立档案数据； 为每个钢包的CS印Speed赋初始值；根据对应钢包的历史CsepSpeed值计算当前CsepSpeed。 在炉次结束并得到终点分析的碳含量后，通过下述公式计算得出各炉次的CSepSpeed:其中，Cfin为脱碳终点实际分析的碳含量； 钢包重新砌筑内砖后，清除原有的记录，重新赋CSepSpeed初始值。7.一种基于质谱仪的RH动态脱碳装置，其特征在于:包括炉次数据收集模块、实时碳计算模块、PLC通信模块、控制PLC提枪模块、废气流量模块、废气成份分析模块；所述废气流量模块用于收集废气流量计的废气实时流量；所述废气成份分析模块用于收集质谱仪实时分析得到的废气的成份及含量；所述炉次数据收集模块用于实时收集钢水的相关信息、废气流量模块得到的废气实时流量和废气成份分析模块得到的废气成份数据；所述实时碳计算模块用于根据钢水的相关信息实时计算钢水的碳含量；所述PLC通信模块用于在模型计算当前钢水含量达到目标碳含量时与PLC通信，通知PLC停止吹氧并提枪；所述控制PLC提枪模块用于控制PLC提枪并停止吹氧。8.根据权利要求7所述的基于质谱仪的RH动态脱碳装置，其特征在于:还包括生产监控模块，生产监控模块用于在上位机实时显示炉次钢水的信息和实时钢水碳成份，并绘制碳含量的时间曲线。【文档编号】C21C7/10GK104131137SQ201410297696【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月29日 优先权日:2014年6月29日 【专利技术者】梁明芹, 王绪国 申请人:南京梅山冶金发展有限公司, 上海梅山科技发展有限公司, 上海梅山钢铁股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于质谱仪的RH动态脱碳方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，炉次开始时，收集钢水的重量、初始成份、目标成份数据，在冶炼过程中，收集废气流量计采集到的的废气实时流量和质谱仪得到的废气实时成份；步骤2，根据钢水的相关信息、结合考虑废气的采集和分析延时、以及顶枪的提枪、停吹延时相关数据，通过下述公式实时计算钢水的碳含量：钢水碳含量的初始计算公式如下：Ct　=　C0 ‑ (∫0t(（CO+CO2)×Fgas）dt+ ∫0(t1+t2)(（COT+CO2T)×FgasT÷et）dt)÷Wst       （2）  其中：Ct：t时刻的钢水碳含量，C0：钢水的初始碳含量，CO：废气中CO的实时含量，CO2：废气中CO2的实时含量, Fgas：废气的实时流量，Wst：钢水的重量；COT：T时刻废气中CO的实时含量，CO2T：T时刻废气中CO2的实时含量，FgasT:T时刻废气的实时流量，t1为废气成份分析模块的废气采集和分析延时，t1的计算公式为：t1 = L / Vflowgas + VanaDelay，其中：L：真空槽液面到废气采集装置开口位置的距离，Vflowgas：抽真空时废气的流速，VanaDelay：质谱仪废气分析用时；步骤3，比较步骤2中计算出的当前碳含量与目标碳含量，当当前碳含量小于或等于目标碳含量，通知PLC停止吹氧并提枪；步骤4，PLC控制顶枪停止吹氧并提枪。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁明芹，王绪国，
申请(专利权)人：南京梅山冶金发展有限公司，上海梅山科技发展有限公司，上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32