一种钙处理工艺控制模型制造技术

本发明专利技术揭示了一种钙处理工艺控制模型，包括以下步骤：Ⅰ、统计数据：根据现有钙处理工艺条件下所得出的数据信息进行统计分析，为建立钙处理工艺控制模型提供基础；Ⅱ、分析数据：根据钢水成分进行热力学分析，得出实现钢水中氧化铝夹杂物的最佳处理效果时的钙线喂入量；Ⅲ、集成数据：根据分析和计算结果得出合理的钙线喂入量，将统计及分析过程进行集成，形成钙处理工艺控制模型以指导现场钙处理工艺。本发明专利技术能够根据钢种化学成分进行相关热力学分析，确定最佳钙处理喂入量，提高钙处理效率和钙的收得率，在降低钙处理成本的同时有效提高钢水纯净度。

【技术实现步骤摘要】
一种钙处理工艺控制模型
本专利技术涉及一种钙处理工艺控制模型，具体地说是一种炼钢过程钙处理工艺精确控制模型，属于炼钢领域。
技术介绍
随着管线钢、桥梁板钢、压力容器板钢及高强板钢等钢种需求量稳步增长，对钢材质量和性能的要求也越来越高，对钢水纯净度和夹杂物水平等指标的要求日趋苛刻。钙处理是20世纪70年代发展起来的一种钢水精炼手段，目前应用的是钢包喂钙线的方法。它是将钙合金(Ca、Ca-Si、Ca-Fe等)用钢皮包裹制成包芯线，通过喂丝机的导引管将其以很高的速度插入钢液。喂丝过程中同时伴随惰性气体搅拌，以增加Ca在钢液中的停留时间和进行良好的混合。这种方法在全世界的钢铁企业中得到了广泛应用并取得了极大成功。经过近30年的发展，钙处理技术已相当成熟，已成为现代钢铁生产中不可缺少的重要环节。钙处理技术具有对钢水具有深脱氧、脱硫以及夹杂物变性的功能，可以有效提高钢水洁净度、防止水口结瘤和提高钢水可浇性。钙处理工艺已成为被广泛应用于纯净度要求较高的铝脱氧高品质钢种炉外处理的一种精炼手段，其作用尚未找到其他代替方式。然而，若钙处理控制不当，对钢的质量会造成严重影响：(1)当钙加入量太低时，可能形成高熔点化合物CaO·6Al2O3和CaO·2Al2O3，这些固态夹杂物比氧化铝更为坚韧，由于熔点过高在钢液中难以上浮除去；(2)当钙处理加入量太大时，由于钙的蒸汽压很大，将会造成钢液表面翻腾引起二次氧化，搅拌强度过大，引起与钢包渣之间的反应，导致渣中或耐火材料中的Ca和Mg传递到钢液中，形成镁铝尖晶石夹杂。同时过量的钙与硫反应生产CaS，容易富集在一定区域，影响钢的性能。因此，合适的钙线喂入量是提高钢水纯净度的前提，精确控制钙处理工艺显得尤为重要。钙处理工艺的有效控制对于提高钙的收得率，改善钢水纯净度具有重要意义。
技术实现思路
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提出一种炼钢过程钙处理工艺精确控制模型，该模型根据钢种化学成分进行相关热力学分析，确定最佳钙处理喂入量，达到钙处理工艺的精确控制，提高钙的收得率和钙处理效果。本专利技术的目的，将通过以下技术方案得以实现：一种钙处理工艺控制模型，包括以下步骤：Ⅰ、统计数据：根据现有钙处理工艺条件下所得出的数据信息进行统计分析，获得200m钙线喂入量条件下的钙的收得率，为建立钙处理工艺控制模型提供基础；Ⅱ、分析数据：根据钢水成分进行热力学分析，以钙收得率为20％的情况为基础，得出实现钢水中氧化铝夹杂物的最佳处理效果时的钙线喂入量；Ⅲ、集成数据：根据分析和计算结果得出合理的钙线喂入量，将统计及分析过程进行集成，形成钙处理工艺控制模型以指导现场钙处理工艺。进一步的，前述的钙处理工艺控制模型，步骤Ⅰ中的数据统计分析方法为在200m钙线喂入量和钙收得率为20％为基准，分析得到钢水中氧化铝夹杂物最佳处理效果的钙线喂入量，建立钙处理工艺控制模型。进一步的，前述的钙处理工艺控制模型，步骤Ⅱ中分析数据的步骤为：Ⅰ、根据钢液中S的含量来控制钙处理量，通过控制钙硫比范围来降低硫化物夹杂含量，形成分散状的CaS；Ⅱ、探究均匀分散而不形成串簇状的含Ca氧化物夹杂的合理条件，达到减小夹杂物尺寸，改善钢液洁净度；Ⅲ、根据钢液中酸溶铝含量，控制合适的钙铝比，以热力学计算公式(请专利技术人补充)为基础，得出Al2O3夹杂变成液态钙铝酸盐C12A7的合理钙量，从而得出钙线的正确喂入量。进一步的，前述的钙处理工艺控制模型，步骤Ⅱ中的热力学计算方法为以热力学计算公式12CaO+7Al2O3＝12CaO·7Al2O3为基础，通过控制钢水中的钙铝比得到Al2O3夹杂变成液态钙铝酸盐C12A7的钙线喂入量。本专利技术，其突出效果为：本专利技术提供的一种钙处理工艺控制模型，能够根据钢种化学成分进行相关热力学分析，确定最佳钙处理喂入量，提高钙处理效率和钙的收得率，在降低钙处理成本的同时有效提高钢水纯净度。以下便结合实施例附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详述，以使本专利技术技术方案更易于理解、掌握。附图说明图1是本专利技术的夹杂物成分变化的Al-Ca-S三元摩尔分数图。具体实施方式实施例1一种钙处理工艺控制模型，包括以下步骤：首先，根据现有钙处理工艺条件下所得出的数据信息进行统计分析，获得200m钙线喂入量条件下的钙的收得率为20％，为建立钙处理工艺控制模型提供基础；其次，根据钢水成分进行热力学分析，以钙收得率为20％的情况为基础，得出实现钢水中氧化铝夹杂物的最佳处理效果时的钙线喂入量，如图1所示：在同一温度条件下，当Ca与S含量比为1:1时，首先，根据钢液中S的含量控制钙硫比范围，本实施例中S的含量为0.0010％；并通过控制钙硫比范围，尽可能形成分散状的CaS，这样可以防止CaS在钢水凝固过程中富集，以保证钢水中夹杂物以12CaO·7Al2O3液态形式存在，以便上浮除去。同时，探究均匀分散而不形成串簇状的含Ca氧化物夹杂的条件，达到减小夹杂物尺寸，改善钢液洁净度的目的。并根据钢液中的酸溶铝含量：Alt-0.035％，控制合适的钙铝比，以热力学计算公式12CaO+7Al2O3＝12CaO·7Al2O3为基础，当钙铝比的比值范围为(1.26)时，得出Al2O3夹杂变成液态钙铝酸盐C12A7的需要钙量为(0.0441)，根据钙的收得率换算得出钙线喂入量为180m。最终，根据分析和计算结果得出钙线喂入量，对钢板进行夹杂物分析评价，钢板主要夹杂物类型为12CaO·7Al2O3、CaO-CaS夹杂，通过钙处理工艺模型的有效利用，实现钙线精确控制，同时提高钙处理效率和钢水纯净度。将统计及分析过程进行集成，形成钙处理工艺控制模型以指导现场钙处理工艺。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钙处理工艺控制模型，其特征在于：包括以下步骤：Ⅰ、统计数据：根据现有钙处理工艺条件下所得出的数据信息进行统计分析，获得100m~300m钙线喂入量条件下的钙的收得率，为建立钙处理工艺控制模型提供基础；Ⅱ、分析数据：根据钢水成分进行热力学分析，以钙收得率为10%~30%的情况为基础，得到实现钢水中氧化铝夹杂物的最佳处理效果时的钙线喂入量；Ⅲ、集成数据：根据分析和计算结果得出不同钢种成分控制条件下的钙线喂入量，将统计及分析过程进行集成，形成钙处理工艺控制模型以指导现场钙处理工艺。

【技术特征摘要】
1.一种钙处理工艺控制模型，其特征在于：包括以下步骤：Ⅰ、统计数据：根据现有钙处理工艺条件下所得出的数据信息进行统计分析，获得100m~300m钙线喂入量条件下的钙的收得率，为建立钙处理工艺控制模型提供基础；Ⅱ、分析数据：根据钢水成分进行热力学分析，以钙收得率为10%~30%的情况为基础，得到实现钢水中氧化铝夹杂物的处理效果时的钙线喂入量；Ⅲ、集成数据：根据分析和计算结果得出不同钢种成分控制条件下的钙线喂入量，将统计及分析过程进行集成，形成钙处理工艺控制模型以指导现场钙处理工艺。2.根据权利要求1所述的钙处理工艺控制模型，其特征在于：所述步骤Ⅰ中的数据统计分析方法为在200m钙线喂入量和钙收得率为20%为基准，分析得到钢水中氧化铝夹杂物处理效果的钙线喂入量，建立钙处理工艺控制模型。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：王攀峰，张崇民，靳星，聂真来，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32