一种基于预测的IF钢精炼结束全氧控制方法技术

本发明专利技术属于精炼技术领域，具体的说是一种基于预测的IF钢精炼结束全氧控制方法。本发明专利技术通过考量转炉终点氧、转炉终点温度、RH脱碳结束氧、RH铝耗、RH吹氧量等因素对全氧质量分数的影响，并根据参数数值确定各个参数对RH出站全氧的影响关系模型和RH出站全氧预测模型。本发明专利技术可实现IF钢精炼结束后的全氧质量分数的稳定控制，同时结合影响因素和全氧含量的关系式实现钢液全氧含量的预测，基于全氧预测采用不同的方法在线优化后续工艺，达到降低RH出站钢水全氧含量的目的。钢水全氧含量的目的。钢水全氧含量的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于预测的IF钢精炼结束全氧控制方法


[0001]本专利技术属于精炼
，具体的说是一种基于预测的IF钢精炼结束全氧控制方法。

技术介绍

[0002]全氧(T.O)是评价钢液洁净度简单有效的方法，在实际生产中被广泛应用。钢中全氧一般由自由氧与以夹杂物形式存在的结合氧组成。如果铸坯游离氧过高，易使铸坯产生气泡，造成质量缺陷。铸坯氧化物夹杂具有不易变形的特点，在循环应力的作用下，氧化物夹杂的边缘不易产生变形，容易出现应力集中而产生裂纹缺陷。当铸坯中氧化物夹杂含量过高时，主要对钢的疲劳强度、塑性、冲击韧性等性能存在较大影响。相同脱氧方式下，钢液中自由氧含量差别不大，全氧的差异主要体现在以夹杂物形式存在的结合氧部分，全氧可以间接反应钢中非金属夹杂物的含量水平，对于IF钢的生产全氧与的夹杂物水平、产品的表面质量直接相关。影响全氧的因素很多，受转炉终点条件、RH处理的过程参数等因素影响。正确解析各个影响因素与全氧之间的对应关系有助于更稳定的控制和降低钢中夹杂物水平，提高钢液洁净度，改善连铸浇注性。
[0003]对于IF钢，由于炼钢工艺本身是一个过程控制环节，缺乏快速、准确的检测手段来评价钢液的洁净度，因此，如何能够高效快速的知道钢水的全氧值就显得尤为重要，通过快速的全氧预测可以快速判断钢液的纯净度，实现快速响应、分级使用，满足客户的个性化需求。
[0004]中国专利(申请公布号：CN108998630A)公布了“一种IF钢夹杂物全流程协同控制方法”，其
技术实现思路
为转炉冶炼、RH工序及连铸过程中对钢液氧含量的控制。采用该方法冶炼IF钢时，可以达到各个工序的协同控制，以有效避免因个别工序出现问题时铸坯中夹杂物含量超标的情况。
[0005]在所述转炉冶炼过程中，若发现转炉结束后，钢液中氧含量高于800ppm，则RH工序采用以下方法：1)强顶渣改质工艺，当转炉终点氧位超出控制范围时，在出钢过程加入脱氧剂对钢包渣进行强脱氧，控制顶渣中T.Fe含量低于6％；2)RH工序采用碳粉脱氧，RH精炼前期加入碳粉脱氧；3)将RH工序纯循环的时间延长2
‑
4分钟；在RH精炼结束后若发现钢液中T.O含量超过40ppm，则采用以下方法：1)RH出站时对钢包渣进行二次改质，RH出站时将钢包顶渣中T.Fe含量控制在10％以内；2)将钢液镇静时间延长5
‑
10分钟，并且保证总镇静时间不小于35分钟。但是该专利技术存在的问题是：该方法主要用于防止个别工序出现问题时铸坯中夹杂物含量超标的情况，该方法局限性较大，“在RH精炼结束后全氧”这个值很难获得，需要等分析结果10min左右，然后采取措施，这一方法影响影响生产效率。
[0006]中国专利(申请公布号：CN102321780A)公布了“一种降低刀剪材料全氧及夹杂物含量的方法”，其专利技术公开了一种降低刀剪材料全氧及夹杂物含量的方法，包括感应炉冶炼、LF精炼、水平连铸等步骤，在感应炉冶炼出钢前，在钢包底部放置铝块和镁颗粒，待整个感应炉内的钢水流出1/3时，立即向该钢水中缓慢加入镁颗粒进行脱氧反应；或在感应炉出
钢过程，缓慢向钢水加入铝镁合金进行脱氧反应。由于该专利技术采用铝、镁作为强氧化剂，使得其在反应过程中既能形成脱氧产物，又可以相互结合生成复合的脱氧产物，因此该专利技术能显著的降低各自单独铝脱氧的Al2O3(s)活度，进一步加强了铝脱氧能力，从而降低刀剪材料的全氧及夹杂物含量。但是该专利技术存在的问题是：该方法主要用于刀剪材料，钢种局限性较大，不适用于IF钢生产工艺。

技术实现思路

[0007]1.要解决的问题
[0008]本专利技术旨在提供一种基于预测的IF钢精炼结束全氧控制方法，通过考量转炉终点氧、转炉终点温度、RH脱碳结束氧、RH铝耗、RH吹氧量等因素对全氧质量分数的影响，实现IF钢精炼结束后的全氧质量分数的稳定控制，通过回归的方法得出全氧和上述影响因素的关系式，同时结合影响因素和全氧含量的关系式实现钢液全氧含量的预测，基于全氧预测采用不同的方法在线优化后续工艺，达到降低RH出站钢水全氧含量的目的。
[0009]2.技术方案
[0010]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0011]RH生产IF(超低碳)钢时，对钢水的质量有严格的要求，其中全氧是反应钢水洁净度的一个重要指标。本专利技术提供一种基于预测的IF钢精炼结束全氧控制方法，方法包括以下步骤：
[0012]A：确定转炉终点氧、转炉终点温度、钢包顶渣钙铝比、RH脱碳结束氧、RH加铝量以及RH升温吹氧量的参数数值；
[0013]B：根据参数数值确定各个参数对RH出站全氧的影响关系模型，同时结合大数据以及回归分析的方法，得到各个参数对RH出站全氧的影响系数；
[0014]C：通过大数据分析，得到RH出站全氧预测模型，并根据所述影响关系模型和RH出站全氧预测模型控制RH出站钢水全氧。
[0015]进一步地，通过梳理影响精炼结束全氧的各种因素，并总结出各个因素和精炼结束全氧的数学关系，得到RH出站全氧预测模型，实现对精炼结束全氧的动态控制。RH出站全氧预测模型为：
[0016]T.O＝20+K1(T.O
[O]转炉
‑
20)+K2(T.O
T
‑
20)+K3(T.O
C/A
‑
20)
[0017]+K4(T.O
[O]RH
‑
20)+K5(T.O
AlRH
‑
20)+K6(T.O
O吹氧量
‑
20)
[0018]其中，
[0019]T.O为RH出站钢水全氧，ppm；
[0020]T.O
[O]转炉
为不同转炉终点氧对应的全氧值，ppm；
[0021]T.O
T
为不同转炉终点温度对应的全氧值，ppm；
[0022]T.O
C/A
为不同钙铝比对应的全氧值，ppm；
[0023]T.O
[O]RH
为不同RH脱碳结束氧对应的全氧值，ppm；
[0024]T.O
AlRH
为不同的RH铝耗对应的全氧值，ppm；
[0025]T.O
O吹氧量
为不同的RH吹氧量对应的全氧值，ppm；
[0026]K1为不同转炉终点氧对RH出站全氧的影响系数，K1＝1.8
‑
2.2；
[0027]K2为不同转炉终点温度对RH出站全氧的影响系数，K2＝1.8
‑
2.2；
[0028]K3为不同钙铝比对RH出站全氧的影响系数，K3＝1.8
‑
2.2；
[0029]K4为不同RH脱碳结束氧对RH出站全氧的影响系数，K4＝1.8
‑
2.2；
[0030]K5为不同的RH铝耗对RH出站全氧的影响系数，K5＝0.8
‑
1.2；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于预测的IF钢精炼结束全氧控制方法，其特征在于，所述方法包括，A：确定转炉终点氧、转炉终点温度、钢包顶渣钙铝比、RH脱碳结束氧、RH加铝量以及RH升温吹氧量的参数数值；B：根据参数数值确定各个参数对RH出站全氧的影响关系模型；C：根据所述影响关系模型和RH出站全氧预测模型控制RH出站钢水全氧。2.根据权利要求1所述的一种基于预测的IF钢精炼结束全氧控制方法，其特征在于，所述RH出站全氧预测模型为：T.O＝20+K1(T.O
[O]转炉
‑
20)+K2(T.O
T
‑
20)+K3(T.O
C/A
‑
20)+K4(T.O
[O]RH
‑
20)+K5(T.O
AlRH
‑
20)+K6(T.O
O吹氧量
‑
20)其中，T.O为RH出站钢水全氧，ppm；T.O
[O]转炉
为不同转炉终点氧对应的全氧值，ppm；T.O
T
为不同转炉终点温度对应的全氧值，ppm；T.O
C/A
为不同钙铝比对应的全氧值，ppm；T.O
[O]RH
为不同RH脱碳结束氧对应的全氧值，ppm；T.O
AlRH
为不同的RH铝耗对应的全氧值，ppm；T.O
O吹氧量
为不同的RH吹氧量对应的全氧值，ppm；K1为不同转炉终点氧对RH出站全氧的影响系数，K1＝1.8
‑
2.2；K2为不同转炉终点温度对RH出站全氧的影响系数，K2＝1.8
‑
2.2；K3为不同钙铝比对RH出站全氧的影响系数，K3＝1.8
‑
2.2；K4为不同RH脱碳结束氧对RH出站全氧的影响系数，K4＝1.8
‑
2.2；K5为不同的RH铝耗对RH出站全氧的影响系数，K5＝0.8
‑
1.2；K6为不同的RH吹氧量对RH出站全氧的影响系数，K6＝0.8
‑
1.2。3.根据权利要求2所述的一种基于预测的IF钢精炼结束全氧控制方法，其特征在于，各参数对RH出站全氧的影响关系模型为：T.O
[O]转炉
＝0.0831[O]
转炉
‑
20(350≤[O]
转炉
≤750)T.O
T
＝
‑
0.9883T+1669.3(1650≤T≤1680)T.O
C/A
＝
‑
103.72C/A+168.65(1.15≤C/A≤1.40)T.O
[O]RH
＝0.0826[O]
RH
–
5.638(150≤[O]
RH
≤600)T.O
AlRH
＝18.6Al
RH
+4.012(0.9≤Al
RH
≤1.7)T.O
O吹氧量
＝0.1153O
吹氧量
+15.51(0≤O
吹氧量
≤200)其中，[O]
转炉
为转炉终点氧，ppm；T为转炉终点温度，℃；C/A为钢包顶渣钙铝比；[O]
RH
为RH脱碳结束氧，ppm；Al
RH
为RH加铝量，kg/吨；O
吹氧量
为RH升温吹氧量，m3。4.根据权利要求2或3所述的一种基于预测的IF钢精炼结束全氧控制方法，其特征在
于：当前炉次的未产生参数用历史平均值来代替；所述未产生参数包括钢包顶渣钙铝比、RH升温吹氧量、RH脱碳结束氧、RH加铝量中的至少一种。5.根据权利要求2或3所述的一种基于预测的IF钢精炼结束全氧控制方法，其特征在于，当T.O
[O]转炉
＞42.3时，出钢2/3后向钢包中加入铝粒，加入量M
铝
的计算公式为：其中，M
铝
为铝加入量，kg；W
钢水量
...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓光，付尚红，熊华报，左从华，胡云，冯胤明，吕永林，吴亚男，
申请(专利权)人：马鞍山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：