一种基于投弹式副枪测量的快速出钢方法技术

本发明专利技术公开了一种基于投弹式副枪测量的快速出钢方法，属于转炉冶炼技术领域。它包括通入氧气对转炉钢水进行吹炼，在吹炼过程中将投弹式副枪的测量探头投掷到转炉钢水中测量钢水的C、T和P，并根据测得的剩余含碳量C

【技术实现步骤摘要】
一种基于投弹式副枪测量的快速出钢方法


[0001]本专利技术属于转炉冶炼
，更具体地说，涉及一种基于投弹式副枪测量的快速出钢方法。

技术介绍

[0002]目前，氧气顶吹转炉炼钢是目前国内主要的炼钢方法，其特点是原料范围多样、炉内反应速度快、冶炼周期短，冶炼过程影响因素多且反应复杂。转炉终点控制技术氏转炉冶炼后期的重要操作，所谓的吹炼终点是指冶炼钢水达到吹炼目标要求的时刻，终点控制主要是指吹炼终点成分(钢水中的碳元素(C)和磷元素(P))和温度(T)的控制。通过引进副枪技术，在特定的时刻对转炉炉内钢水进行T和C的测量，取代炉前摇炉测温取样过程。目前较为通用的副枪技术主要有两种，一种是机械式副枪，利用类似于氧枪的枪体和升降机构，将探头伸入钢液面一定深度进行测量和取样动作；一种是投弹式副枪，利用投弹装置将测量探头投掷到转炉钢水中，测量数据通过连接探头的导线传递。投弹式副枪具有设备简单、占用空间小、可靠性高、对转炉容积适应性广和投资小的特点，越来越受到炼钢作业人员的重视。
[0003]一般的，副枪设备只是取代了原有的炉前测温取样装置，减少吹炼终点时转炉摇炉的时间，钢水终点控制仍需依靠炼钢操作工的经验进行判断。目前有的动态炼钢模型的开发也只是基于提高炼钢终点的命中率，需要机械式副枪完成两次测量动作。对炼钢近终点冶炼的过程的优化和投弹式副枪的终点控制，公开的论文或专利较少涉及。
[0004]经检索，中国专利技术专利CN110484677A公开了一种高效炼钢工艺方法，该方法包括如下步骤：精料入炉；高废钢比、热平衡装入；变枪变压供氧技术；终点采用投弹测温定碳技术；优化出钢工艺，改变转炉倒渣工艺流程。该专利提供的工艺方法虽然减轻了喷溅和返干，但是其在炼钢吹炼终点进行测量，无法及时对异常炉次进行修正，而且该专利没有进行取样，无法确保钢水符合目标成分要求；除此之外，该专利还缺少对P的计算和监控，无法避免钢水P超标的风险。
[0005]经检索，中国专利技术专利CN102344986A公开了一种转炉炼钢终点控制的方法、装置和系统，用以解决现有副枪技术探头消耗大，适用性差的问题。该方法包括：脱碳氧效率值小于预定值时，计算熔池碳含量和熔池温度与熔池目标碳含量和熔池目标温度进行比较；根据比较结果，计算后续吹炼所需的吹氧量和冷却剂添加量或增碳剂添加量并据此控制吹氧和加料操作；重复计算熔池碳含量和熔池温度，当满足目标碳含量和目标温度要求时，发出停止冶炼的指令。采用该专利的技术方案虽然也能够保证冶炼终点的高命中率，但是缺少投弹式副枪进行测量，无法动态调整测量时机和保证终点计算的准确性
[0006]综上所述，虽然现有技术中已有一些关于提高冶炼终点命中率以及根据冶炼参数确定吹氧量的方法，但是都无法有效缩短冶炼周期，同时无法保证炼钢质量和产量。因此，目前亟需设计一种能够有效效缩短冶炼周期和保证炼钢质量和产量的过程控制方法。

技术实现思路

[0007]1.要解决的问题
[0008]针对现有技术中冶炼过程所需吹氧量无法精确控制、冶炼周期长和炼钢终点质量差的问题，本专利技术提供一种基于投弹式副枪测量的快速出钢方法；在冶炼过程中进行投弹式副枪的投弹测量并精确控制投弹时机，从而有效解决冶炼过程所需吹氧量无法精确控制、冶炼周期长和炼钢终点质量差的问题。
[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]本专利技术的一种基于投弹式副枪测量的快速出钢方法，通入氧气对转炉钢水进行吹炼，在吹炼过程中将投弹式副枪的测量探头投掷到转炉钢水中测量钢水的C、T和P，并根据测得的剩余含碳量C
测
与目标含碳量C(0)的偏差以及测得的钢水温度T
测
与目标温度T(0)的偏差计算出实际剩余吹氧量ΔV
实
，将该实际剩余吹氧量ΔV
实
继续吹至钢水中完成吹炼，钢水命中终点C、T和P要求范围，符合出钢条件；所述测量探头在冶炼炉次中的投掷测量时刻为：当C
计
处于0.05wt％～0.18wt％区间内时，通过公式ΔV
计
＝V
总
*γ*ln[(C
计
‑
C(0))/(C(HM)
‑
C(0))]计算出ΔV
计
，控制实际吹氧量达到V
总
‑
ΔV
计
时进行测量；在上述公式中，ΔV
计
为计算出的剩余吹氧量，V
总
为冶炼炉次所需总氧量，γ为动态参数，C
计
为计算出的剩余含碳量，C(HM)为冶炼炉次的铁水含碳量。其中ΔV
计
、V
总
的单位为m3，C
计
、C(0)、C(HM)的单位为wt％。本专利技术是基于投弹设备测量、过程参数计算和测量时间窗口的方法的组合，获得快速出钢的目的。
[0012]优选地，对于中碳钢或低碳钢，当所述C
计
处于0.12wt％～0.16wt％区间内时进行投弹测量。
[0013]优选地，所述ΔV
计
/V
总
＝4％～6％。一般的，通过上述计算，选取吹氧量到达总氧量的95％
±
1％时进行投弹测量，能够获得较好的结果。
[0014]优选地，所述γ＝
‑
0.26～
‑
0.24。
[0015]优选地，具体操作步骤为：
[0016](1)根据钢种确认炼钢终点的目标C值、目标T值和目标P值，上限C
Max
，下限C
Min
，上限T
Max
，下限T
Min
；
[0017](2)根据原料条件和历史炉次数据计算转炉所需总耗氧量V
总
；
[0018](3)根据历史参考炉次计算出ΔV
计
，ΔV
计
＝(4％～6％)*V
总
，进而控制实际吹氧量达到V
总
‑
ΔV
计
时进行投弹测量；
[0019](4)根据测量探头测得的C
测
与目标含碳量C(0)的偏差以及测得的钢水温度T
测
与目标温度T(0)的偏差计算出实际剩余吹氧量ΔV
实
，将ΔV
计
修正为ΔV
实
进行补吹；
[0020](5)吹氧结束后计算钢水T和C；
[0021](6)根据钢水T计算P；
[0022](7)T、C和P符合目标要求，选择结束吹炼过程，进行出钢操作；
[0023](8)转炉出钢并在出钢过程中取样，计算炉后样的C、T和P与测量探头测得的过程样的C、T和P之间的偏差；
[0024](9)将出钢过程取样测得的C、T和P用作下一次冶炼的参照标准，继续(1)～(8)步骤的操作。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于投弹式副枪测量的快速出钢方法，其特征在于，通入氧气对转炉钢水进行吹炼，在吹炼过程中将投弹式副枪的测量探头投掷到转炉钢水中测量钢水的C、T和P，并根据测得的剩余含碳量C
测
与目标含碳量C(0)的偏差以及测得的钢水温度T
测
与目标温度T(0)的偏差计算出实际剩余吹氧量ΔV
实
，将该实际剩余吹氧量ΔV
实
继续吹至钢水中完成吹炼，钢水命中终点C、T和P要求范围，符合出钢条件；所述测量探头在冶炼炉次中的投掷测量时刻为：当C
计
处于0.05wt％～0.18wt％区间内时，通过公式ΔV
计
＝V
总
*γ*ln[(C
计
‑
C(0))/(C(HM)
‑
C(0))]计算出ΔV
计
，控制实际吹氧量达到V
总
‑
ΔV
计
时进行测量；在上述公式中，ΔV
计
为计算出的剩余吹氧量，V
总
为冶炼炉次所需总氧量，γ为动态参数，C
计
为计算出的剩余含碳量，C(HM)为冶炼炉次的铁水含碳量。2.根据权利要求1所述的一种基于投弹式副枪测量的快速出钢方法，其特征在于，对于中碳钢或低碳钢，当所述C
计
处于0.15wt％～0.16wt％区间内时进行投弹测量。3.根据权利要求1所述的一种基于投弹式副枪测量的快速出钢方法，其特征在于，所述ΔV
计
/V
总
＝4％～6％。4.根据权利要求1所述的一种基于投弹式副枪测量的快速出钢方法，其特征在于，所述γ＝
‑
0.26～
‑
0.24。5.根据权利要求1～4任一项所述的一种基于投弹式副枪测量的快速出钢方法，其特征在于，具体操作步骤为：(1)根据钢种确认炼钢终点的目标C值、目标T值和目标P值，上限C
Max
，下限C
Min
，上限T
Max
，下限T
Min
；(2)根据原料条件和历史炉次数据计算转炉所需总耗氧量V
总
；(3)根据历史参考炉次计算出ΔV
计
，ΔV
计
＝(4％～6％)*V
总
，进而控制实际吹氧量达到V
总
‑
ΔV
计
时进行投弹测量；(4)根据测量探头测得的C
测
与目标含碳量C(0)的偏差以及测得的钢水温度T
测
与目标温度T(0)的偏差计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：占小立，
申请(专利权)人：南京宝希智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：