一种用于全废钢电弧炉冶炼的残余元素含量调控方法技术

本发明专利技术提供一种用于全废钢电弧炉冶炼的残余元素含量调控方法。该方法包括：获取废钢原料的残余元素含量；基于残余元素含量及预设的元素去除难度级别对废钢原料进行分类；基于预设的约束函数计算各类废钢原料的加入量，其中，约束函数的约束参数包括各类废钢原料的残余元素含量、预设的残余元素含量上限阈值；基于各类废钢原料的加入量计算冶炼参数。本发明专利技术能够通过按照残余元素的含量对废钢原料进行分类，基于预设的约束函数，根据废钢原料的残余元素含量、预设的残余元素含量阈值计算各类废钢原料的加入量，获得冶炼参数，满足冶炼对残余元素的成分要求，解决了全废钢电弧炉冶炼中残余元素含量调控问题。中残余元素含量调控问题。中残余元素含量调控问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于全废钢电弧炉冶炼的残余元素含量调控方法


[0001]本专利技术涉及电弧炉炼钢
，尤其涉及一种用于全废钢电弧炉冶炼的残余元素含量调控方法。

技术介绍

[0002]电弧炉炼钢是世界主要炼钢方法之一，以废钢为主要原料，具有流程短、节能环保等特点，是钢铁工业实现绿色制造的重要驱动力。电弧炉炼钢不仅生产普通棒线材，也是高品质特殊钢冶炼主要工艺。近年来，随着经济的发展，对高品质特殊钢的需求增加，因此对电炉钢产品质量的要求也日益严格。废钢经过多次循环利用，Cu、As残余元素富集不断增加，而残余元素对钢材质量有严重的不利影响。在电弧炉炼钢中，残余元素主要来源于加入的废钢和铁合金，由于其氧化势低于铁，当前的冶炼工艺难以去除，最终完全进入钢液，进而降低了钢材的质量。
[0003]专利申请号20191110072.1公开了一种改善残余元素Cu、As和Sn恶化冷轧带钢深冲性能的方法，通过向含有上述残余元素的冷轧深冲钢中加入S和Ti元素，同时调整热轧、冷轧工艺进行配合，最终提高了冷扎带深冲性能。该方法虽然一定程度上降低了残余元素对于冷轧带的危害，但其采用的方法是冶炼后处理的方式，添加了S和Ti元素降低残余元素的影响，实际上残余元素的含量仍然超出钢材要求的范围。
[0004]专利申请号ZL200910113302.9公开了电炉生产低碳铝镇静冷轧用钢中氮及残余元素控制方法，采用电磁吸盘将直接还原铁吸起来，装入料罐并计量重量，然后与废钢一起投放入电炉中，直接还原铁占比5～25％，从而有效降低钢中氮元素及残余元素含量。该方法虽然一定程度上通过直接还原铁的加入稀释了钢液中残余元素含量，但是加入还原铁的方式不是全废钢冶炼方式，不符合钢铁工业实现绿色制造的目的。
[0005]因此电弧炉炼钢工艺亟需寻求控制全废钢冶炼中残余元素含量的方法，以降低残余元素对钢材性能的危害。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供了一种用于全废钢电弧炉冶炼的残余元素含量调控方法，以解决电弧炉全废钢冶炼中残余元素含量调控的问题。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于全废钢电弧炉冶炼的残余元素含量调控方法，包括：
[0008]获取废钢原料的残余元素含量。
[0009]基于所述残余元素含量及预设的元素去除难度级别对废钢原料进行分类。
[0010]基于预设的约束函数计算各类废钢原料的加入量，其中，所述约束函数的约束参数包括各类废钢原料的残余元素含量、预设的残余元素含量上限阈值。
[0011]基于各类废钢原料的加入量计算冶炼参数。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述残余元素包括铜和砷；所述约束函数包括：
[0013]各类废钢原料的加入量与对应废钢原料中铜的含量的乘积之和小于单次冶炼的最大重量乘以铜的含量上限阈值。
[0014]各类废钢原料的加入量与对应废钢原料中砷的含量的乘积之和小于单次冶炼的最大重量乘以砷的含量上限阈值。
[0015]各类废钢原料的加入量之和等于单次冶炼的最大重量。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述约束参数还包括废钢原料的成本、预设的总成本上限阈值和预设的总成本下限阈值。
[0017]相应的，约束函数还包括：
[0018]各类废钢原料的加入量与对应废钢原料的成本的乘积之和小于总成本上限阈值。
[0019]各类废钢原料的加入量与对应废钢原料的成本的乘积之和大于总成本下限阈值。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述残余元素包括铜和砷。所述废钢原料基于铜的具体分类标准包括：
[0021]第1类，铜的含量大于0ppm、小于等于50ppm。
[0022]第2类，铜的含量大于50ppm、小于等于50(1+22)ppm。
[0023]第i类，i＞2时，铜的含量大于小于等于小于等于
[0024]所述废钢原料基于砷的具体分类标准包括：
[0025]第1类，砷的含量大于0ppm、小于等于30ppm。
[0026]第2类，砷的含量大于30ppm、小于等于30(1+20)ppm。
[0027]第j类，j＞2时，砷的含量大于小于等于
[0028]在一种可能的实现方式中，所述基于各类废钢原料的加入量计算冶炼参数，包括：
[0029]基于预设的物料能量静态平衡模型，计算冶炼过程的吹氧量级和渣量；其中，所述物料能量静态平衡模型的输入条件包括各类废钢原料的加入量、各类废钢原料的残余元素含量和预设的残余元素含量上限阈值。
[0030]在一种可能的实现方式中，所述获取废钢原料的残余元素含量包括：
[0031]采用火花放电直读光谱法对废钢原料的残余元素含量进行检测，获取废钢原料的残余元素实际含量。
[0032]第二方面，本专利技术实施例提供了一种用于全废钢电弧炉冶炼的残余元素含量调控装置，包括：
[0033]残余元素获取模块，用于获取废钢原料的残余元素含量。
[0034]废钢分类模块，基于所述残余元素含量及预设的元素去除难度级别对废钢原料进行分类。
[0035]加入量计算模块，基于预设的约束函数计算各类废钢原料的加入量，其中，所述约束函数的约束参数包括各类废钢原料的残余元素含量、预设的残余元素含量上限阈值。
[0036]冶炼参数计算模块，基于各类废钢原料的加入量计算冶炼参数。
[0037]在一种可能的实现方式中，所述加入量计算模块包括：
[0038]铜含量约束函数单元，用于实现各类废钢原料的加入量与对应废钢原料中铜的含量的乘积之和小于单次冶炼的最大重量乘以铜的含量上限阈值。
[0039]砷含量约束函数单元，用于实现各类废钢原料的加入量与对应废钢原料中砷的含量的乘积之和小于单次冶炼的最大重量乘以砷的含量上限阈值。
[0040]最大重量约束函数单元，用于实现各类废钢原料的加入量之和等于单次冶炼的最大重量。
[0041]在一种可能的实现方式中，所述加入量计算模块还包括：
[0042]总成本上限约束函数单元，用于实现各类废钢原料的加入量与对应废钢原料的成本的乘积之和小于总成本上限阈值。
[0043]总成本下限约束函数单元各类废钢原料的加入量与对应废钢原料的成本的乘积之和大于总成本下限阈值。
[0044]在一种可能的实现方式中，所述废钢分类模块包括：
[0045]铜含量分类单元，用于按以下标准对废钢原料分类：
[0046]第1类，铜的含量大于0ppm、小于等于50ppm。
[0047]第2类，铜的含量大于50ppm、小于等于50(1+22)ppm。
[0048]第i类，i＞2时，铜的含量大于小于等于≤
[0049]砷含量分类单元，用于按以下标准对废钢原料分类：
[0050]第1类，砷的含量大于0ppm、小于等于30ppm。
[0051]第2类，砷的含量大于30ppm、小于等于30(1+20)ppm。
[0052]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于全废钢电弧炉冶炼的残余元素含量调控方法，其特征在于，包括：获取废钢原料的残余元素含量；基于所述残余元素含量及预设的元素去除难度级别对废钢原料进行分类；基于预设的约束函数计算各类废钢原料的加入量，其中，所述约束函数的约束参数包括各类废钢原料的残余元素含量、预设的残余元素含量上限阈值；基于各类废钢原料的加入量计算冶炼参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述残余元素包括铜和砷；所述约束函数包括：各类废钢原料的加入量与对应废钢原料中铜的含量的乘积之和小于单次冶炼的最大重量乘以铜的含量上限阈值；各类废钢原料的加入量与对应废钢原料中砷的含量的乘积之和小于单次冶炼的最大重量乘以砷的含量上限阈值；各类废钢原料的加入量之和等于单次冶炼的最大重量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述约束参数还包括废钢原料的成本、预设的总成本上限阈值和预设的总成本下限阈值；相应的，约束函数还包括：各类废钢原料的加入量与对应废钢原料的成本的乘积之和小于总成本上限阈值；各类废钢原料的加入量与对应废钢原料的成本的乘积之和大于总成本下限阈值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述残余元素包括铜和砷；所述废钢原料基于铜的具体分类标准包括：第1类，铜的含量大于0ppm、小于等于50ppm；第2类，铜的含量大于50ppm、小于等于50(1+22)ppm；第i类，i＞2时，铜的含量大于第i类，i＞2时，铜的含量大于第i类，i＞2时，铜的含量大于所述废钢原料基于砷的具体分类标准包括：第1类，砷的含量大于0ppm、小于等于30ppm；第2类，砷的含量大于30ppm、小于等于30(1+20)ppm；第j类，j＞2时，砷的含量大于小于等于5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于各类废钢原料的加入量计算冶炼参数，包括：基于预设的物料能量静态平衡模...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱立光，韩宝臣，郭志红，鲁素玲，郑亚旭，王旗，娄香杰，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：