钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的方法及装置。本发明专利技术在机理模型的基础上，在线跟踪LF生产过程中的电加热、底吹氩、渣料及合金加入等操作状态，考虑各操作条件的改变而造成的模型输入参数的改变进而影响到模型控制参数的改变，并且充分考虑到对控制参数影响较大的一些因素在精炼过程中的变化，在每一个计算周期的计算中对模型控制参数进行更新，最终建立LF精炼过程的在线动态脱硫模型，确保最终钢水硫含量预测的合理性和准确性，能够为现场生产提供指导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁冶金精炼
，更具体地讲，涉及一种钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量预报的方法及其装置。
技术介绍
在钢铁冶炼中对于大多数钢种而言，硫在钢中是ー种有害元素。硫元素会造成钢的热脆、降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹，硫也不利于钢的焊接性能。钢包精炼炉(即，LF炉)是钢铁生产中的重要环节，由于其采用白渣精炼以及创造的良好的炉内还原性气氛，加上精炼过程中良好的氩气搅拌，为钢水的脱硫提供了良好的热力学和动力学条件。在脱硫条件良好的情况下，LF炉的脱硫率可达到70% 80%。 建立LF炉精炼过程的脱硫模型，准确预报钢水硫含量，对生产合格的(超)低硫钢、提高钢材性能和质量以及提高炼钢过程的自动化水平、降低劳动强度、成产初步等具有重要的意义。目前纵观国内外对钢包脱硫模型的研究与开发，可以发现目前所建立的钢水硫含量预报模型主要是基于脱硫机理反应的机理模型。通过分析钢包炉精炼过程中脱硫反应的机理建立能够反应脱硫过程的数学模型，然后计算出模型的各个參数最后进行计算预报。例如又献“Modelling Pyrometallurgical Kinetics Ladle Desulphurization，，( ((SouthAfrican Journal of Science》1999 年，95 卷第 9 期第 377 380 页，Pistorius P C等)认为硫在钢液中的传质为限制性环节，用脱硫反应的双膜理论建立脱硫动力学模型，其中传质系数根据经验公式求得，认为硫的分配比Lslm是一个定值，根据以热力学平衡为基础的经验公式计算求得。文献“LF精炼过程中硫分配比和脱硫动力学方程研究”(《金属学报》2001年，37 (10) :1014 1016，吴铿等)根据脱硫动力学方程建立脱硫机理模型，模型中计算Ls是以热力学平衡为基础的经验公式计算所得，认为脱硫速率与时间有较好的线性关系。以上模型都是通过分析钢包炉精炼过程中脱硫反应的机理建立能够反映脱硫过程的数学模型，然后计算出模型的各个參数最后计算硫含量。但是相关LF炉脱硫机理模型均没考虑在实际精炼过程当中由于操作条件，钢渣成分以及温度等钢水状态的改变所导致的模型參数的变化，没体现变參数的模型。另ー方面，基于神经网络等智能算法的“黑箱”模型。这种算法只考虑输入和输出，完全不考虑过程机理，模型中主要以影响钢水脱硫的主要因素以及ー些初始量为模型的输入，通过对大量生产数据分析进行反复学习和训练，得到ー个可以预报钢水硫含量的逼近函数。文献“钢包静态脱硫模型的研究”(《仪器仪表学报》2006年，27 (6)増刊1014 1016，张俊伟)基于150t钢包炉精炼脱硫的情况建立了人工智能模型，如果误差允许在0. 001%以内，其预报命中率可以达到80%。这种方法过分依赖数据，只考虑输入输出忽略过程机理，缺乏エ艺指导，在现场操作灵活多变、影响因素众多复杂的情况下难以进行现场稳定运行和调试优化。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的之ー在于提供ー种能够实时预测在钢包精炼炉精炼过程中钢水中的硫含量的方法和装置。为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供了一种钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的方法。其中，所述方法通过式(a):本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的方法，所述方法通过式(a)：d[%S]dt=-J·(LS+ω)LS·[%S]+J·((S)0+ω·[%S]0)LS计算钢水中的硫含量[％S]，其特征在于，其中，Ls通过式(b)得出，式(b)为：lgLS=-935T0+(57.02469-0.03492T0)·t1-0.93·t2+1.375+lgCs+(0.11[%C]+0.063[%Si]-0.026[%Mn]+0.029[%P]+0.028[%S])-(-23lg(ω[Al]0-0.0043t)-21218.3T0+(57.02469-0.03492T0)·t1-0.93·t2+6.86)其中，T0为初始温度；[％C]、[％Si]、[％Mn]、[％P]、[％S]为钢水中C、Si、Mn、P、S的含量；ω[Al]0为钢水初始酸溶铝量；t1为电加热时间；t2为非加热阶段的时间；t为总处理时间；其中，J通过求解式(c)、式(d)、式(e)得出，式(c)为：式(d)为：ϵ=0.0285QTWlg(1+H148)w·t-1式(e)为：T＝T0+(57.02469？0.03492T0)·t1？0.93·t2，其中，W为钢包精炼炉中的钢水量，H为对应钢水量W的钢包精炼炉中的熔池深度，Q为钢包精炼过程中的底吹氩流量。FSA00000738915100015.tif...

【技术特征摘要】
1.一种钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的方法，所述方法通过式(a)2.一种钢包精炼炉精炼过程钢水硫含量实时预测的装置，其特征在于，所述装置包括彼此连接的数据管理与跟踪模块、模型输入量获取模块、信息交互模块和主计算模块，其中， 所述数据管理与跟踪模块用于记录来钢信息和冶炼要求，并记录初始取样测温結果、渣层厚度； 所述模型输入量获取模块用于获取主计算模块需要的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永，朱苗勇，祭程，曾建华，孙维松，王世豪，陈亮，张敏，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，东北大学，
类型：发明
国别省市：