一种钢包精炼炉精炼过程实时温度预测方法技术

一种钢包精炼炉精炼过程实时温度预测方法，属于冶金技术领域，它包括：（1）将精炼前生产现场实时数据进行量化，实时数据包括电弧效率、烟尘气排出速率、烟尘气排出温度、熔池表面热损失系数；（2）将上工序结束温度数据进行量化，包括钢液质量、环境温度、上工序结束钢水温度；（3）记录本工序实时测量温度数据，包括钢液的热容、钢液的质量；（4）计算钢液温度变化率△TSteel，钢液温度变化率。本发明专利技术减少了LF炉精炼过程温度估计与测量时间成本，缩短了精炼时间，提高了LF炉炼成率，增加了LF炉经济效率。本发明专利技术的系统计算简单，发明专利技术的方法可靠，效果明显，可推广到冶金行业炼钢过程中钢水温度的预测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金
，具体涉及。
技术介绍
钢水温度达标是LF炉精炼的一项重要指标，在LF炉精炼过程中会不定时对钢包温度进行测量，以掌握钢水实时冶炼情况，对于两次测量中间的温度值则往往根据经验进行估计。事实上，对温度实时进行预测可以即时预见钢包冶炼状况、提高炼成率、节约供电与搅拌气体成本，弥补钢包温度不能连续监控的不足。钢包精炼过程中热能量遵循其输入与输出平衡定律，考虑由钢水、炉渣构成的钢包体系对钢包实时温度预测从技术上可行的。预测前对于影响冶炼过程中的所有因素全部进行考虑，列出其经验公式，对于经验公式中的关键参数，则通过对LF钢包炉历史真实数据进行统计回归确定，预测过程中，对于加入的合金料、造渣料、喂丝料吸收的溶解热和释放的反应热、气体吹入搅拌引起的热量损失、熔池、烟尘气、炉衬等引起的热量损失，电弧加热的有效能量全部进行计算。温度预测初始值则在上工序最终温度值基础上考虑其钢包炉存放时间进行预估，实时测量的真实温度值则可以对预测算法进行实时自学习校正，从而提高钢水冶炼过程中的温度预测能力。
技术实现思路
通过对LF精炼过程中能量收入 与损失的系统分析，根据系统热能量平衡规律推导出LF炉精炼过程钢液温度实时预测算法，以上工序结束温度测量数据为基准，以LF精炼过程温度测量值为算法校正值，对LF精炼过程钢液温度进行实时预测，达到LF精炼过程中实时预见钢水精炼全过程温度值的目的，减少精炼时间，降低精炼成本。本专利技术的技术方案 ，其特征是包括 (I)、将精炼前生产现场实时数据进行量化，实时数据包括电弧效率、烟尘气排出速率、烟尘气排出温度、熔池表面热损失系数； (2)将上工序结束温度数据进行量化，包括钢液质量、环境温度、上工序结束钢水温度； (3)、记录本工序实时测量温度数据，包括钢液的热容、钢液的质量； (4)、计算钢液温度变化率ATSteel, 钢液温度变化率； 式中Cs—钢液的热容，J/(kg*0C )； G一钢液的质量，t ； A U—钢水、炉渣内能变化量；A U= Q 电能-Qs1-Qrs-Qch-Qln-Qg-QAr-QSiCa ； Q电能一输入渣、钢电能(以渣面为边界)(从电表获取数据)； Qrs-熔池表面福射热损； Qch-合金渣料升温、熔化热损； Qln-通过炉衬散出的热损；Qg-烟尘气带走的热损； QAr-吹気损失的热量_娃I丐线损失的热量QSiCa ； QS1-钢水升温热； (5)、计算预测温度值 T预测=T初始+ A Tsteel X t持续时间 式中是预测时间段的即时钢水温度值，是预测时间段。 本专利技术中涉及到的可确定性参数采用冶金技术手册记录值。本专利技术中涉及到的不可确定性参数根据历史数据回归。本专利技术以钢水和炉渣为研究体系，基于LF精炼过程中热能量平衡定律，考虑电弧热输入、熔池表面热损失、合金渣料升温熔化热、炉衬散热、烟尘散热、吹氩热损、喂线热损等因素对钢包温度的影响，以上一道工序实测温度值作为LF实时精炼温度基准值，以LF精炼过程中测量温度值为预测校准值，对LF精炼过程中的钢包温度进行全时段预测，给LF精炼提供有效的参考数据，减少了 LF炉精炼过程温度估计与测量时间成本，缩短了精炼时间，提高了 LF炉炼成率，增加了 LF炉经济效率。本专利技术的系统计算简单，专利技术的方法可靠，效果明显，可推广到冶金行业炼钢过程中钢水温度的预测。具体实施例方式 本专利技术包括算法一套，其预测步骤是1、精炼前精炼公式参数确定，首先收集现场30天300炉次实时数据，确定以下这些参数值电弧效率、烟尘气排出速率、烟尘气排出温度、熔池表面热损失系数(包盖开启时取0.75，包盖闭合时取0.35);其次根据冶金技术文献确定以下参数钢液热容(460 J/(kg *°C ))、炉衬对流换热系数(12. 5ff/m2*°C )、冶炼钢种涉及加入合金的液相线温度、冶炼钢种涉及加入合金的固相比热、冶炼钢种涉及加入合金的液相比热、冶炼钢种涉及加入合金的熔化潜热、合金中元素的熔解热、合金中元素的摩尔质量、合金元素的氧化反应热、合金中元素的收得率，造渣料的液相线温度、造渣料的固相比热、造渣料的液相比热、冶炼钢种涉及加入合金的熔化潜热、渣的黑度(0.8)、黑体辐射常数(5.67xl0_8 w / (m2k4))、烟尘气排出温度(500°C )、烟尘比热容(0. 28 J / (kg !())、烟气比热容(0.72 J / (kg .K))、氩气比热(929J/m3 K)、钢液黑度(0. 52)、硅钙比热容。2、精炼前实时数据确定，包括钢液质量、环境温度、上工序结束钢水温度。理论上精炼过程中的热能量平衡定律为 Q 电能 _Qsi+Qrs+Qch+Qln+Qg+QAr+QsiCa 输入渣、钢电能(以渣面为边界)Q_ -熔池表面辐射热损 -合金渣料升温、熔化吸热Qdl -通过炉衬散出的热损Qln -烟尘气带走的热损Qg -吹氩损失的热量Qto -硅钙线损失的热量Qsica -钢水升温热Qsi。3、计算钢液温度变化率式中Cs—钢液的热容，J/(kg*0C )； G一钢液的质量，to钢水、炉洛内能变化量A U = Q 电能-Qrs-Qch-Qln-Qg-QAr-QSiCa 预测温度值 T预测=T初始+ A Tsteel X t持续时间 式中T初始是预测时的温度值，t持续时间是预测时间段； 4、精炼过程中，由于公式中Q电能=A U +Qrs+Qch+Qln+Qg+QAr+QSiCa各量的作用时间不同，因此需要分别记录这些量引起的温度变化率及其作用时间，即 T预测=T初始+ AT电能Xt加电时间-A TrsXt熔池表面热损时间-A TchXt合金渣料熔化时间-A TlnXt炉衬热损时间-A TgXt烟尘气热损时间-A TArXt吹氩时间-A TSiCaXt硅钙熔化时间。A T电能-加电时间t加电时间内的电能供给引起的温度变化率； A t加电时间-加电时间； A Trs-熔池表面辐射热损平衡时引起的温度变化率； A t熔池表面热损时间-熔池表面辐射热损达到平衡的时间； A Tch-合金料、渣料加入后熔化吸收热量引起的温度变化率； A t合金渣料熔化时间-合金料、渣料加入后熔化时间； A Tln-炉衬吸收热并散发热量引起的温度变化率； A t炉衬热损时间-炉衬吸收热并散发热量时间； A Tg-冶炼过程中烟气带走热量引起的温度变化率； A t烟尘气热损时间-冶炼过程中烟气带走热量持续时间； A TAr-氩气吹送过程中引起的温度变化率； A t吹氩时间-氩气吹送时间； A TSiCa-喂硅钙线引起的温度变化率； At硅钙熔化时间-硅钙线喂入熔化时间。 由于公式中Q电能=A U +Qrs+Qch+Qln+Qg+QAr+QSiCa各量的作用时间不同，因此需要分别记录这些量引起的温度变化率及其作用时间。5、电能的计算如下 Q热量=E电能XnXt供电时间 E电能从电能表得到； n :电弧效率，通过实时历史数据回归计算得到。6、炉衬散失的热量计算如下Qln= a (Tst-T a ) Tst :钢水温度； T a :环境温度； a :炉衬对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢包精炼炉精炼过程实时温度预测方法，其特征是包括：?（1）、将精炼前生产现场实时数据进行量化，实时数据包括电弧效率、烟尘气排出速率、烟尘气排出温度、熔池表面热损失系数；（2）将上工序结束温度数据进行量化，包括钢液质量、环境温度、上工序结束钢水温度；（3）、记录本工序实时测量温度数据，包括钢液的热容、钢液的质量；（4）、计算钢液温度变化率△TSteel，钢液温度变化率?????????????????????????????????????????????????式中：Cs—钢液的热容，J/(kg?℃)；G—钢液的质量，t；??????△U—钢水、炉渣内能变化；△U=?Q电能?Qrs?Qch?Qln?Qg?QAr?QSiCa?；?Q电能—输入渣、钢电能；Qrs?熔池表面辐射热损；Qch?合金渣料升温、熔化热损；Qln?通过炉衬散出的热损；Qg?烟尘气带走的热损；QAr?吹氩损失的热量；QSiCa?硅钙线损失的热量；（5）、计算预测温度值：??????T预测=T初始+△Tsteel×t持续时间式中T初始是预测时间段的即时钢水温度值，t持续时间是预测时间段的持续时间。821937dest_path_image001.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种钢包精炼炉精炼过程实时温度预测方法，其特征是包括(I)、将精炼前生产现场实时数据进行量化，实时数据包括电弧效率、烟尘气排出速率、烟尘气排出温度、熔池表面热损失系数；(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌虎，任建中，赵小彦，杨宁，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：