本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種以參考爐次法確立RH精煉爐脫碳工藝數(shù)據(jù)的方法。

背景技術(shù)：

目前隨著鋼廠品種鋼比例的提高，特別是低碳鋼、超低碳鋼(如IF鋼)的大量生產(chǎn)，對RH真空脫碳控制水平的要求也越來越高。

RH真空精煉過程發(fā)生在密閉的真空室內(nèi)，其高溫冶金反應(yīng)過程屬于半黑箱，這使人們對它的認(rèn)識困難，精煉過程的反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)行為都只能通過分析和估計(jì)來判斷。判斷的準(zhǔn)確與否很大程度上取決于操作者的經(jīng)驗(yàn)，操作中有很大的偶然率，由于操作工人水平的參差不齊，經(jīng)常出現(xiàn)在RH冶煉終點(diǎn)鋼水中碳和溫度超標(biāo)的情況出現(xiàn)，如何提高操作的穩(wěn)定性，這一重任依賴于計(jì)算機(jī)模型來完成。

但目前的RH脫碳模型均是通過對RH真空精煉裝置和現(xiàn)場生產(chǎn)超低碳鋼工藝的分析，然后利用真空脫碳熱力學(xué)與動力學(xué)理論來確立RH真空脫碳機(jī)理，進(jìn)而開發(fā)適用于本企業(yè)的RH真空精煉裝置的脫碳模型，該類脫碳模型計(jì)算方法復(fù)雜，計(jì)算的準(zhǔn)確性嚴(yán)重依賴計(jì)算公式中模型參數(shù)的適應(yīng)性。其模型參數(shù)是隨生產(chǎn)工藝而變化的，需經(jīng)過長期摸索才能達(dá)到生產(chǎn)的準(zhǔn)確度要求，且各家鋼廠的裝備水平和工藝參數(shù)不一樣，使得模型適應(yīng)性差，模型移植后均需要長時(shí)間的摸索模型參數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上問題，本發(fā)明提供一種簡單實(shí)用且適應(yīng)性廣的RH精煉爐脫碳工藝參數(shù)確定方法。

RH精煉時(shí)，影響RH精煉爐鋼水的初始條件主要為：進(jìn)RH精煉爐鋼水中碳、氧含量、溫度以及爐渣改質(zhì)劑的加入量。

本發(fā)明中，RH精煉爐的精煉工藝為：精煉爐循環(huán)氣體流量制度、真空室壓降制度、吹氧量、吹氧時(shí)機(jī)、脫碳時(shí)間、脫碳初期為升溫添加的鋁量。

精煉后，鋼水的目標(biāo)溫度和目標(biāo)碳含量為該爐的冶煉結(jié)果。

若該爐鋼水的初始條件相同、精煉工藝相同，則該爐的冶煉結(jié)果相同。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的以參考爐次法確定RH精煉爐脫碳工藝參數(shù)的方法，包括以下步驟：

(1)采集以下數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)建立數(shù)據(jù)庫：

a:冶煉的鋼種號；

b:爐號；

c:鋼水重量，單位噸；記為C；

d:轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的溶解氧含量，單位ppm；記為D；

e:轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的碳含量，單位ppm；記為E；

f:轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水的溫度，單位℃；記為F；

g:轉(zhuǎn)爐出鋼過程中改質(zhì)劑的加入量，單位Kg；記為G；

h:轉(zhuǎn)爐出鋼過程中含錳合金的加入量，單位Kg；記為H；其中，所述轉(zhuǎn)爐出鋼過程中錳的加入量，單位Kg；記為H₁，H₁為加入的錳合金的含錳量之和，計(jì)算公式為：H₁＝ΣH*錳合金中的錳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；

i:RH精煉爐進(jìn)站鋼水中溶解氧含量，單位ppm；記為I；

j:RH精煉爐進(jìn)站鋼水的溫度，單位℃；記為J；

k:RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度；

l:RH精煉爐的真空室壓降制度；

m:RH精煉爐吹氧量,單位m³；記為M；

n:RH精煉爐吹氧時(shí)機(jī)；

o:RH精煉爐脫碳初期為升溫添加的鋁量，單位kg；記為O；

p:RH精煉爐脫碳時(shí)間，單位min；記為P；

q:該爐鋼水的目標(biāo)溫度，單位℃；記為Q；

r:該爐鋼水的目標(biāo)碳含量，單位ppm；記為R；

s:RH精煉爐脫碳結(jié)束后加鋁量，單位kg，記為S；

(2)當(dāng)數(shù)據(jù)庫里某個(gè)鋼種的采集數(shù)據(jù)累積至≥400爐次時(shí)，該數(shù)據(jù)庫用于確定所述鋼種的RH精煉爐脫碳工藝數(shù)據(jù)；

(3)轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，打開數(shù)據(jù)庫，搜索數(shù)據(jù)庫中能同時(shí)滿足轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的碳含量、氧含量、轉(zhuǎn)爐出鋼過程中的爐渣改質(zhì)劑的加入量、RH進(jìn)站后鋼水中的溶解氧含量與鋼水的目標(biāo)碳含量均與所述轉(zhuǎn)爐鋼水的數(shù)據(jù)偏差在10％～15％，同時(shí)，滿足鋼種號相同并且RH進(jìn)站鋼水的溫度與鋼水的目標(biāo)溫度均與所述轉(zhuǎn)爐鋼水的數(shù)據(jù)偏差在3～5℃的爐次；

(4)將符合上述條件的所有爐次中的吹氧量(m³)、脫碳時(shí)間(min)、脫碳初期為升溫添加的鋁量(kg)與脫碳結(jié)束后加鋁量(kg)均取算數(shù)平均值作為本爐次的吹氧量(m³)、脫碳時(shí)間(min)、脫碳初期為升溫添加的鋁量(kg)與脫碳結(jié)束后加鋁量(kg)；從步驟(3)中搜索到的所有爐次中選擇出與本爐次的轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的碳含量最接近的爐次，并將該選擇出的爐次的RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度、真空室壓降制度、吹氧時(shí)機(jī)做為本爐次的RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度、真空室壓降制度、吹氧時(shí)機(jī)；

(5)本爐次精煉結(jié)束后，如果鋼水的碳含量與溫度均在目標(biāo)范圍內(nèi)，則將本爐次的精煉工藝數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。

根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，步驟(3)所述轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，利用轉(zhuǎn)爐副槍檢測轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水的C、[O]含量和溫度，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中控制轉(zhuǎn)爐下渣量，記錄下轉(zhuǎn)爐出鋼過程加爐渣改質(zhì)劑量和合金量，RH進(jìn)站后檢測進(jìn)站鋼水的[O]含量和溫度，并輸入該爐鋼水的目標(biāo)溫度和目標(biāo)碳含量。

根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，步驟(5)所述鋼水的碳含量目標(biāo)范圍為與鋼水的目標(biāo)碳含量偏差在10％～15％，所述鋼水的溫度目標(biāo)范圍為與鋼水的目標(biāo)碳含量偏差在3～5℃。

根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明可以用Excel表格、Structured Query Language軟件等常規(guī)方式建立數(shù)據(jù)庫。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明通過參考爐次法確定RH精煉爐脫碳工藝數(shù)據(jù)，通過采集操作數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫，用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確，完全可替代目前憑人工經(jīng)驗(yàn)決定脫碳和升溫制度的方式，解決人工操作、判斷的不穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制RH冶煉終點(diǎn)鋼水的碳和溫度、推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。

2、本發(fā)明通過參考爐次法確定RH精煉爐脫碳工藝數(shù)據(jù)，工藝數(shù)據(jù)適應(yīng)性好，本發(fā)明所參考的爐次是通過合理的精煉工藝使得精煉終點(diǎn)鋼水中的碳含量和溫度均合格的爐次，其合理的精煉工藝是通過實(shí)踐檢驗(yàn)了的，確定的工藝數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。

3、本發(fā)明通過參考爐次法確定RH精煉爐脫碳工藝數(shù)據(jù)，不需要復(fù)雜的計(jì)算和準(zhǔn)確的模型參數(shù)，只需去學(xué)習(xí)已精煉完?duì)t次的精煉工藝數(shù)據(jù)，脫碳工藝數(shù)據(jù)移植性好。

具體實(shí)施方式

下面以DDQ級深沖級鋼，鋼種號為LHG2的RH精煉爐脫碳工藝數(shù)據(jù)確定及應(yīng)用為例，對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的利用參考爐次法確定RH精煉爐脫碳工藝數(shù)據(jù)的方法，包括轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束，利用轉(zhuǎn)爐副槍檢測轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水的C、[O]含量和溫度，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中控制轉(zhuǎn)爐下渣量，并記錄下轉(zhuǎn)爐出鋼過程加爐渣改質(zhì)劑量和合金量，RH進(jìn)站后檢測進(jìn)站鋼水的[O]含量和溫度。

步驟如下：

(1)采集以下數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)建立數(shù)據(jù)庫：

a:冶煉的鋼種號；

b:爐號；

c:鋼水重量，單位噸；記為C；

d:轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的溶解氧含量，單位ppm；記為D；

e:轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的碳含量，單位ppm；記為E；

f:轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水的溫度，單位℃；記為F；

g:轉(zhuǎn)爐出鋼過程中改質(zhì)劑的加入量，單位Kg；記為G；

h:轉(zhuǎn)爐出鋼過程中含錳合金的加入量，單位Kg；記為H；其中，所述轉(zhuǎn)爐出鋼過程中錳的加入量，單位Kg；記為H₁，H₁為加入的錳合金的含錳量之和，計(jì)算公式為：H₁＝ΣH*錳合金中的錳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；

i:RH精煉爐進(jìn)站鋼水中溶解氧含量，單位ppm；記為I；

j:RH精煉爐進(jìn)站鋼水的溫度，單位℃；記為J；

k:RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度；

l:RH精煉爐的真空室壓降制度；

m:RH精煉爐吹氧量,單位m³；記為M；

n:RH精煉爐吹氧時(shí)機(jī)；

o:RH精煉爐脫碳初期為升溫添加的鋁量，單位kg；記為O；

p:RH精煉爐脫碳時(shí)間，單位min；記為P；

q:該爐鋼水的目標(biāo)溫度，單位℃；記為Q；

r:該爐鋼水的目標(biāo)碳含量，單位ppm；記為R；

s:RH精煉爐脫碳結(jié)束后加鋁量，單位kg，記為S；

(2)當(dāng)數(shù)據(jù)庫里某個(gè)鋼種的采集數(shù)據(jù)累積至≥400爐次時(shí)，該數(shù)據(jù)庫用于確定所述鋼種的RH精煉爐脫碳工藝數(shù)據(jù)；

(3)轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，利用轉(zhuǎn)爐副槍檢測轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水的C、[O]含量和溫度，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中控制轉(zhuǎn)爐下渣量，記錄下轉(zhuǎn)爐出鋼過程加爐渣改質(zhì)劑量和合金量，RH進(jìn)站后檢測進(jìn)站鋼水的[O]含量和溫度，并輸入該爐鋼水的目標(biāo)溫度和目標(biāo)碳含量；

打開數(shù)據(jù)庫，搜索數(shù)據(jù)庫中能同時(shí)滿足轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的碳含量、氧含量、轉(zhuǎn)爐出鋼過程中的爐渣改質(zhì)劑的加入量、RH進(jìn)站后鋼水中的溶解氧含量與鋼水的目標(biāo)碳含量均與所述轉(zhuǎn)爐鋼水的數(shù)據(jù)偏差在10％～15％，同時(shí)，滿足鋼種號相同并且RH進(jìn)站鋼水的溫度與鋼水的目標(biāo)溫度均與所述轉(zhuǎn)爐鋼水的數(shù)據(jù)偏差在3～5℃的爐次；

(4)將符合上述條件的所有爐次中的吹氧量(m³)、脫碳時(shí)間(min)、脫碳初期為升溫添加的鋁量(kg)與脫碳結(jié)束后加鋁量(kg)均取算數(shù)平均值作為本爐次的吹氧量(m³)、脫碳時(shí)間(min)、脫碳初期為升溫添加的鋁量(kg)與脫碳結(jié)束后加鋁量(kg)；從步驟(3)中搜索到的所有爐次中選擇出與本爐次的轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的碳含量最接近的爐次，并將該爐次的RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度、真空室壓降制度、吹氧時(shí)機(jī)做為本爐次的RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度、真空室壓降制度、吹氧時(shí)機(jī)；

(5)該爐精煉結(jié)束后，如果鋼水的碳含量與溫度均在目標(biāo)范圍內(nèi)，則將該爐的精煉工藝數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。

實(shí)施例1

爐號4-3134鋼包運(yùn)入RH精煉爐后，采集數(shù)據(jù)：鋼種號為LHG2、轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的溶解氧為842(ppm)、碳為0.041％、鋼水重133.6(噸)、轉(zhuǎn)爐出鋼過程中改質(zhì)劑的加入量300(kg)，中錳加入量為120(kg)。

利用定氧定溫探頭測RH進(jìn)站鋼水中的溶解氧含量368(ppm)、鋼水溫度為1612℃，調(diào)用數(shù)據(jù)庫后，尋找到爐號4-2223和爐號4-2564的2爐合適鋼水，這兩爐鋼的轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的碳含量、氧含量、轉(zhuǎn)爐出鋼過程中的爐渣改質(zhì)劑的加入量、RH進(jìn)站后鋼水中的溶解氧含量、鋼水的目標(biāo)碳含量與爐號4-3134鋼水的數(shù)據(jù)偏差在±10％以內(nèi)、鋼種號相同、并且進(jìn)站鋼水的溫度、鋼水的目標(biāo)溫度與爐號4-3134鋼水的溫度偏差在±3℃以內(nèi)，對這兩爐鋼在RH精煉過程中的的吹氧量(m³)、脫碳時(shí)間(min)、脫碳初期為升溫添加的鋁量(kg)、脫碳結(jié)束后加鋁量(kg)取算數(shù)平均值為：RH精煉爐吹氧量80m³、RH精煉爐脫碳時(shí)間21(min)、脫碳初期為升溫添加的鋁量120(kg)，脫碳結(jié)束后加鋁量115(kg)。

這兩爐鋼中4-2223與4-3134轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的碳含量最接近，將4-2223的爐次的RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度、真空室壓降制度、吹氧時(shí)機(jī)做為4-3134爐次的RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度、真空室壓降制度、吹氧時(shí)機(jī)。

爐號4-3134的鋼水在RH精煉過程中RH精煉爐吹氧量80m³、RH精煉爐脫碳時(shí)間21(min)、脫碳初期為升溫添加的鋁量120(kg)，采用與爐號4-2223相同的RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度、真空室壓降制度、吹氧時(shí)機(jī)等精煉工藝，精煉完成后，鋼水質(zhì)量合格，將爐號4-3134的精煉工藝數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。

相關(guān)爐次工藝數(shù)據(jù)見下表1。

表1實(shí)施例1爐次工藝數(shù)據(jù)

實(shí)施例2

爐號4-3369鋼包運(yùn)入RH精煉爐后，采集數(shù)據(jù)：鋼種號為LHG2、轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的溶解氧為795(ppm)、碳為0.040％、鋼水重132(噸)、轉(zhuǎn)爐出鋼過程中改質(zhì)劑的加入量300(kg)，中錳加入量為120(kg)。

利用定氧定溫探頭測RH進(jìn)站鋼水中的溶解氧含量342(ppm)、鋼水溫度為1608℃，調(diào)用數(shù)據(jù)庫后，尋找到爐號4-2223、4-2638和爐號4-3134的3爐合適鋼水，這3爐鋼的轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的碳含量、氧含量、轉(zhuǎn)爐出鋼過程中的爐渣改質(zhì)劑的加入量、RH進(jìn)站后鋼水中的溶解氧含量、鋼水的目標(biāo)碳含量與爐號4-3369鋼水的數(shù)據(jù)偏差在±15％以內(nèi)、鋼種號相同、并且進(jìn)站鋼水的溫度、鋼水的目標(biāo)溫度與爐號4-3369鋼水的溫度偏差在±5℃以內(nèi)，對這兩爐鋼在RH精煉過程中的吹氧量(m³)、脫碳時(shí)間(min)、脫碳初期為升溫添加的鋁量(kg)、脫碳結(jié)束后加鋁量(kg)取算數(shù)平均值為：RH精煉爐吹氧量79m³、RH精煉爐脫碳時(shí)間20(min)、脫碳初期為升溫添加的鋁量115(kg)，脫碳結(jié)束后加鋁量119(kg)。

這兩爐鋼中4-2638與4-3369轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)鋼水中的碳含量最接近，將4-2638的爐次的RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度、真空室壓降制度、吹氧時(shí)機(jī)做為4-3369爐次的RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度、真空室壓降制度、吹氧時(shí)機(jī)。

爐號4-3369的鋼水在RH精煉過程中RH精煉爐吹氧量80m³、RH精煉爐脫碳時(shí)間20(min)、脫碳初期為升溫添加的鋁量115(kg)，脫碳結(jié)束后加鋁量119(kg)，采用與爐號4-2638相同的RH精煉爐循環(huán)氣體流量制度、真空室壓降制度、吹氧時(shí)機(jī)等精煉工藝，精煉完成后，鋼水質(zhì)量合格，將爐號4-3369的精煉工藝數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。

相關(guān)爐次工藝數(shù)據(jù)見下表2。

表2實(shí)施例2爐次工藝數(shù)據(jù)

本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。

當(dāng)然，本發(fā)明還可以有多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明的公開做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。