沙钢180吨转炉动态控制工艺的设计与优化

摘要

目前氧气转炉炼钢已成为世界上主流的炼钢方法。其具有炉内反应速度快、冶炼周期短、影响因素多、反应复杂,人工操作不易控制等特点。然而近年来,随着人们对钢的品种、质量要求不断提高,并且转炉炼钢又是一个非常复杂的多相物理化学反应过程,仅依靠人工经验控制很难达到要求的控制精度。所以,必须对炼钢生产进行精准的自动化控制,实现转炉炼钢终点成份和温度双命中,做到快速出钢,提高钢水质量,提高劳动生产率,节省能源,降低成本。目前成功而又广泛使用的是静态控制与以副枪检测信息为基础的动态控制相结合的方法,通过控制吹炼结束时终点的碳含量和温度,以得到合格的成份和温度高品质钢水。
　　 本文以沙钢转炉副枪系统为背景,对转炉炼钢控制技术进行了研究。阐述了转炉炼钢工艺的发展以及转炉炼钢工艺技术的进步,对国内外的转炉终点控制技术研究现状进行了分析。通过对沙钢转炉二级静动态控制模型的主要模型参数和操作参数进行评估,对炼钢原材料和控制系统参数(模型参数、操作参数)进行调查研究,设计出了符合沙钢实际情况的自动炼钢工艺,并获得较高的出钢命中率。
　　 (1)使低碳钢钢水的双命中率从最初的20.1％达到83.3%;中碳钢钢水的双命中率从最初的19.7%提高到70%。
　　 (2)分析了吹炼过程碳氧、碳温之间的关系,并建立了碳温模型。
　　 (3)建立了物料平衡和热平衡模型,对物料平衡热平衡的过程中众多的计算参量进行了评估。
　　 (4)设计和优化了转炉的底吹方案、加料方案、氧枪枪位控制方案。