[发明专利]一种提高电弧炉底吹透气砖寿命的控制方法

权利要求书

1.一种提高电弧炉底吹透气砖寿命的控制方法，其特征在于：所述提高电弧炉底吹透气砖寿命的控制方法是通过动态控制CO₂与Ar(N₂)混合喷吹提高电弧炉底吹透气砖寿命方法，是在保证电弧炉底吹搅拌效果的同时，向底吹气体中混入气态或固态的CO₂，监控底吹工作压力，动态控制底吹气体中Ar(N₂)与气态或固态的CO₂的混合比例与流量，降低侵蚀速度的同时防止透气砖堵塞，提高电弧炉底吹透气砖工作寿命的控制方法。

2.根据权利要求1所述的一种提高电弧炉底吹透气砖寿命的控制方法，其特征在于：所述提高电弧炉底吹透气砖寿命的控制方法通过电弧炉炉底吹控制系统实现，所述电弧炉炉底吹气体系统包括：CO₂气源装置、CO₂流量控制器、Ar(N₂)气源装置、Ar(N₂)流量控制器、底吹压力传感器、底吹透气砖，底吹控制数据库、时间-电耗控制器、主控制系统；所述底吹控制数据库向主控制系统提供电弧炉底吹流量曲线和安全工作压力曲线，时间-电耗控制器向主控制系统提供时间信号T或电耗信号W，底吹压力传感器向主控制系统提供底吹压力信号P_f，主控制系统输出信号控制CO₂流量控制器和Ar(N₂)流量控制器；CO₂由气源流出经过CO₂流量控制器，与经过Ar(N₂)流量控制器的Ar(N₂)混合，一同流经底吹压力传感器，最后由底吹透气砖进入电弧炉熔池。

3.根据权利要求1或2所述的提高电弧炉底吹透气砖寿命的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：

步骤1：冶炼开始，系统初始化，按照电弧炉冶炼工艺要求，底吹控制数据库将电弧炉底吹流量曲线和安全工作压力曲线输入主控制系统，时间-电耗控制器将时间信号T或电耗信号W输入主控制系统，主控制系统确定底吹混合气体的流量设定值Q和安全工作压力P；冶炼初始化，设定CO₂比例m为0％，即m＝0％。系统初始化同时确定：冶炼前期后期分段标准为冶炼时间T_S或电耗W_S、CO₂比例调节幅度为△m％、调节前的CO₂比例为m₀、安全压力容差范围△P，系统循环执行时间为T_C；

步骤2：电弧炉冶炼过程中，时间-电耗控制器持续将冶炼时间信号T或电耗信号W输入主控制系统，主控制系统实时更新设定调整底吹混合气体的流量设定值Q和安全工作压力P；当冶炼时间小于等于T_S或电耗小于等于W_S时，主控制系统判断冶炼处于前期，系统根据底吹气体压力P_f与安全工作压力P的关系，动态调节底吹混合气体中CO₂比例，执行步骤3a；当冶炼时间大于T_S或电耗大于W_S时，主控制系统判断冶炼处于后期，系统控制100％Ar(N₂)气体底吹，执行步骤3b；

步骤3a：冶炼过程处于前期，底吹压力传感器向主控制系统提供底吹压力信号P_f，主控制系统根据底吹气体压力P_f与安全工作压力P比较，以控制进入底吹供气原件的气体压力在(P-△P)～(P+△P)范围内为原则。根据以下控制策略通过所述PLC对电弧炉底吹系统，具体控制策略为：

(1)当底吹透气砖气体压力P_f>(P+△P)时，控制电弧炉底吹系统降低CO₂比例△m％，即m％＝m₀％-△m％；

(2)当底吹透气砖气体压力P_f为(P-△P)<＝P_f<＝(P+△P)时，控制电弧炉底吹系统维持当前CO₂比例，即m％＝m₀％；

(3)当底吹透气砖气体压力P_f<(P-△P)时，控制电弧炉底吹系统提高CO₂气体比例△m％，即m％＝m₀％+△m％；

步骤3b：冶炼过程处于后期，熔池内钢水碳含量较低，采用100％Ar(N₂)气体底吹，设定提高CO₂气体比例m％＝0％；

步骤4：主控制系统根据控制策略执行结果，操作CO₂流量控制器将CO₂体积流量气态CO₂设定为Q×m％，或固态CO₂质量流量为Q×m％×ρ_CO2，操作Ar(N₂)流量控制器将Ar(N₂)流量设定为Q×(1-m％)；

步骤5：经过间隔T_C后，如果电弧炉处于冶炼过程中，返回到步骤2操作；如果当前冶炼炉次结束，返回到步骤1操作。