[发明专利]一种具有钢液温度控制装置的VD炉及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，特别是涉及一种具有钢液温度控制装置的VD炉及其控制方法。

背景技术

VD炉(vacuum decarburization furnace，真空脱气炉)可对钢液进行真空脱气处理以及在真空下对合金成分进行微调及氩气搅拌，是钢铁冶炼工艺中重要的冶炼设备。通常情况下，为了保证VD炉产出的钢液质量，在VD炉出钢时，需要采用高温出钢法(将出炉钢液温度控制在较高的温度范围)。虽然高温出钢可以保证钢液的质量，但是出炉的钢液的温度越高，带来的危害越大。例如，随着出炉的钢液温度提高，可能增大溢钢事故发生的概率，增加炼钢炉的热负荷，降低炉龄，增加冶炼成本和环境危害等。因此，将VD炉的出炉钢液温度控制在合理的范围，具有重要的意义。

现有技术中，通常采用神经网络模型对VD炉的出炉钢液温度进行预测，当预测VD炉中的钢液温度达到合适的范围内时，进行出钢操作，提高了VD炉的出炉钢液温度的控制精度。但是，这种单纯采用测量数据进行温度预测的方法具有明显的滞后性，导致出炉钢液温度控制不准确。

发明内容

本发明实施例中提供了一种具有钢液温度控制装置的VD炉及其控制方法，以解决现有技术中VD炉的出炉钢液温度控制不准确的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一种具有钢液温度控制装置的VD炉，包括钢包，所述钢包的内衬和外壳之间设有空腔，所述空腔内设有进气管、出气管和两个或两个以上第一温度传感器，所述两个或两个以上第一温度传感器均匀分布在所述空腔内；所述钢包内侧的底部设有一个第一喷射管和两个或两个以上第二喷射管，所述两个或两个以上第二喷射管以所述第一喷射管为中心均匀设置，所述第一喷射管的喷射方向竖直向上，所述第二喷射管的喷射方向朝向所述钢包的侧壁，所述钢包内侧的侧壁上还设有第三喷射管，所述第三喷射管的喷射方向为水平方向，且所述第三喷射管的喷射方向与所述钢包的侧壁相切，所述第一喷射管、第二喷射管和第三喷射管内设有加热器；所述钢包的外侧还设有真空罐，所述真空罐上设有控制器以及用于检测钢包内钢液温度的第二温度传感器。

优选地，所述第一喷射管内设有螺旋通气管。

优选地，所述螺旋通气管的螺旋角为26°。

优选地，所述第二喷射管的出口处的两端设有两个圆形喷射部，所述两个圆形喷射部之间设有矩形喷射部，所述矩形喷射部的外侧边沿设有箱矩形喷射部外侧倾斜的导流板。

优选地，所述圆形喷射部的直径与所述矩形喷射部的高度之比为3:1。

优选地，所述导流板与所述矩形喷射部的夹角为45°。

优选地，相邻的两个所述第二喷射管的喷射覆盖面积的重合部分的扇形圆心角为10°～15°。

优选地，所述第三喷射管上设有旁路喷射口，所述旁路喷射口的喷射方向竖直向上。

一种具有钢液温度控制装置的VD炉的控制方法，采用上述的VD炉，所述控制方法包括：

步骤S100：钢包盛放根据钢液温度设定值从LF精炼炉出炉的钢液后，将钢包放入真空罐中，使用第二温度传感器对钢液温度进行处理前测量，得到钢液处理前温度；

步骤S200：使用第一温度传感器对空腔内的温度进行测量，且根据所述钢液处理前温度对所述第一温度传感器测出的温度进行标定，根据标定平均值控制进气管和出气管内气流的流量；

步骤S300：控制真空罐进行抽真空，并使用第一喷射管对钢液吹氩；

步骤S400：保持真空阶段，通过第一温度传感器对空腔内的温度进行实时监控，当空腔内的温度在垂直方向分布不均匀时，使用第二喷射管进行吹氩，当空腔内的温度在水平方向上分布不均匀时，使用第三喷射管进行吹氩；其中，如果空腔的平均温度变化曲线位于设定的的曲线阈值范围内，则通过改变进气管和出气管内气流的流量调整钢液的温度；如果空腔的平均温度变化曲线超出设定的的曲线阈值范围，则通过改变加热器的加热功率来调整钢液的温度；

步骤S500：破真空后，通过第二温度传感器对钢液温度进行处理后测量，得到钢液处理后温度，通过钢液处理后温度对钢液温度的设定值进行调整，且进行出钢操作。

优选地，所述步骤S200中，根据标定平均值控制进气管和出气管内气流的流量，具体包括：根据关系式Q1＝k*T12调整进气管和出气管内气流的流量，其中，Q1为所述气流的流量，T1为所述标定平均值，k为比例系数。