[发明专利]一种100t直流电弧炉出钢碳成分的预测系统及预测方法

说明书

本发明涉及一种100t直流电弧炉出钢碳成分的预测系统及预测方法，预测系统包括数据采集模块、数据存储模块、数据分析模块、操作指导模块；预测方法为数据采集模块采集本炉冶炼的主要原材料数据；数据存储模块将所采集的数据进行存储，建立数据库；数据分析模块根据数据库提供的数据进行分析、对比，提出不同出钢碳含量条件下的供氧、供电参数；操作指导模块依据分析模块提供的数据，结合操作规程和出钢碳要求，给出供氧强度数值和供电操作曲线。本发明从现场生产过程中采集的大量数据，利用数据库资源来支持精确的逻辑分析判断、根据具体钢种碳成分要求，推论出对不同出钢碳成分的操作工艺参数。

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种电炉冶炼不同合金钢时，根据出钢碳含量要求，提前给出100t直流电弧炉的冶炼工艺参数预测系统及预测方法。

背景技术

在特钢生产企业，电炉出钢时对不同的钢种有不同的出钢碳含量要求。电炉钢水中的碳含量主要来源于电炉热装铁水中的碳、或者配加的生铁当中的碳，以及冷钢中的碳。在电炉冶炼过程中，通过吹氧对碳进行氧化，减少碳含量的同时，还能够释放出大量的热量。随着吹氧量的增加，碳含量呈下降趋势。根据碳氧平衡积，碳含量越低，钢水中氧含量越高，增加了后道工序的脱氧难度和生产成本，不利于钢水纯净度的控制和整体经济效益的提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种100t直流电弧炉出钢碳成分的预测系统及预测方法，能够根据钢种冶炼的具体成分要求，根据出钢碳含量的要求，通过计算和经验总结，提前给出该炉钢水冶炼所需的吹氧、供电操作参数，指导现场操作，既能够减少成本浪费，又有利于钢水质量控制。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种100t直流电弧炉出钢碳成分的预测系统，包括数据采集模块、数据存储模块、数据分析模块和操作指导模块；

数据采集模块采集本炉冶炼的主要原材料数据，包括：铁水重量、铁水碳含量、废钢重量、废钢中的碳含量、铁水硅含量、废钢中的硅含量、供氧量和供电量。

数据存储模块将所采集的数据进行存储，建立数据库；

数据分析模块根据数据库提供的数据进行分析、对比，提出不同出钢碳含量条件下的供氧、供电参数；

操作指导模块依据分析模块提供的数据，结合操作规程和出钢碳要求，给出供氧强度数值和供电操作曲线。

本发明从现场生产过程中采集的大量数据，利用数据库资源来支持精确的逻辑分析判断、根据具体钢种碳成分要求，实时推论出100t直流电弧炉对不同出钢碳成分的操作工艺参数。同时，保存、积累生产现场数据，便于进一步优化工艺。

上述预测系统主要应用于电炉30％-60％的铁水(或生铁)冶炼，出钢温度在1580℃-1650℃，具体预测方法如下：

步骤1：电炉主控制室接到制造命令后，核对技术协议，要求出钢碳含量属于以下哪种情况：情况1：出钢碳含量在0.3％至0.6％；情况2：出钢碳含量在0.1％至0.3％；情况3：出钢碳含量小于0.1％。收集将要冶炼炉号所要加入的铁水重量、冷钢的重量和具体化学成分，重点关注碳含量，核算出本炉的配碳量，即Wc＝(铁水重量×铁水碳含量+废钢重量×废钢中的碳含量)/装入量，同时采集配加的硅量，即Wsi＝(铁水重量×铁水硅含量+废钢重量×废钢中的硅含量)/装入量。

步骤2：将采集到的数据，录入系统，进行保存。

步骤3：通过自主设计研发的方法计算出电炉正常冶炼条件下，对应的出钢碳含量:

情况1，参照以下的冶炼参数进行：

出钢碳含量％＝调整系数K1*(7.73+1.65*Wc-0.00293*吨钢供氧量+0.0503*吨钢供电量)，其中K1在0.005-0.02之间；

情况2，参照以下的冶炼参数进行：