[发明专利]一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法及装置

说明书

一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法及装置，方法选择与本炉次最近的炉次作为参考炉次，计算参考炉次的冷却能和氧单耗；根据参考炉次的冷却能和氧单耗，计算本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。本发明主要特点是简单快捷、方便实用，它避免了采用传统物料平衡和热平衡计算的繁琐操作，使用最近冶炼的炉次作为参考炉次进行计算反映了转炉操作的时效性，提高了计算值的可用性，使用本方法的计算值进行转炉冶炼控制，可以提高吹氧控制水平，保证既不过吹，也不欠吹，加入的冷却(发热)剂量合适，可以有效提高转炉冶炼终点钢水碳含量命中率和温度命中率。

技术领域

本发明涉及转炉炼钢领域，具体涉及一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法及装置。

背景技术

转炉炼钢通过向装有铁水、废钢的转炉中加入造渣材料，从转炉顶部吹入氧气进行剧烈的氧化反应，降低铁水中的碳，脱除硫磷等有害杂质，并使金属熔池升温，将铁水变为钢水。转炉冶炼终点期望获得理想的钢水碳含量和钢水温度，供氧制度是决定能否达到预期冶炼目标最关键的因素。供氧的好坏直接影响着终点钢水的质量，转炉中反应复杂，影响吹氧量的因素很多，给吹氧量的确定带来了很大困难。当转炉熔池反应的热量有富余(或欠缺)时，可以加入冷却(或发热)剂调节熔池温度。因此，准确计算转炉炼钢的吹氧量和冷却(发热)剂量对转炉冶炼能否达到预期目标具有重要的意义。

当前，计算转炉炼钢吹氧量和冷却剂量主要方法是物料平衡和热平衡。物料平衡是计算炼钢过程中加入炉内和参与炼钢过程的全部物料(包括铁水、废钢、氧气、冷却剂、渣料和被侵蚀的炉衬等)和炼钢过程的产物(包括钢水、熔渣、炉气、烟尘等)之间的平衡关系。热平衡是计算炼钢过程的热量收入(包括铁水的物理热和化学热)和热量支出(包括钢水、熔渣、炉气的物理热，冷却剂熔化和分解热)之间的平衡关系。通过物料平衡和热平衡计算，可以计算出转炉炼钢的所需要的吹氧量和加入的冷却(发热)剂量。完全依赖物料平衡和热平衡的静态模型属于机理性模型，它需要知道每一项收入项和支出项的具体情况。然而，在转炉炼钢的实际生产中，我们很难弄清每一项收支的准确数据，对于一些无法获取的数据引入了假定条件，并且还可能有一些影响到收支平衡因素被忽略了，最终影响了计算结果的准确性。另外，物料平衡和热平衡计算过程比较繁琐，不易操作和使用。

发明内容

针对传统物料平衡和热平衡计算的不足，本发明在机理计算的基础上引入参考炉次的概念，通过对比本炉次和参考炉次在入炉料和目标值等的偏差来确定吹氧量和冷却剂量。参考炉次为最近冶炼的炉次，其基本理论思想是：相同的原料条件和操作过程，会得到相同的冶炼结果，因此这种方法也称为增量计算法。本发明综合考虑计算的准确性和操作的复杂性，设计了一种全新的转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法和装置。

作为本发明的第一方面，提供一种转炉炼钢吹氧量和冷却剂量计算方法，所述方法包括：

步骤1，选择与本炉次最近的炉次作为参考炉次，计算参考炉次的冷却能和氧单耗；

步骤2，根据参考炉次的冷却能和氧单耗，计算本炉次的目标冷却能和目标氧单耗；

步骤3，根据本炉次的目标冷却能和目标氧单耗，计算本炉次的冷却剂量和吹氧量。

进一步地，炉次的冷却能R_s和氧单耗O_s的计算公式如下：

公式一：R_s＝∑(W_ai×a_i)/W_ch×100％；

其中，R_s表示单位重量金属炉料所需要的冷却料量，即冷却能；W_ai为除铁水外的装入原料i的重量，单位为t；ai为原料i的冷却能系数；W_ch为金属装入总量，单位为t；公式一中，i＝1,...,(原料类型数-1)；