[发明专利]一种转炉炼钢冶炼后期碳含量预报方法

说明书

本发明提供了一种转炉炼钢冶炼后期碳含量预报方法，具体涉及钢铁冶金技术领域，该方法是在指数衰减模型的基础上进行了改进，引入了“历史脱碳曲线”、“参考脱碳曲线”、“计算脱碳曲线”的概念，不仅有效发挥了历史炉次脱碳曲线的参考价值，还充分利用了当前炉次实际脱碳曲线的特征，从而提出了一种具有更好适应性和更高准确率的冶炼后期碳含量预报的改进指数模型。

【技术领域】

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种转炉炼钢冶炼后期碳含量预报方法。

【背景技术】

转炉炼钢作为当今世界最主要的炼钢方式，其产量占全球钢产量的70％以上，实现转炉自动炼钢控制因此也显得尤为重要。当前主流的转炉自动炼钢控制技术，根据检测手段的不同主要有副枪技术和烟气分析技术等。其中，副枪技术由于其接触式直接测量的特点，控制精度相对较高；而烟气分析属于间接式测量，受到的干扰因素较多，控制精度相对较低。因此，国内外的转炉自动炼钢控制技术在很长一段时间内都是以副枪系统为主的，即使配备有烟气分析系统的钢厂，也只将其作为辅助参考手段而不用于在线控制。但是，与副枪的单点测量不同，烟气分析具有连续测量的优点，因此，更有利于实现转炉冶炼全过程的动态控制。

目前，常见的基于烟气分析的碳含量预报模型主要有碳积分模型、三次方模型和指数衰减模型等。文献1[Continuous carbon determination in the basic oxygenprocesses.JOM，1964，16(6)：508]中描述了一种碳积分模型，然而，由于实际生产中的转炉熔池初始碳含量、转炉烟气流量和成分的检测均存在一定误差，而采用积分模型将导致误差累积，导致预报碳含量偏差远大于转炉实际控制的精度要求，因此，碳积分模型一般不适用于冶炼后期及终点的碳含量预报；文献2[应用炉气分析预测转炉冶炼终点碳含量.材料与冶金学报，2007，6(1)：3]中描述了一种三次方模型，在低碳区(碳含量≤0.10％)拟合精度较高，在对终点碳进行单点预测时效果较好，但外推至中高碳区域时拟合曲线发散，故一般不适用于整个冶炼后期碳含量的连续预报；文献3[Development and operation of BOFdynamic control.Blast Furn.Steel Plant，1966，54(7)：595]中描述了一种指数衰减模型，用于表征转炉冶炼后期脱碳氧效率与熔池碳含量的对应关系。根据冶金原理，熔池碳的传质是转炉冶炼后期脱碳反应的限制性环节，指数衰减模型能够很好地表征转炉冶炼后期熔池碳含量变化的一般性规律。但由于实际生产中各种因素的影响，每炉次钢水冶炼的脱碳曲线都具有其独特性，因此，对于历史炉次脱碳曲线和当前炉次脱碳曲线特征的精准提取和有效利用，是决定指数衰减模型预报准确率的关键。

因此，有必要研究一种转炉炼钢冶炼后期碳含量预报方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种转炉炼钢冶炼后期碳含量预报方法，该方法是在指数衰减模型的基础上进行了改进，引入了“历史脱碳曲线”、“参考脱碳曲线”、“计算脱碳曲线”的概念，不仅有效发挥了历史炉次脱碳曲线的参考价值，还充分利用了当前炉次实际脱碳曲线的特征，从而提出了一种具有更好适应性和更高准确率的冶炼后期碳含量预报的改进指数模型。

一方面，本发明提供一种转炉炼钢冶炼后期碳含量预报方法，所述方法具体包括以下步骤：

S1：利用采集到的历史炉次冶炼后期的脱碳氧效率和碳含量实测数据，通过指数拟合得到“历史脱碳曲线”及其特征参数；

S2：使用当前炉次冶炼中期的最大脱碳氧效率值对“历史脱碳曲线”的相应参数进行替换，得到当前炉次的冶炼后期“参考脱碳曲线”；

S3：采用多点校正的方法，根据当前炉次冶炼至各等距离校正点时的实际脱碳量与“参考脱碳曲线”相应脱碳量的偏差值，对熔池碳含量及脱碳曲线参数进行计算与校正，进而得到“计算脱碳曲线”，并在每次计算后同步更新“计算脱碳曲线”和“参考脱碳曲线”；