RH-MFB精炼时钢水温度预报模型的开发

分析研究了RH-MFB精炼时脱碳过程、脱氧、合金化、吹氧加铝、非操作因素对钢水温度的影响,并建立了精炼钢水温度预报模型。通过对连续精炼的10炉270 t超低碳钢水(0.001%~0.0025%C)温度的验证结果表明,模型计算温度和实测温度的误差不大于±5℃。     

涟钢210t转炉厂RH精炼过程温度变化研究

基于RH精炼处理的基本原理,结合涟钢RH-MFB实际生产和经验数据,重点对涟钢RH-MFB精炼过程温度的变化规律、温度变化的影响因素进行分析。结果表明,在精炼开始阶段的0～10 min钢包内钢液温降趋势明显,吹氧炉次在开始的10 min温降速度为1.7℃/min,未吹氧炉次为2.0℃/min。在极限真空循环处理前,吹氧炉次与未吹氧炉次的温降均随初始碳含量及进站温度的升高而增大;对于吹氧炉次,1 Nm3氧参加碳氧反应释放出的热量能使得210 t钢水温度上升大约0.18℃,溶解1 Nm3氧放出的热量能使210 t钢液温度上升0.06℃。实际生产过程的大部分炉次基本与计算值一致,吹氧加铝升温时温度变化计算值与实际值基本相当,除个别炉次相差较大外,其他炉次相差均在4℃以内。     

涟钢210t转炉厂RH精炼过程温度变化研究

基于RH精炼处理的基本原理,结合涟钢RH-MFB实际生产和经验数据,重点对涟钢RH-MFB精炼过程温度的变化规律、温度变化的影响因素进行分析。结果表明,在精炼开始阶段的0~10min钢包内钢液温降趋势明显,吹氧炉次在开始的10min温降速度为1.7℃/min,未吹氧炉次为2.0℃/min。在极限真空循环处理前,吹氧炉次与未吹氧炉次的温降均随初始碳含量及进站温度的升高而增大;对于吹氧炉次,1Nm3氧参加碳氧反应释放出的热量能使得210t钢水温度上升大约0.18℃,溶解1Nm3氧放出的热量能使210t钢液温度上升0.06℃。实际生产过程的大部分炉次基本与计算值一致,吹氧加铝升温时温度变化计算值与实际值基本相当,除个别炉次相差较大外,其他炉次相差均在4℃以内。     

LF精炼终点钢水温度灰箱预报模型

LF精炼工序在炼钢过程起着调节温度的关键作用,准确预报LF精炼终点钢水温度对实际生产有重要意义.传统的LF精炼预报模型包括机理模型与黑箱模型.机理预报模型能够体现各工艺因素对终点钢水温度的影响,但由于LF精炼传热机理研究尚不完善,依靠机理模型预报终点钢水温度,难以达到预期效果;黑箱预报模型能够准确预报终点钢水温度,但不能反映精炼过程各工艺因素对钢水温度的影响,尤其当生产工艺条件发生改变时,黑箱模型在应用上会受到限制.本文以方大特钢LF精炼炉为研究对象,建立一种机理预报模型与黑箱预报模型(BP神经网络预报模型)相结合的LF精炼终点钢水温度灰箱预报模型.该模型既能反映各工艺因素对终点钢水温度的影响,又能准确预测终点钢水温度,其终点钢水温度预测误差在±5℃以内的命中率可以达到95%以上.      

RH精炼钢水温度预报模型

根据RH精炼过程钢水传热的物理模型,提出了预报RH精炼过程钢水温度的数学模型.根据此模型可以分别计算真空室内和钢包内钢水的温度变化.计算结果表明:在精炼初期2～3 min内,由于炉壁吸热,钢包内钢水温度迅速降低,随后真空室内钢水温度开始回升,4 min后,钢包和真空室内钢水温度趋于均匀.采用该模型预报实际真空脱碳终了温度,其中平均误差在±5 ℃以内的占72 %.     

LF炉精炼过程中钢水温度变化研究

对LF精炼过程中影响温度变化的主要因素(包括LF精炼进站温度、通电时间、软吹时间、精炼总处理时间、石灰加入量及Al加入量)进行了统计分析,并在此基础上利用多元线性回归方法建立了钢水温度变化模型。将实际生产过程中相关数据采用模型进行计算,计算温度与实际温度误差在±10℃的比例达到了86%以上,对现场生产具有一定的指导作用。通过对模型进行分析得知,引起精炼过程中温度降低的因素依次为精炼时间、炉料加入量及软吹时间。且通过优化吹氩制度、缩短精炼时间可以有效的减少钢水温度损失。     

RH-MFB生产过程对夹杂物的影响

对210转炉厂RH-MFB冶炼超低碳IF钢生产实际进行研究,分析转炉出钢[C]、[O]和温度、真空循环时间、冶炼渣成分等因素对钢液中夹杂物数量、粒径分布的影响。对RH精炼过程中工艺参数进行了优化。     

韶钢120 t LF钢水温度预报模型的开发

以钢厂120 t LF精炼过程钢水、炉渣和合金为研究体系,以能量平衡机理模型为基础,建立精炼钢水温度预报模型。根据钢种、钢水质量和温度、目标出钢温度及处理时间、渣料和合金加入量及各种热损失所需投入的电能,确定精炼过程合理的供电曲线。并根据现场供电和工艺参数,预报钢水温度。20炉50RH1钢(%:0.48～0.50C、0.22～0.30Si、0.60～0.70Mn)测试结果表明,模型预报与实测钢水温度误差为±5℃。     

RH-MFB真空精炼过程中循环流量的物理模拟研究

在120 t RH-MFB多功能真空精炼装置1∶5.45比例的水模型上,采用毕托管测定下降管内钢水流速,从而测定循环流量的方法,研究了真空循环精炼过程中钢液的环流特性.考察了该冶金反应器主要结构参数和工艺操作因素,包括插入管内径、驱动气体流量、驱动气体用喷嘴个数及其布置、驱动气体引入位置(气泡行程)、插入管浸入深度、钢水处理容量等对循环流量的影响关系.结果表明,循环流量随插入管内径、驱动气体流量、驱动气体用喷嘴个数、气泡行程、插入管浸入深度的增加而加大.     

涟钢LF精炼温度变化研究

采用多元回归分析方法建立了涟钢210转炉厂LF钢包炉精炼终点钢水温度的变化模型,应用该模型对LF精炼终点钢水温度进行预测,对预测结果进行了统计分析,结果表明该模型对LF钢包炉精炼终点温度的预测误差较小,能对现场产生指导意义。     

涟钢RH—MFB试生产钢水质量分析

为充分发挥RH—MFB的精炼功能,了解RH—MFB的精炼效果,有必要对上RH的钢水质量进行分析,包括钢中[C]、[N]、T[O]及显微夹杂分析。结果表明：RH—MFB试生产钢水在中间包内增碳较为严重,出RH后钢液有轻微吸氮现象;RH—MFB精炼后,钢液中大于10μm的显微夹杂数量明显减少,T[O]的平均含量较前期生产也有明显下降。对精炼处理及中间包钢液中显微夹杂组成与形貌分析表明,基体为Al2O3的夹杂物是钢液存在的主要夹杂物,形貌特征各异,在工艺后期大多以球状和细小块状存在,此外,发现有少量铝酸盐或硅铝酸盐＋硫化物夹杂。为此,提出有针对性的改进措施,以期进一步提高钢水的质量,达到高效低耗生产的目的。     

RH MFB精炼过程脱碳数学模型及工艺研究

 为研究RH MFB精炼工艺对脱碳过程的影响，将脱碳机理确定为钢液本体脱碳与CO克服静压力上浮、氩气泡表面脱碳和飞溅液滴脱碳，根据脱碳反应动力学和质量守恒原理建立了RH MFB脱碳数学模型。计算结果表明：降低初始碳含量、增大初始氧含量可使脱碳终点碳含量降低；提高压降速率和吹氩流量、增大浸渍管内径使得脱碳速率增大；在固定氧气流量下，随着吹氧时间的延长，脱碳终点碳含量降低，但脱碳终点氧含量升高。     

中间包钢水温度控制研究及优化

为了提高中间包温度合格率,减少连铸机拉速波动,根据首秦现有工装设备条件,分析了中间包温度合格率较低的原因,研究了精炼周期、浇铸断面、工艺路线以及钢包状况对钢水温降的影响,同时总结出连铸中间包烘烤、开浇钢水温度变化以及浇钢过程钢水温度变化规律。通过提高优质钢包的周转数量、规范操作并精确控制精炼吊包温度、保持连铸中间包钢水温降稳定,使钢水中间包温度合格率达到92%以上,铸坯内部质量也得到一定改善。     

Final Temperature Prediction Model of Molten Steel in RH-TOP Refining Process for IF Steel Production

 In order to precisely control the final temperature of molten steel in RH (Ruhrstahl Heraeus)-TOP blowing refining, the final temperature prediction models of molten steel in RH-TOP blowing refining process for Interstitial Free (IF) steel production were established under the condition of oxygen blowing and non-oxygen blowing respectively. The results show that the beginning molten steel temperature of refining and the amount of added scrap were influential factors, the baking temperature in vacuum chamber was a factor that had small influence. When the model was operated, the hitting probability was above 95% (under the condition of both oxygen blowing and non-oxygen blowing) of prediction deviation of ±10 ℃. The accuracy is analyzed.     

马钢CSP流程RH精炼钢水温度预测模型

基于冶金机理和传热学计算,分析研究了RH精炼过程中脱碳、吹氧加铝、脱氧、合金化、喷粉、真空室状态以及钢包等级等各类因素对钢水温度的影响。结合现场实际生产数据,建立了RH精炼钢水温度预测模型,经过对实际生产跟踪验证表明,模型预测的钢水终点温度与实测值偏差在±5 ℃以内的命中率为87.42%,偏差在±8 ℃以内的命中率为100%。     

Behaviors of Denitrogenation in RH-MFB

 According to the analysis related to kinetic mechanism of vacuum denitrogenation and combining with the actual production of RH-MFB (a combination of Ruhstahl-Hausen vacuum degassing process with a multifunctional oxygen lance) at Liansteel, the limit step and model equation of vacuum denitrogenation are determined. Meanwhile, the influencing factors of nitrogen removal from liquid steel in vacuum of RH-MFB are analyzed. The results show that the limit step of vacuum denitrogenation in RH-MFB is the mass transfer of nitrogen in liquid boundary layer and the reaction follows first order kinetics. Keeping the necessary circulation time under the working pressure (67 Pa) is helpful to nitrogen removal from steel. The oxygen content in molten steel has little influence on the removal of nitrogen after deep deoxidation, while the sulphur content in liquid steel is always relatively low and has little effect on denitrogenation. The sharp decrease of carbon content in steel drives the process of denitrogenation reaction so as to exhibit a faster denitrogenation rate. The interfacial chemical reaction and argon blowing play a major role in the nitrogen removal when the carbon content in liquid steel is stable.     

RH精炼过程温降规律的研究

为了掌握RH精炼过程钢水温降规律,进而确定合理温降制度,对唐钢生产硅钢时RH处理过程的不同阶段温降速率进行统计分析;结合RH处理过程影响钢水温降的吹氧、合金化等因素,得到了RH处理过程温降计算模型。通过生产数据进行验证,RH精炼过程温降误差为±5℃的准确率为78.57%。     

CO2作为RH提升气的冶金反应行为研究

钢液真空循环脱气法（RH）精炼能够利用高真空和钢液循环流动有效脱气和去除夹杂物。同时,炼钢环境下 CO₂可与钢液中[C]反应生成CO提高搅拌强度。因此,本文提出将CO₂作为RH提升气进行真空精炼。针对CO₂在RH精炼过程的冶金反应行为特性,通过热力学理论分析了极限真空条件下CO₂脱碳的有利条件及限度,同时搭建了CO₂作RH提升气工业试验平台,通过工业试验对比研究了CO₂/Ar分别作提升气时对钢液精炼过程的影响。结果表明,若单纯考虑CO₂与碳反应,则当钢液中[C]低于1.8×10?6,CO₂仍然具有氧化碳元素的能力。然而,CO₂对钢液中碳铝元素存在选择性氧化,当铝含量低于一定程度时,CO₂主要参与脱碳反应;反之,CO₂则会造成一定铝损,因此若采用新工艺需考虑铝合金加入时机以及加入量。此外,CO₂用作RH提升气可获得与Ar效果相当甚至更优的脱氢效果,喷吹同等量CO₂并未造成钢液的大幅温降,因此CO₂完全有潜力作为RH提升气,进而完成精炼。