一种优化IF钢冶炼参数降低冷轧夹杂类缺陷的方法与流程

本发明涉及一种优化IF钢冶炼参数降低冷轧夹杂类缺陷的方法，属于钢铁冶金冶炼生产领域。

背景技术：

冷轧板中夹杂类缺陷是冷轧缺陷中较为常见也是危害较大的一种缺陷类型，尤其是IF钢对冷轧板表面质量要求极高，夹杂类缺陷严重影响冷轧板表面质量。而研究发现IF钢冷轧板中大量的夹杂类缺陷是由于氧化铝夹杂造成的，这均源于冶炼过程留在钢液中未去除的夹杂。对于目前降低钢液中Al₂O₃夹杂的有效方法是通过取样分析，利用试验的方法找出具体的限制钢液洁净度的工序，优化冶炼工艺参数，这样的方法成本较高、试验周期长，并且并没有直接与冷轧夹杂类缺陷有效联系。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种优化冶炼参数从而降低冷轧板夹杂类缺陷的方法，找出冶炼过程中影响夹杂类缺陷的重要参数，优化冶炼参数，降低钢液中夹杂物含量，降低冷轧板中夹杂类缺陷出现的几率，为钢铁企业自身诊断冶炼工艺降低冷轧夹杂缺陷提供依据，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术解决方案是：

一种优化IF钢冶炼参数降低冷轧夹杂类缺陷的方法，包含如下步骤：首先，采集从转炉到冷轧的生产数据，将采集数据进行关联，使冷轧、热轧生产过程中记录的夹杂缺陷情况与冶炼过程中的炉次数据进行对应；然后，使用统计分析的方法对冶炼过程中关键参数与后续轧材产生夹杂缺陷的情况进行分析，得到冶炼中关键参数对轧材夹杂缺陷的影响情况以及冶炼参数的相互关系，确定影响轧材夹杂类缺陷的主要因素；找出对轧材夹杂类缺陷影响较大的关键因素；根据关键因素提出工艺参数改进，从而有效降低轧材中夹杂类缺陷出现比例。

本发明具体步骤如下：

(1)获取数据：分别从转炉、RH、连铸和热轧冷轧二级系统内采集6-12个月的生产数据，该数据包括生产顺序号、制造命令号、转炉终点温度、转炉终点氧位、炉后温度、RH进站温度、RH进站氧位、RH出站温度、RH处理时间、吹氧量、加铝前温度、加铝前氧位、静置时间、拉速和中间包温度；找出上述数据对应炉次的热轧、冷轧生产过程中热轧卷和冷轧卷出现夹杂类缺陷类的卷数及重量；

(2) 根据转炉、RH、连铸和热轧冷轧二级系统中的生产顺序号和制造命令号，将每一炉次的冶炼参数汇总，热轧和冷轧过程有无夹杂类缺陷分别用“1”和“0”表示，统计每一炉次出现夹杂类缺陷的热轧和冷轧卷总重量W1,W2,W3,……和每一炉次铸坯总重量M1,M2,M3,……

(3) 利用逻辑回归分析和描述性统计分析每一个冶炼参数与后续轧材中夹杂类缺陷的关系，分析不同冶炼参数在不同区间内与轧材中缺陷指数的关系，找到轧材出现夹杂类缺陷较低的参数区间，即为合理的工艺参数控制范围；夹杂缺陷指数计算：

(4) 确定合理的工艺参数后，按照该参数工艺生产3~6个月，统计这几个月冷轧板中夹杂类缺陷的出现几率；看出冷轧板夹杂缺陷炉次所占比例有所降低，并且有逐月减少的趋势，达到减少轧材夹杂缺陷出现的效果。

本发明有益效果：根据转炉、RH、连铸和热轧冷轧生产时的工艺参数与轧材中夹杂类缺陷指数的关系，找出对轧材夹杂类缺陷影响较大的关键因素；根据关键因素提出工艺参数改进，从而有效降低轧材中夹杂类缺陷出现比例，为钢铁企业自身诊断冶炼工艺降低冷轧夹杂缺陷提供依据。

附图说明

图1是本发明实施例中转炉终点温度与轧材夹杂物缺陷指数关系图；

图2是本发明实施例中RH进站氧位与夹杂物缺陷指数关系图；

图3是本发明实施例中RH过程吹氧量与轧材中夹杂物缺陷指数关系图；

图4是本发明实施例中静置时间与轧材中夹杂物缺陷关系图；

图5是本发明实施例中加铝前温度与轧材中夹杂缺陷关系图；

图6是本发明实施例中优化工艺参数后各月份出现轧材缺陷指数情况图。

具体实施方式

一种优化IF钢冶炼参数降低冷轧夹杂类缺陷的方法，包含如下步骤：首先，采集从转炉到冷轧的生产数据，将采集数据进行关联，使冷轧、热轧生产过程中记录的夹杂缺陷情况与冶炼过程中的炉次数据进行对应；然后，使用统计分析的方法对冶炼过程中关键参数与后续轧材产生夹杂缺陷的情况进行分析，得到冶炼中关键参数对轧材夹杂缺陷的影响情况以及冶炼参数的相互关系，确定影响轧材夹杂类缺陷的主要因素；找出对轧材夹杂类缺陷影响较大的关键因素；根据关键因素提出工艺参数改进，从而有效降低轧材中夹杂类缺陷出现比例。

本发明具体步骤如下：

(1)获取数据：分别从转炉、RH、连铸和热轧冷轧二级系统内采集6-12个月的生产数据，该数据包括生产顺序号、制造命令号、转炉终点温度、转炉终点氧位、炉后温度、RH进站温度、RH进站氧位、RH出站温度、RH处理时间、吹氧量、加铝前温度、加铝前氧位、静置时间、拉速和中间包温度；找出上述数据对应炉次的热轧、冷轧生产过程中热轧卷和冷轧卷出现夹杂类缺陷类的卷数及重量；

(2) 根据转炉、RH、连铸和热轧冷轧二级系统中的生产顺序号和制造命令号，将每一炉次的冶炼参数汇总，热轧和冷轧过程有无夹杂类缺陷分别用“1”和“0”表示，统计每一炉次出现夹杂类缺陷的热轧和冷轧卷总重量W1,W2,W3,……和每一炉次铸坯总重量M1,M2,M3,……

(3) 利用逻辑回归分析和描述性统计分析每一个冶炼参数与后续轧材中夹杂类缺陷的关系，分析不同冶炼参数在不同区间内与轧材中缺陷指数的关系，找到轧材出现夹杂类缺陷较低的参数区间，即为合理的工艺参数控制范围；夹杂缺陷指数计算：

(4) 确定合理的工艺参数后，按照该参数工艺生产3~6个月，统计这几个月冷轧板中夹杂类缺陷的出现几率；看出冷轧板夹杂缺陷炉次所占比例有所降低，并且有逐月减少的趋势，达到减少轧材夹杂缺陷出现的效果。

在实施例中，某钢厂250t转炉→RH→板坯连铸→热轧→冷轧工艺，2015年1~7月份486炉次生产数据为基础数据，应用本发明所述方法优化IF钢冶炼工艺参数。

具体步骤如下：

(1) 在现场通过二次系统采集从转炉、RH和连铸生产数据，其中应包括生产顺序号、制造命令号、转炉终点温度、转炉终点氧位、炉后温度、RH进站温度、RH进站氧位、RH出站温度、RH处理时间、吹氧量、加铝前温度、加铝前氧位、静置时间、拉速和中间包温度等一些冶炼的关键参数；其次找出这些炉次相应的热轧、冷轧生产过程中热轧卷和冷轧卷出现夹杂类缺陷类的卷数及重量。

(2) 根据转炉、RH、连铸和热轧冷轧二级数据中的生产顺序号和制造命令号将每一炉次的冶炼参数汇总，热轧和冷轧过程有无夹杂类缺陷分别“1”和“0”表示，统计每一炉次出现夹杂类缺陷的热轧和冷轧卷总重量和每一炉次铸坯总重量。

(3) 利用逻辑回归分析和描述性统计分析每一个冶炼参数与后续轧材中夹杂类缺陷的关系，分析不同冶炼参数在不同区间内与轧材中缺陷指数的关系，以下列举几个重要的冶炼参数与轧材夹杂类缺陷的关系：

转炉终点温度与轧材夹杂物缺陷指数如图1所示。从图1中可以看出，转炉终点温度对夹杂缺陷有明显影响，转炉终点温度越高，出现夹杂缺陷的比例越小，当转炉终点温度高于1695 ℃时，夹杂缺陷的比例明显降低。以上结果符合冶炼的实际过程，转炉终点温度高，会使整个冶炼过程的温度升高，从而减少RH精炼过程中的吹氧升温过程产生的氧化铝夹杂的量，使轧材缺陷减少。所以从以上的统计分析来看，应当将转炉终点温度控制在1695 ℃以上。

RH进站氧位与夹杂物缺陷指数关系如图2所示。图中同样可以看出夹杂缺陷比例与进站氧位并没有明显的关系。

RH过程吹氧量与轧材中夹杂物缺陷指数关系如图3所示。从图3中可以看出吹氧量小于250Nm³时，有两个范围内的夹杂缺陷指数稍大于0.4，其余均小于0.4；当吹氧量大于250Nm³时，夹杂缺陷指数高达0.57，明显0.4。说明当吹氧量大于250Nm³时，轧制过程中出现夹杂缺陷的比例明显升高。

静置时间与轧材中夹杂物缺陷关系如图4所示。从图中可以看出静置时间在30-40min的时间内夹杂缺陷指数明显小于两侧的夹杂缺陷指数。这说明静置时间在30-40min的范围内，夹杂缺陷指数较小，冶炼中应当将静置时间控制在30-40min之间。

对加铝前温度、加铝前氧位及静置时间进行逻辑回归分析，得到表1。

表1

逻辑回归模型参数的显著性检验使用Wals检验法，统计软件自动统计Wals统计量及相宜的相伴概率，并据此进行决策。若根据Wals给出检验结论，Wals统计量越大越好。若根据相伴概率给出检验结论，当相伴概率大于等于显著性水平时，则不应拒绝零假设，认为自变量模型参数或回归系数与0无显著性差异，该自变量与Logit（p）之间的线性关系不显著，否则认为线性关系显著。

虽然加铝前温度、氧位不符合拟定的显著性水平，但是仍然有一定的显著性，所以从表示系数的B值来看，加铝前氧位与夹杂缺陷指数呈正比、加铝前温度与夹杂缺陷指数呈反比，在一定程度上可以说明相对较高的温度和较低的加铝前氧位会减少夹杂缺陷的比例。将进站氧控制在600-700×10^-6的范围内，进站温度控制在1600-1620 ℃范围内，吹氧量控制在100 Nm³以下，共筛选出40组数据，将数据按加铝前氧位由小到大进行排序，分为两部分，得到表2：

表2

从表中的数据可以看出，当其余变量控制在较小的范围内时，加铝前氧位越高，出现夹杂缺陷的比例明显越高。

接下来对加铝前温度进行分析，得到图5：

从图5中可以看出，随着加铝前温度的升高，夹杂缺陷指数有一定的下降，尤其在温度较低的时候，夹杂缺陷指数较高，这说明加铝前温度升高有利于夹杂缺陷的降低。

(4) 通过以上统计分析，针对IF钢冶炼现场情况，制订了一系列改进措施，其中最重要的是将转炉终点温度控制在1695 ℃以上，其次是在精炼阶段控制吹氧量不应超过250 Nm³，加铝前氧位控制在390×10^-6以下，静置时间控制在30~40 min之间。在现场针工艺参数按照改进措施进行调整之后，统计了各月份出现轧材缺陷炉次所占比例的变化情况，如图6所示。从图6中可以看出现IF钢轧材夹杂缺陷炉次所占比例有所降低并且有逐月减少的趋势，说明通过控制上述研究中得到的影响轧材夹杂缺陷产生的关键冶炼参数，可以达到减少轧材夹杂缺陷出现的效果。