专利名称：转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法
技术领域：
本发明属于转炉炼钢技术领域，具体涉及一种转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法。
背景技术：
SGRP(Slag-less Generation Refining Process)少·转炉精炼工艺，是将转炉吹炼过程分为脱磷(包括脱硅)和脱碳两个阶段，在第一阶段脱磷处理结束后，倒炉将部分炉渣(40 70% )倒出，然后进行第二阶段的脱碳吹炼。SGRP是一种低成本转炉冶炼工艺，特点是副原料消耗低、渣量小。为了更好的开展SGRP工艺冶炼，降低石灰消耗、减少转炉渣量和完成降成本任务，首钢迁钢从3月15日开始进行SGRP工艺试验，截止10月份SGRP工艺冶炼比例达到61. 33%。此外，随着转炉控制模型的发展，转炉冶炼逐渐从人为的经验控制转向数学模型控制，模型通过PLC自动控制转炉的吹炼、加料等，在越来越多钢厂得到应用。现有专利200910M3175. 4公开了一种转炉双渣操作的自动控制方法，当转炉入炉铁水Si高于0. 60%时，采用转炉开吹前进行一次副原料加入量计算，然后按吹氧比例加料。申请人在引进二级自动控制系统过程中，由于炉容比小、铁水条件波动大，约有30%的炉次需要进行双渣操作，引入烟气自动化控制技术后，为了适应申请人的生产情况，将双渣法融入自动控制模型，实现了转炉所有炉次冶炼生产自动化控制，大大提高了自动化水平。 但同时副原料的消耗和渣量的控制仍然是需要解决的最大问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单有效、成本低廉的转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法。根据本发明的一个方面，提供一种转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，包括首先将废钢加入转炉中，再向转炉中兑入铁水；用氧枪从顶部向铁水液面供给氧气，从底部向铁水内部供给搅拌气体，进行铁水脱磷处理，处理结束后提氧枪，进行转炉快速倒渣操作；然后再次用氧枪从顶部向铁水液面供给氧气，从底部向铁水内部供给搅拌气体， 进行铁水脱碳处理；拉碳提枪后，进行出钢操作，出钢后进行溅渣护炉和终渣固化。进一步，所述脱磷阶段包括利用脱磷模型，根据脱磷阶段炉渣成分及温度要求开吹前计算副原料加入量，转炉吹炼，点火正常后，将所述计算后的脱磷阶段副原料加入转炉，吹炼获得钢液和炉渣。进一步，所述获得钢液和炉渣的结束温度1370_1450°C，所述炉渣中MgO > 7%，碱度为 1. 2-2. 3 ；所述吹炼时，吹炼时间为4:30-5:00min，供氧强度为每吨铁1. 7-3. 7Nm7min，底吹强度为每吨铁0. 023-0. 25Nm7min。进一步，所述脱磷阶段副原料包括石灰、轻烧白云石及球团；所述石灰加入量为每吨铁0_23kg，所述轻烧白云石加入量为每吨铁0-18kg，所述球团加入量为每吨铁0-32kg。进一步，所述脱碳阶段包括利用脱碳模型，根据终点炉渣成分及温度要求开吹前计算副原料加入量，转炉吹炼，点火正常后，将所述计算后的脱碳阶段副原料加入转炉，吹炼获得钢液和炉渣。拉碳提枪后，进行出钢操作，出钢后进行溅渣护炉和终渣固化。进一步，所述出钢温度为1610-1750°C，所述吹炼时，吹炼时间为ll:00-13:00min， 供氧强度为每吨铁1. 7-3. 7Nm7min，底吹强度为每吨铁0. 023-0. 25Nm3/min。进一步，所述脱碳阶段副原料包括石灰、轻烧白云石、生白云石、球团及萤石；所述石灰加入量为每吨铁0_23kg，所述轻烧白云石加入量为每吨铁0-18kg，所述生白云石加入量为每吨铁0-23kg，所述球团加入量为每吨铁0-32kg，所述萤石加入量为每吨铁0-5kg。进一步，所述底吹搅拌气体为氮气或氩气。进一步，所述转炉公称容量为120-300吨；所述废钢添加量为10_30吨。本发明提供的一种转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，在一座转炉中完成铁水脱磷、脱碳等功能，无需增加专用脱磷转炉。根据脱磷阶段炉渣成分及温度要求开吹前计算副原料加入量，可保证倒渣量稳定，炉渣成分及温度稳定。根据脱碳阶段炉渣成分及温度要求，脱磷阶段结束后，脱碳阶段开吹前计算副原料加入量。辅以副枪测量，可保证转炉终点碳和温度双命中率达到90%以上。在石灰和轻烧白云石降低消耗20-40%、渣量小的条件下，实现高效脱磷，满足转炉脱磷脱碳阶段工艺控制要求。简单有效、成本低廉。
具体实施例方式本发明提供的一种转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，包括步骤Sl 利用炼钢二级模型的脱磷模型，根据脱磷阶段炉渣成分及温度要求开吹前计算副原料加入量。脱磷阶段副原料包括石灰、轻烧白云石及球团。石灰加入量为每吨铁0-23kg，轻烧白云石加入量为每吨铁0-18kg，球团加入量为每吨铁0-32kg。步骤S2 首先将废钢加入转炉中，再向转炉中兑入铁水；用氧枪从顶部向铁水液面供给氧气，从底部向铁水内部供给搅拌气体，点火正常后，将计算的脱磷阶段副原料加入转炉，吹炼获得钢液和炉渣。废钢用于平衡转炉冶炼过程中的热量，添加量为10-30吨。获得钢液和炉渣的结束温度为1370-1450°C，有利脱磷和炉渣的流动性。炉渣中MgO > 7 %，有利于减少炉衬侵蚀，碱度为1. 2-2. 3有利脱磷。吹炼过程中，吹炼时间4:30-7:00min有利于化渣，供氧强度为每吨铁1. 7-3. 7Nm3/min,底吹搅拌气体为氮气或氩气，底吹强度为每吨铁 0. 023-0. 25Nm3/min，有利于化渣。步骤S3 所述铁水脱磷处理结束后提氧枪，进行转炉快速倒渣操作。
步骤S4 将根据转炉终渣成分及温度要求计算脱碳阶段石灰、轻烧白云石、生白云石、球团加入量及萤石加入量。石灰加入量为每吨铁0-23kg，轻烧白云石加入量为每吨铁Ο-Wkg，生白云石加入量为每吨铁0-2;3kg，球团加入量为每吨铁0-3 ,萤石加入量为每吨铁0-5kg。步骤S5 用氧枪从顶部向铁水液面供给氧气，从底部向铁水内部供给搅拌气体， 点火正常后，将脱碳阶段计算的副原料加入转炉中，进行铁水脱碳处理；直至拉碳提枪。步骤S6:进行出钢操作，出钢后进行溅渣护炉和终渣固化。根据终点碳和渣量，向转炉内加入溅渣料，溅渣后用稠渣剂稠渣。出钢温度为1610-1750°C，吹炼时间 11 00-13:OOmin,供氧强度为每吨铁1. 7-3. 7Nm3/min,底吹搅拌气体为氮气或/和氩气，底吹强度为每吨铁0. 023-0. 25Nm7min，使转炉内达到终点成分和温度要求。因为转炉公称容量小于120吨基本没有配备副枪系统，影响转炉终点碳温控制水平。本发明转炉公称容量为120-300吨，当吹氧量达到85%时，进行副枪TSC测量，测出钢水温度和碳含量，传输给炼钢二级模型，对模型进行动态修正，可大大提高模型终点碳、温双命中率。本发明提供的一种转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法中，转炉炉底供气系统向钢水内部供给搅拌气体，通过吹炼前期造高氧化性炉渣及充分的复吹搅拌达到高效脱磷的效果。脱磷用氧枪氧气喷头距离铁水液面的距离为1. 6 2. 7m，供氧强度为每吨铁1. 7 3. 7Nm7min，通过枪位和供氧强度的配合达到快速造高氧化性炉渣的效果。底吹气体强度小于每吨铁0. 023Nm7min会导致搅拌效果降低。底吹气体强度大于每吨铁0. 25Nm3/ min会导致生产成本增加和降低底吹系统寿命。实验在210吨顶底复吹转炉中进行，铁水、废钢、副原料加入量如表1所示，从表1 我们可以看出，模型分二次计算的副原料加入量，数值1表示脱磷阶段加入量，数值2为脱碳阶段加入量。转炉脱磷阶段和脱碳阶段炉渣成分如表2所示。首先根据脱磷阶段炉渣成分及温度要求开吹前计算副原料加入量(包括石灰加入量、轻烧白云石加入量、球团加入量)。装入废钢和铁水，开始吹炼，然后按模型计算数据进行向转炉内加料；脱磷阶段结束后，提氧枪，倒掉炉渣，同时进行脱碳阶段副原料加入量计算，开始吹炼，然后按模型计算数据进行向转炉内加料；吹炼到转炉冶炼终点，提氧枪，进行出钢操作。表1副原料加入量情况表
权利要求
1.一种转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，其特征在于，包括 首先将废钢加入转炉中，再向转炉中兑入铁水；用氧枪从顶部向铁水液面供给氧气，从底部向铁水内部供给搅拌气体，进行铁水脱磷处理，处理结束后提氧枪，进行转炉快速倒渣操作；然后再次用氧枪从顶部向铁水液面供给氧气，从底部向铁水内部供给搅拌气体，进行铁水脱碳处理；拉碳提枪后，进行出钢操作，出钢后进行溅渣护炉和终渣固化。
2.如权利要求1所述的转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，其特征在于， 将所述脱磷阶段包括利用脱磷模型，根据脱磷阶段炉渣成分及温度要求开吹前计算副原料加入量，转炉吹炼，点火正常后，将所述计算后的脱磷阶段副原料加入转炉，吹炼获得钢液和炉渣。
3.如权利要求2所述的转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，其特征在于 所述获得钢液和炉渣的结束温度1370-1450°C，所述炉渣中Mg0>7%，碱度为1. 2-2. 3 ； 所述吹炼时，吹炼时间为4:30-7:00min，供氧强度为每吨铁1. 7-3. 7 Nm7min，底吹强度为每吨铁 0. 023-0. 25 Nm3/min。
4.如权利要求2所述的转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，其特征在于， 所述脱磷阶段副原料包括石灰、轻烧白云石及球团；所述石灰加入量为每吨铁0-23kg，所述轻烧白云石加入量为每吨铁0-18kg，所述球团加入量为每吨铁0-32 kg。
5.如权利要求1所述的转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，其特征在于， 将所述脱碳阶段包括利用脱碳模型，根据终点炉渣成分及温度要求开吹前计算副原料加入量，转炉吹炼，点火正常后，将所述计算后的脱碳阶段副原料加入转炉，吹炼获得钢液和炉渣，拉碳提枪后， 进行出钢操作，出钢后进行溅渣护炉和终渣固化。
6.如权利要求5所述的转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，其特征在于 所述出钢温度为1610-1750°C，所述吹炼时，吹炼时间为ll:00-13:00min，供氧强度为每吨铁1. 7-3. 7 Nm3/min，底吹强度为每吨铁0. 023-0. 25 Nm3/min。
7.如权利要求6所述的转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，其特征在于， 所述脱碳阶段副原料包括石灰、轻烧白云石、生白云石、球团及萤石；所述石灰加入量为每吨铁0-23kg，所述轻烧白云石加入量为每吨铁0-18kg，所述生白云石加入量为每吨铁0-23kg，所述球团加入量为每吨铁0-32 kg，所述萤石加入量为每吨铁0-5kg。
8.如权利要求3或6所述的转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，其特征在于所述底吹搅拌气体为氮气或氩气。
9.如权利要求1所述的转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，其特征在于 所述转炉公称容量为120-300吨；所述废钢添加量为10-30吨。
全文摘要
本发明公开了一种转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，包括首先将废钢加入转炉中，再向转炉中兑入铁水；用氧枪从顶部向铁水液面供给氧气，从底部向铁水内部供给搅拌气体，进行铁水脱磷处理，处理结束后提氧枪，进行转炉快速倒渣操作；然后再次用氧枪从顶部向铁水液面供给氧气，从底部向铁水内部供给搅拌气体，进行铁水脱碳处理；拉碳提枪后，进行出钢操作，出钢后进行溅渣护炉和终渣固化。本发明提供的一种转炉冶炼过程中两阶段副原料模型的控制方法，在一座转炉中完成铁水脱磷、脱碳等功能，无需增加专用脱磷转炉。且在石灰和轻烧白云石降低消耗20-40%、渣量小的条件下，实现高效脱磷，满足转炉脱磷脱碳阶段工艺控制要求。
文档编号C21C5/30GK102534093SQ20111044834
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者于文涛, 南晓东, 姜仁波, 宋春明, 张立国 申请人:河北省首钢迁安钢铁有限责任公司, 首钢总公司