本发明涉及制钢技术领域，具体为一种钢水在出钢过程中自动增碳系统及方法。
背景技术：
转炉在吹氧炼钢后，炉内钢水中的碳含量已降到很低的水平(一般小于0.10％)。转炉出钢时钢水中的碳含量，一般已低于钢种标准所要求的碳含量(一般碳素钢种要求碳含量在0.10％-0.5％)。为了使钢水能够符合钢种的碳含量要求，是需在出钢过程中向钢包进行增碳。现钢水增碳工艺，是在出钢时采用人工投放增碳剂，使钢水增碳达到钢种需要的碳含量。现钢水增碳工艺技术，由于采用人工操作具有以下缺点：
(1)采用人工加入增碳剂，加入量依据人工经验估算，容易造成增碳剂加入量不准确，从而造成钢水质量波动；
(2)人工投放增碳剂难以做到准确加入到钢流投放点，影响增碳剂使用效率，造成生产成本增加；
在高温环境下人工投放增碳剂，粉尘污染严重，对操作者健康造成很大的危害。
所以，如何设计一种钢水在出钢过程中自动增碳系统及方法，成为我们当前要解决的问题。
技术实现要素：
本发明提供一种钢水在出钢过程中自动增碳系统及方法，采用人工智能模型，根据钢水出钢量、残碳量等参数，自动计算出所需加入的碳质材料，做到加入量准确，节约增碳剂；实现钢水增碳机械化、自动化、智能化，这种方法可以减少钢水碳含量的偏差，控制减少不同炉次间，钢水碳含量的偏差，提高钢水品质；采用“一种钢水在出钢过程中自动增碳的工艺方法”，可将炼钢操作工，从恶劣环境中的增碳操作从体力劳动中解脱出来；进行钢水增碳，可使碳质材料比起人工，更加准确地投向钢水流股，减少碳质材料的浪费，提高增碳剂的使用效率，降低生产成本；同时采用喷吹碳粉工艺，也可以提高碳粉的脱氧效率，减少了钢水中脱氧物料的加入，减少钢水中的夹杂物实现洁净钢生产；由于喷吹碳粉可以减少脱氧剂消耗量，从而降低炼钢成本，可以有效解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢水在出钢过程中自动增碳系统，包括智能控制及动力系统、增碳剂贮存及输出系统、增碳剂输送系统、增碳剂、钢水流股、转炉、第一钢水、钢水包、第二钢水和钢水车，所述智能控制及动力系统的一侧设置有增碳剂贮存及输出系统，所述增碳剂贮存及输出系统的底端连接有增碳剂输送系统，所述增碳剂贮存及输出系统的内部设置有增碳剂，所述转炉的内部设置有第一钢水，所述转炉的底端通过钢水流股连接有钢水车，所述钢水车的内部设置有钢水包，所述钢水包的内部设置有第二钢水。
一种钢水在出钢过程中自动增碳方法，包括如下步骤：
1)出钢水：转炉在炼钢终点，开始倒炉向钢水包中出钢水；
2)计算增碳剂重量：在出钢开始后，智能控制系统启动，完成模型计算得出工艺所需的增碳剂重量；
3)自动增碳：自动增碳动力系统启动，通过碳粉贮存及输送系统开始向钢流喷射增碳剂；增碳剂喷吹量达到增碳工艺要求后，增碳工艺操作自动结束。
根据上述技术方案，所述增碳剂输送系统包括机架，机架上设置电动机和减速机，减速机通过联轴器带动主动链轮，主动链轮通过链条带动被动链轮，链条上设置料槽、链板和接料槽。
根据上述技术方案，所述钢水车的底部设置有支撑架。
根据上述技术方案，所述增碳剂按质量百分比，由95-98.5％的石墨料与1.5-5.0％的粘接剂组成，所述石墨料由微粉石墨与电极粉末混合后得到，粒度不超过74.0μm，微粉石墨与电极粉末的质量比为41-65∶40-65；所述粘接剂由无机粘接剂和有机粘接剂按质量比1∶0.75-1.4组成；所述无机粘接剂为原硅酸、硅酸盐和粘土中的一种以上与纯水的溶液，质量浓度为40.0-50.0％，硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、硅酸镁和硅酸钙中的一种以上；所述有机粘接剂由淀粉、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶和聚四氟乙烯中的一种以上与水的溶胶，质量浓度为2.5-15.0％。
根据上述技术方案，所述步骤3)中自动增碳动力系统包括收料罐、位于收料罐下方的喷吹罐、位于收料罐上方的储料罐、设置在喷吹罐底部并与输送管道相连通的变频给料机、设置在喷吹罐上的称重传感器、根据称重传感器的信号来控制变频给料机的单片机电路、以及设置在收料罐或喷吹罐的流化气路。
与现有技术相比，本发明的有益效果：采用人工智能模型，根据钢水出钢量、残碳量等参数，自动计算出所需加入的碳质材料，做到加入量准确，节约增碳剂；实现钢水增碳机械化、自动化、智能化，这种方法可以减少钢水碳含量的偏差，控制减少不同炉次间，钢水碳含量的偏差，提高钢水品质；采用“一种钢水在出钢过程中自动增碳的工艺方法”，可将炼钢操作工，从恶劣环境中的增碳操作从体力劳动中解脱出来；进行钢水增碳，可使碳质材料比起人工，更加准确地投向钢水流股，减少碳质材料的浪费，提高增碳剂的使用效率，降低生产成本；同时采用喷吹碳粉工艺，也可以提高碳粉的脱氧效率，减少了钢水中脱氧物料的加入，减少钢水中的夹杂物实现洁净钢生产；由于喷吹碳粉可以减少脱氧剂消耗量，从而降低炼钢成本。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的增碳结构示意图；
图2是本发明的增碳流程图；
图中标号：1、智能控制及动力系统；2、增碳剂贮存及输出系统；3、增碳剂输送系统；4、增碳剂；5、钢水流股；6、转炉；7、第一钢水；8、钢水包；9、第二钢水；10、钢水车。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-2所示，本发明提供一种钢水在出钢过程中自动增碳系统，包括智能控制及动力系统1、增碳剂贮存及输出系统2、增碳剂输送系统3、增碳剂4、钢水流股5、转炉6、第一钢水7、钢水包8、第二钢水9和钢水车10，智能控制及动力系统1的一侧设置有增碳剂贮存及输出系统2，增碳剂贮存及输出系统2的底端连接有增碳剂输送系统3，增碳剂贮存及输出系统2的内部设置有增碳剂4，转炉6的内部设置有第一钢水7，转炉6的底端通过钢水流股5连接有钢水车10，钢水车10的内部设置有钢水包8，钢水包8的内部设置有第二钢水9。
一种钢水在出钢过程中自动增碳方法，包括如下步骤：
1)出钢水：转炉在炼钢终点，开始倒炉向钢水包中出钢水；
2)计算增碳剂重量：在出钢开始后，智能控制系统启动，完成模型计算得出工艺所需的增碳剂重量；
3)自动增碳：自动增碳动力系统启动，通过碳粉贮存及输送系统开始向钢流喷射增碳剂；增碳剂喷吹量达到增碳工艺要求后，增碳工艺操作自动结束。
根据上述技术方案，增碳剂输送系统3包括机架，机架上设置电动机和减速机，减速机通过联轴器带动主动链轮，主动链轮通过链条带动被动链轮，链条上设置料槽、链板和接料槽。
根据上述技术方案，钢水车的底部设置有支撑架。
根据上述技术方案，增碳剂4按质量百分比，由95-98.5％的石墨料与1.5-5.0％的粘接剂组成，石墨料由微粉石墨与电极粉末混合后得到，粒度不超过74.0μm，微粉石墨与电极粉末的质量比为41-65∶40-65；粘接剂由无机粘接剂和有机粘接剂按质量比1∶0.75-1.4组成；无机粘接剂为原硅酸、硅酸盐和粘土中的一种以上与纯水的溶液，质量浓度为40.0-50.0％，硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、硅酸镁和硅酸钙中的一种以上；有机粘接剂由淀粉、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶和聚四氟乙烯中的一种以上与水的溶胶，质量浓度为2.5-15.0％。
根据上述技术方案，步骤3)中自动增碳动力系统包括收料罐、位于收料罐下方的喷吹罐、位于收料罐上方的储料罐、设置在喷吹罐底部并与输送管道相连通的变频给料机、设置在喷吹罐上的称重传感器、根据称重传感器的信号来控制变频给料机的单片机电路、以及设置在收料罐或喷吹罐的流化气路。
基于上述，本发明的优点在于，采用人工智能模型，根据钢水出钢量、残碳量等参数，自动计算出所需加入的碳质材料，做到加入量准确，节约增碳剂；实现钢水增碳机械化、自动化、智能化，这种方法可以减少钢水碳含量的偏差，控制减少不同炉次间，钢水碳含量的偏差，提高钢水品质；采用“一种钢水在出钢过程中自动增碳的工艺方法”，可将炼钢操作工，从恶劣环境中的增碳操作从体力劳动中解脱出来；进行钢水增碳，可使碳质材料比起人工，更加准确地投向钢水流股，减少碳质材料的浪费，提高增碳剂的使用效率，降低生产成本；同时采用喷吹碳粉工艺，也可以提高碳粉的脱氧效率，减少了钢水中脱氧物料的加入，减少钢水中的夹杂物实现洁净钢生产；由于喷吹碳粉可以减少脱氧剂消耗量，从而降低炼钢成本。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术患者来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。