本发明涉及炼钢工艺
技术领域：
，尤其涉及一种转炉炼钢通过co2高强度输入控制渣中(feo)和粉尘产生的方法。
背景技术：
：近年来，co2资源化应用于炼钢流程逐渐兴起，由于co2优良的高温反应特性，可作为炼钢的氧化剂、搅拌气及保护气等，在实现co2减排的同时，可实现节能降本及提高钢液质量。该技术的应用，可获得国家相关政策支持，符合钢铁企业发展利益以及国家推动科技创新的理念，然而，目前尚未有高效稳定的转炉co2动态喷吹炼钢工艺，实现co2高强度输入同时，保证转炉吹炼任务的完成，改善各项技术经济指标。中国专利cn200810104127.2公开了一种利用co2气体减少炼钢烟尘产生的方法，将少量的co2掺混到氧气射流中，减少了一定的烟尘排放，但该方法只提供了一种静态喷吹模型，难以有效利用co2或将co2的优势发挥至最大。中国专利cn200510011478.5公开了一种喷吹co2气体的电炉炼钢工艺，利用co2代替部分氧气作为冶炼钢液的气体，减少了金属的烧损，降低了生产成本，然而该工艺同样未提供精确且可操行性强的喷吹模式，因此对吹炼终点钢液成分不能准确预判，钢液质量难以保证。因此如何制定co2高强度喷吹工艺，同时保证吹炼效果，精准调控冶炼指标将会成为co2能否大规模应用于炼钢的关键问题。技术实现要素：针对上述问题，本发明提出一种转炉炼钢通过co2高强度输入控制渣中(feo)和粉尘产生的方法，在转炉吹炼过程中，根据原料参数，结合目标升温速率、目标碳含量、熔池富余热量等参数，预测熔池反应特征，通过实时监测炉气成分、钢液温度及成分，确定该炉次co2高强度喷吹模式，在线对喷吹混合气体进行配比混合，动态调整喷吹参数，实现渣中(feo)、粉尘产生的精准调控，降低生产成本，提高钢液质量。本发明是通过以下技术方案实现的：一种转炉炼钢通过co2高强度输入控制渣中(feo)和粉尘产生的方法，在转炉吹炼过程中，根据原料参数，结合目标升温速率、目标碳含量、熔池富余热量等参数，对所需喷吹混合气体比例及流量进行计算并完成在线配比，通过实时监测炉气成分、钢液温度及成分，确定吹炼过程的co2高强度输入工艺参数，实现co2的高强度喷吹，精准调控钢液成分，降低生产成本；进一步地，所述喷吹混合气体为co2-o2混合气或co2-o2-水蒸气；进一步地，所述方法适用于30～400t转炉吹炼过程。进一步地，所述方法具体包括以下步骤：1)原料参数的采集：转炉原料参数采集模块采集入炉原料参数，所述原料参数包括铁水成分及加入量、铁水温度、废钢成分及加入量、造渣料种类及加入量；2)目标参数的设定：吹炼目标参数数据库根据冶炼钢种设定吹炼终点的目标钢液预期参数，所述目标参数包括目标升温速率、目标脱碳速率、目标钢液氧含量、目标钢液磷含量；3)实时监测的指标内容：监测系统实时测定冶炼指标内容，所述实时监测的指标内容包括钢液成分变化、钢液温度变化、炉气成分、烟尘浓度；4)co2喷吹工艺参数的确定：根据步骤1)、2)和3)中获得的原料参数、目标参数及实时监测的指标，co2喷吹参数计算模块基于物料平衡和能量平衡以及实时检测指标对吹炼各阶段co2喷吹比例及流量进行计算：(1)升温造渣期，根据目标升温速率，确定co2最高喷吹比例及流量，在满足升温化渣要求的同时，降低粉尘产生量，保证该时期脱磷处于合适的温度区间；(2)快速脱碳期，根据目标脱碳速率，确定co2最高喷吹比例流量，在快速脱碳升温的同时，增强熔池搅拌能力，提高炉气中co浓度；(3)吹炼终点控制期，根据熔池富余热量以及吹炼终点钢液成分，确定co2最高喷吹比例流量，降低渣中(feo)，提高金属收得率；5)顶吹气体在线混合配比：顶吹气体在线混合配比系统根据步骤4)中喷吹工艺制定模块的计算结果完成顶吹气体的在线混合、配比及切换，将均匀混合的顶吹气体注入顶吹管道；6)完成吹炼各阶段任务：开始吹炼前，co2喷吹工艺制定模块启动顶吹气体在线混合配比系统和供气系统，根据co2喷吹工艺参数，控制喷枪向熔池喷吹混合气体，进行各阶段吹炼；7)吹炼任务结束：顶吹气体在线混合配比系统和供气系统在co2喷吹工艺制定模块作用下停止转炉喷枪吹炼，吹炼过程结束，喷枪复位，等待下一炉吹炼。进一步地，所述各阶段co2喷吹工艺参数控制为：(1)升温造渣期，目标升温速率15～30℃/min，则co2喷吹比例10～25％，co2喷吹流量10～50nm3/(h·t)；(2)快速脱碳期，目标脱碳速率0.2～0.8％[c]/min，co2喷吹比例3～15％，co2喷吹流量5～30nm3/(h·t)；(3)吹炼终点控制期，熔池富余热量0.83～1.67mj/t钢，co2喷吹比例30～60％，co2喷吹流量60～120nm3/(h·t)；熔池富余热量1.67～2.67mj/t钢，co2喷吹比例60～90％，co2喷吹流量120～180nm3/(h·t)；熔池富余热量2.67～3.33mj/t钢，co2喷吹比例90～100％，co2喷吹流量180～200nm3/(h·t)。进一步地，所述方法应用于co2高强度喷吹系统，所述co2高强度喷吹系统包括控制系统、监测系统、供气系统、顶吹气体在线配比混合系统、气源、喷枪；所述控制系统包含转炉原料参数采集模块、吹炼目标参数数据库、co2喷吹参数计算模块、喷吹工艺制定模块；根据所述转炉原料参数采集模块采集入炉原料参数、吹炼目标参数数据库设定的目标钢液预期参数以及监测系统实时测定冶炼指标内容，所述co2喷吹参数计算模块基于物料平衡和能量平衡在线计算吹炼各阶段co2喷吹比例及流量。进一步地，所述喷吹工艺制定模块用于确定吹炼过程co2高强度喷吹工艺参数，所述co2高强度喷吹工艺参数包括喷吹混合气体中co2混合比例及co2输入流量；并且所述喷吹工艺制定模块通过控制顶吹气体在线混合配比系统和供气系统完成co2高强度动态喷吹。进一步地，所述顶吹气体在线混合配比系统用于根据所述co2喷吹参数计算模块和喷吹工艺制定模块的计算结果完成喷吹气体的在线混合配比。本发明的有益技术效果：本发明所述方法能够实现转炉吹炼过程co2的高强度输入，提高co2利用效率，精准控制吹炼终点钢液成分，调控渣中(feo)、提高炉气co浓度、减少转炉烟尘产生量，提高钢液质量，降低生产成本。附图说明图1为本发明转炉炼钢co2高强度输入控制渣中(feo)和粉尘产生的控制逻辑框图具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。实施例一种转炉炼钢通过co2高强度输入控制渣中(feo)和粉尘产生的方法，在转炉吹炼过程中，根据原料参数，结合目标升温速率、目标碳含量、熔池富余热量等预期参数，对所需喷吹混合气体比例及流量进行计算并完成在线配比，通过实时监测炉气成分、钢液温度及成分，确定吹炼过程的co2高强度输入工艺参数，实现转炉co2的高强度喷吹，精准调控钢液成分，降低生产成本；在本实施例中，所述方法应用于300t转炉炼钢，顶吹氧枪喷吹co2-o2混合气体，混合气体射流直接接触熔池完成吹炼，所述方法具体为：1)原料参数的采集：转炉原料参数采集模块获取入炉原料参数，所述原料参数包括铁水成分及加入量、铁水温度、废钢成分及加入量、造渣料种类及加入量，具体数值如表1和2；表1转炉金属料参数原料c/％si/％mn/％p/％s/％温度/℃加入量/吨废钢0.10.050.200.0150.01025292.4铁水4.340.150.170.1170.013135026.98表2转炉辅料参数/％名称caosio2mgoal2o3casfe2o3mnocaf2烧碱高钙石灰95.410.861.9200.045——————1.25矿石11.195.451.731.850.06379.701.50————萤石——4.01————0.09————91.36——轻烧白云石50.842.1737.46——0.20——————8.332)目标参数的设定：吹炼目标参数数据库根据冶炼钢种设定吹炼终点的目标钢液预期参数，所述目标参数包括目标升温速率25℃/min、目标脱碳速率0.45％/min、目标钢液氧含量0.04％、目标钢液磷含量0.012％；3)实时监测的指标内容：监测系统实时测定冶炼指标内容，所述实时监测的指标内容包括钢液成分变化、钢液温度变化、炉气成分、烟尘浓度；4)co2喷吹工艺参数的确定：根据步骤1)、2)和3)中获得的原料参数、目标参数及实时监测的指标，co2喷吹参数计算模块基于物料平衡和能量平衡以及实时检测指标对吹炼各阶段co2喷吹比例及流量进行计算：(1)升温造渣期，根据目标升温速率，确定co2最高喷吹比例为18％，流量为36nm3/(h·t)，在满足升温化渣要求的同时，降低粉尘产生量，保证该时期脱磷处于合适的温度区间；(2)快速脱碳期，根据目标脱碳速率，确定co2最高喷吹比例6％，流量为12nm3/(h·t)，在快速脱碳升温的同时，增强熔池搅拌能力，提高炉气中co浓度；(3)吹炼终点控制期，保证出钢温度的前提下，熔池富余热量1.063mj/t钢，co2喷吹比例39％，co2喷吹流量78nm3/(h·t)；降低渣中(feo)，提高金属收得率；5)顶吹气体在线混合配比：顶吹气体在线混合配比系统根据步骤4)中喷吹工艺制定模块的计算结果完成顶吹气体的在线混合、配比及切换，将均匀混合的顶吹气体注入顶吹管道；6)完成吹炼各阶段任务：开始吹炼前，co2喷吹工艺制定模块启动顶吹气体在线混合配比系统和供气系统，根据co2喷吹工艺参数，控制喷枪向熔池喷吹混合气体，进行各阶段吹炼；7)吹炼任务结束：顶吹气体在线混合配比系统和供气系统在co2喷吹工艺制定模块作用下停止转炉喷枪吹炼，吹炼过程结束，喷枪复位，等待下一炉吹炼。采用本发明所述方法后，在保证钢液成分及温度达到预期目标外，渣中(feo)降低1.5％(质量百分数)，炉气中co浓度提高6.3％(体积百分数)，烟尘浓度降低9g/m3。当前第1页12