一种电炉炼钢的过程控制方法与流程

文档序号:21363266发布日期:2020-07-04 04:37阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电炉炼钢的过程控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)依据废钢配料模型,以获得电炉冶炼最低成本的废钢配料方案;

(2)依据废钢配料方案,采用物料平衡和热平衡模型,以获得在最佳泡沫渣形成条件下所需的辅料加入量;

(3)依据供碳和供氧模型、并根据泡沫渣埋弧的要求,以获得最佳的碳粉喷吹流量和供氧流量;

(4)依据热平衡模型求得电炉冶炼各阶段的电力消耗,以获得各阶段的供电制度。

2.根据权利要求1所述的过程控制方法,其特征在于:所述废钢配料模型基于目标成分、废钢堆密度、各类型废钢加入量为约束条件,以废钢、合金及电力成本为优化配料的目标函数,并依据线性规划模型求得最低成本的废钢配料方案。

3.根据权利要求2所述的过程控制方法,其特征在于:所述线性规划模型的具体计算方法如下:

目标函数:minf(x)=cx+dy+rs/w·ux;

约束条件:q(g-e)≤ahjx+bky≤q(g+e);

w/(ρ+f)≤xp≤w/(ρ-f);

ix=w>q;

x≥0;

y≥0;

x=[x1x2…xm]t,y=[y1y2…ym]t,g=[g1g2…gt];

c=[c1c2…cm],d=[d1d2…dm],e=[e1e2…et]t

i=[11…1]m;

j=[j1j2…jm],u=[u1u2…um];

其中,x为废钢装入量矩阵;

y为合金加入量矩阵;

a为废钢化学成分矩阵;

b为合金化学成分矩阵;

c为废钢价格矩阵;

d为合金价格矩阵;

g为目标钢种的化学成分矩阵;

e为松弛矩阵;

h为废钢中目标化学元素收得率矩阵;

k为合金中目标化学元素收得率矩阵;

j为金属料中金属率矩阵;

p为废钢堆密度矩阵;

i为元素均为1的行距阵;

w为废钢加入量,单位为吨;

q为钢液的质量,单位为吨;

ρ为总废钢的堆密度要求范围内的中间值;

f为目标废钢堆密度要求范围内的最大值与中间值的差值;

r为全废钢冶炼时的电耗,单位为kwh;

s为电力的价格,单位为元/kwh;

u为不同废钢对电耗的影响系数矩阵。

4.根据权利要求1所述的过程控制方法,其特征在于,上述步骤(3)中依据泡沫渣埋弧的要求来确定最佳的碳粉喷吹流量,其具体流程为:

(31)确定泡沫渣埋弧操作时最佳的气体流量;

(32)依据要求的气体流量,确定合适的脱碳速率;

(33)依据脱碳速率,确定各阶段需要的碳粉喷吹流量。

5.根据权利要求1所述的过程控制方法,其特征在于:上述步骤(3)中依据泡沫渣埋弧的要求来确定对应的供氧流量,其供氧流量的计算方法为:钢液中元素氧化顺序为si、mn、p、c、fe,并根据各元素的氧化率和能源介质燃烧所需的氧气,计算得到使最终熔融渣中feo含量控制在15~25%之间时所需的供氧量。

6.根据权利要求1所述的过程控制方法,其特征在于:上述步骤(2)中根据泡沫渣成分的要求,并依据物料平衡模型求得所需的辅料加入量。

7.根据权利要求1所述的过程控制方法,其特征在于:所述的废钢配料包括富含高物理热或杂质氧化物的金属料。


技术总结
本发明涉及一种电炉炼钢的过程控制方法,该方法首先依据废钢配料模型,以获得电炉冶炼最低成本的废钢配料方案;再依据废钢配料方案,采用物料平衡和热平衡模型,以获得在最佳泡沫渣形成条件下所需的辅料加入量;然后依据供碳和供氧模型、并根据泡沫渣埋弧的要求,以获得最佳的碳粉喷吹流量和供氧流量;最后依据热平衡模型求得电炉冶炼各阶段的电力消耗,以获得各阶段的供电制度。该发明不仅能够节约电炉冶炼的成本,同时还能给电炉炼钢操作提供指导,有利于冶炼电耗及过程的控制。

技术研发人员:操龙虎;陈洪智;徐永斌
受保护的技术使用者:中冶南方工程技术有限公司
技术研发日:2020.04.21
技术公布日:2020.07.03
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