一种铁水罐加废钢的温度重量计算方法与流程

1.本发明涉及钢铁技术领域，具体为一种铁水罐加废钢的温度重量计算方法。


背景技术：

2.各炼钢钢厂均开展低铁耗、高废钢比的炼钢工艺控制攻关。降低废钢比的方法有多种，在转炉工序降低铁水比率属于直接降低铁钢比方法，除此之外还有在铁水罐内加入废钢的方法进行降低整体铁钢比。但随之带来的问题是每罐加入废钢重量、温度不同，导致的铁水重量和温度波动较大，给脱硫工序处理和转炉装入量稳定性控制带来较大的困难，如果对高炉出铁温度较低的铁水罐添加较多的低温废钢时，会导致粘罐等生产事故；铁水罐添加废钢的不稳定性控制，给转炉炼钢工序的生产组织产生较大影响。因此，铁水罐添加废钢的稳定精准控制的攻关研究，对铁水罐内加入废钢进行降低铁钢比的方法意义重大。而一种铁水罐加废钢的温度重量计算模型解决了铁水罐添加废钢的不稳定性控制问题，可实现铁水罐添加废钢的稳定精准控制。所以就需要一种铁水罐加废钢的温度重量计算方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种铁水罐加废钢的温度重量计算方法；分析废钢加入的重量以及融化过程中的外界影响，提高了铁水包龄和加入废钢的最佳比，降低了钢铁的生产成本和能耗损耗，实现铁水罐添加废钢的稳定精准控制，保障了炼钢工序铁水的稳定供应和生产的顺利进行。
4.本发明是这样实现的：一种铁水罐加废钢的温度重量计算方法；具体按以下步骤执行；
5.s1:首先从炼铁厂的高炉进行接铁，并对铁进行预处理；
6.s2:在炼钢厂对预处理后的铁进行转炉兑铁；
7.s3:在炼钢厂进行加废钢；
8.s4:回到炼铁厂进行对加入废钢的铁水罐进行烘烤。
9.进一步，在步骤s3中，具体按以下步骤执行：
10.s
3.1
:计算废钢在铁水包中的熔化受温度，如式(1)：
11.q＝h
·
δt(1) 式(1)
12.式中：q为热流密度，w/m2；h为对流换热系数，w/(m2·
℃)；δt为温差，℃。
13.s
3.2
:确定废钢熔化过程中对流换热系数，具体如式(2)-式(3)；
[0014][0015][0016]
其中，re为雷诺数；ρ为铁水密度，kg/m3；u为铁水流速，m/s；d为出铁口铁水液柱直
径，m；pr为普朗特数；ν为运动黏度，m2/s；α为热扩散系数，m2/s；μ为动力黏度，pa
·
s；cp2为铁水比热容，j/(kg
·
℃)；k为热导率，w/(m
·
℃)。
[0017]
废钢在铁水包中首先经烘烤预热达到一定温度，后在高炉接铁时吸收铁水热量达到其熔点后开始逐渐熔化。废钢的熔点与其自身碳质量分数有关，碳质量分数越高，其熔点越低。但废钢自身碳质量分数较低，一般在2％以下，熔点为1 430～1 480℃，但高炉铁水碳质量分数相对较高，废钢与铁水接触会出现渗碳，即铁水中的碳原子向废钢中渗透，提高废钢中的碳质量分数，熔点也将降低。
[0018]
计算废钢完全融化的时间；由于废钢熔化时间还与废钢和铁水的接触面积有关，重型废钢在可熔化情况下，废钢完全熔化时间t的如式(4)；
[0019][0020]
其中，t1为冲击阶段持续时间，s；s为废钢的比表面积(s＝s/m)，m2/t；s为废钢总表面积，m2。
[0021]
进一步，在步骤s1中，铁水包从高炉接铁至预处理站的时间为45～70min，为保证铁水包在到达预处理站时废钢熔化完全，取最小周转时间45min，其中每吨钢的熔化时间仅与预热温度和废钢比表面积有关，具体为控制废钢的比表面积。
[0022]
进一步，在步骤s1中，每吨钢的熔化时间越短；随着废钢预热温度升高，废钢熔化时间缩短；废钢比表面积越小，预热温度对废钢熔化速率的改善效果越明显；废钢比表面积越大，预热温度对废钢熔化速率的影响较小。以废钢3为例，当预热温度达到800℃时，每吨钢熔化时间为11.5min，总熔化时间约为54min，超出铁水包运输至铁水预处理的安全时间45min。由此可见，比表面积极小的重
[0023]
型废钢，即使预热温度达800℃废钢融化的预热温度为800℃，所以定为每吨钢熔化时间为11.5min，超出铁水包运输至铁水预处理的安全时间45min。
[0024]
进一步，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被主控制器执行时实现如上述的任一项所述的方法。
[0025]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0026]
1、分析废钢加入的重量以及融化过程中的外界影响，提高了铁水包龄和加入废钢的最佳比，降低了钢铁的生产成本和能耗损耗，实现铁水罐添加废钢的稳定精准控制，保障了炼钢工序铁水的稳定供应和生产的顺利进行。
[0027]
2、本方法进行单独常温废钢和不同预热温度废钢或不同搭配组合废钢添加类型；可根据废钢加入量和温度，计算平衡温度；可根据铁水温度和平衡温度，计算不同温度的废钢加入量；输出模块可直接得出对应的最终温度或废钢加入量和温度结果。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]
图1是本发明的方法流程图；
[0030]
图2是本发明的比表面积与预热温度对每吨钢熔化时间的影响图。
具体实施方式
[0031]
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0032]
请参阅图1-2，一种铁水罐加废钢的温度重量计算方法，具体按以下步骤执行；
[0033]
s1:首先从炼铁厂的高炉进行接铁，并对铁进行预处理；
[0034]
s2:在炼钢厂对预处理后的铁进行转炉兑铁；
[0035]
s3:在炼钢厂进行加废钢；
[0036]
s4:回到炼铁厂进行对加入废钢的铁水罐进行烘烤。
[0037]
进一步，在步骤s3中，具体按以下步骤执行：
[0038]s3.1
:计算废钢在铁水包中的熔化受温度，如式(1)：
[0039]
q＝h
·
δt(1) 式(1)
[0040]
式中：q为热流密度，w/m2；h为对流换热系数，w/(m2·
℃)；δt为温差，℃。
[0041]s3.2
:确定废钢熔化过程中对流换热系数，具体如式(2)-式(3)；
[0042][0043][0044]
其中，re为雷诺数；ρ为铁水密度，kg/m3；u为铁水流速，m/s；d为出铁口铁水液柱直径，m；pr为普朗特数；ν为运动黏度，m2/s；α为热扩散系数，m2/s；μ为动力黏度，pa
·
s；cp2为铁水比热容，j/(kg
·
℃)；k为热导率，w/(m
·
℃)。
[0045]
废钢在铁水包中首先经烘烤预热达到一定温度，后在高炉接铁时吸收铁水热量达到其熔点后开始逐渐熔化。废钢的熔点与其自身碳质量分数有关，碳质量分数越高，其熔点越低。但废钢自身碳质量分数较低，一般在2％以下，熔点为1 430～1 480℃，但高炉铁水碳质量分数相对较高，废钢与铁水接触会出现渗碳，即铁水中的碳原子向废钢中渗透，提高废钢中的碳质量分数，熔点也将降低。
[0046]
计算废钢完全融化的时间；由于废钢熔化时间还与废钢和铁水的接触面积有关，重型废钢在可熔化情况下，废钢完全熔化时间t的如式(4)；
[0047]
[0048]
其中，t1为冲击阶段持续时间，s；s为废钢的比表面积(s＝s/m)，m2/t；s为废钢总表面积，m2。
[0049]
本实施例中，在步骤s1中，铁水包从高炉接铁至预处理站的时间为45～70min，为保证铁水包在到达预处理站时废钢熔化完全，取最小周转时间45min，其中每吨钢的熔化时间仅与预热温度和废钢比表面积有关，具体为控制废钢的比表面积。
[0050]
本实施例中，在步骤s1中，每吨钢的熔化时间越短；随着废钢预热温度升高，废钢熔化时间缩短；废钢比表面积越小，预热温度对废钢熔化速率的改善效果越明显；废钢比表面积越大，预热温度对废钢熔化速率的影响较小。以废钢3为例，当预热温度达到800℃时，每吨钢熔化时间为11.5min，总熔化时间约为54min，超出铁水包运输至铁水预处理的安全时间45min。由此可见，比表面积极小的重
[0051]
型废钢，即使预热温度达800℃废钢融化的预热温度为800℃，所以定为每吨钢熔化时间为11.5min，超出铁水包运输至铁水预处理的安全时间45min。
[0052]
本实施例中，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被主控制器执行时实现如上述的任一项所述的方法。
[0053]
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。