一种kr终点硫含量的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于KR铁水预脱硫工艺自动控制技术领域，特别是提供了一种KR终点硫 含量的控制方法。
【背景技术】
[0002] KR搅拌脱硫工艺是铁水预处理技术的主要手段，通过机械搅拌使液体金属和熔剂 混合接触达到脱硫的目的。脱硫剂是直接与铁水中的硫发生化学反应，从而除去硫的物 料。加入铁水中的脱硫剂量是否合适直接影响脱硫的最终效果。KR搅拌设备通过搅拌动能 增加渣钢接触面积，提高脱硫速率常数，促进脱硫反应。
[0003] KR搅拌脱硫工艺设备稳定，操作简单，在各钢铁企业广泛应用。但其脱硫剂加入 量、搅拌时间等控制参数多是经验回归，不同的操作人员控制水平有差异，规范化水平有 限。针对不同的初始[S]含量、目标[S]含量要求、脱硫时间等条件，自动控制脱硫剂加入 量、搅拌时间的方法未见相关报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种KR终点硫含量的控制方法，采用计算机系统实现铁 水终点硫含量的自动控制，将KR搅拌过程和脱硫剂控制过程规范化，通过计算机系统与一 级基础自动化控制系统数据通讯，实现KR终点硫含量的自动控制。
[0005] 所述的一种KR终点硫含量的控制方法，操作步骤如下：
[0006] 步骤一：铁水进站后，经过前扒渣、测温、取样操作，获取初始信息；已知初始铁水 温度以及目标[S]含量，初始[S]含量〈0.07% ;
[0007] 步骤二：在初始[S]含量未化验出来前，为保证生产周期，搅拌模式和加料模式按 照默认模式操作；
[0008] 到站温度测量完成后，搅拌头自动下降，转速从0 - 20r/min，下降到铁水包内；在 保持转速20r/min条件下，搅拌头到达1700mm插入深度液面；
[0009] 之后转速不断提升过程中，设置转速为阶段1转速l〇〇r/min。转速不断提升过程 中，当达到80r/min时，第一批加料控制开始，加料设定值为1500kg。
[0010] 步骤三：初始[S]含量化验结果出来后，启动搅拌时间计算模块和脱硫剂循环计 算模块，计算出搅拌时间和脱硫剂设定值。第一批料加料完成后，进入搅拌4个阶段。
[0011] 阶段1转速100r/min，插入深度1750mm，搅拌时间200s ;
[0012] 阶段2转速100r/min，插入深度1700mm，搅拌时间120s ;
[0013] 阶段3转速120r/min，插入深度1750mm，搅拌时间120s ;
[0014] 阶段4转速120r/min，插入深度1700mm，搅拌时间为计算搅拌时间-已搅拌时间；
[0015] 第一批料加料完成2min后，将第二批料脱硫剂设定值下发控制。
[0016] 步骤四：搅拌阶段4时间达到后，搅拌头减速、提升。
[0017] 搅拌转速从阶段4下降到20r/min后，提升搅拌头，搅拌头上升到原来的高度。
[0018] 步骤五：搅拌结束后，扒渣、测温、取结束样。结束[S]含量达标后，吊包出站。
[0019] 所述的搅拌模式如下：
[0020] 搅拌阶段划分为：搅拌头下降阶段、搅拌增速阶段、加第一批料阶段、搅拌阶段1、 搅拌阶段2、搅拌阶段3、搅拌阶段4、搅拌降速阶段、搅拌头上升阶段。每个阶段对应不同的 搅拌深度、转速和时间。
[0021] 搅拌头下降阶段：转速从0 - 20r/min，下降到设定深度；
[0022] 搅拌增速阶段：设置转速20r/min，搅拌头插入深度1700mm ;
[0023] 加第一批料阶段：设置转速为阶段1转速lOOr/min。转速不断提升过程中，当达 到80r/min时，第一批加料控制开始；当第一批料加料完成后，自动进入阶段1。
[0024] 阶段1和阶段2转速相同为100r/min，插入深度分别为1750mm和1700mm ;
[0025] 阶段3和阶段4转速相同为120r/min，插入深度分别为1750mm和1700mm ;
[0026] 搅拌降速阶段，转速从阶段4下降到20r/min，插入深度为1700mm ;
[0027] 搅拌头上升阶段：转速从20 - Or/min，搅拌头上升到原来的高度。
[0028] 所述的搅拌时间计算模块：根据初始[S]含量和铁水温度，对历史炉次进行数据 分类分析，确定搅拌时间。搅拌时间按生产要求分为三个模式：时间优先搅拌、脱硫剂优先 搅拌和最优搅拌。
[0029] 时间优先搅拌模式，是数据分析历史炉次数据，获得初始[S]含量和温度相近的 炉次的最小搅拌时间为当前炉次的搅拌时间。
[0030] 脱硫剂优先搅拌模式，是数据分析历史炉次数据，获得初始[S]含量和温度相近 的炉次的最大搅拌时间为当前炉次的搅拌时间。
[0031] 最优搅拌模式，是数据分析历史炉次数据，获得初始[S]含量和温度相近的炉次 的最优搅拌时间为当前炉次的搅拌时间。
[0032] 当前处理炉次的初始[S]含量和温度已知后，首先判断：目标硫含量要求一致；然 后判断：当前处理炉次的初始[S]含量所在区间（例如0.037%)，在±0.002%范围内（及 初始[S]含量在（0. 035,0. 039)范围内）的20炉最新炉次；然后选取：铁水温度最接近的 10炉次；根据操作人员选择的模式，例如"时间优先"，确定最小搅拌时间。搅拌模式由操作 工在炉次开始后确定，否则默认为最优搅拌模式。
[0033] 搅拌时间确定后，根据4个搅拌阶段分配搅拌时间。前3个搅拌阶段时间按照模 式表控制，阶段4的时间根据总搅拌时间而变化，等于总搅拌时间减去前面3个阶段的搅拌 时间。
[0034] 所述的脱硫剂循环计算模块：基于搅拌时间计算模块确定的搅拌时间，计算脱硫 剂设定值。计算步骤如下：
[0035] (1)已知：初始[S]含量、目标[S]含量、搅拌时间、搅拌模式，设定当前初始[S]含 量对应的脱硫剂最小加入量作为计算起点；
[0036] (2)根据脱硫剂最小加入量，计算渣钢间硫的平衡分配比LjP渣钢比Ws/W ;
[0037] 渣钢间硫的平衡分配比Ls取值范围在200~3000之间，渣钢比Ws/W取值范围在 0· 005~0· 7之间。
[0038] (3)根据脱硫速率常数与搅拌功率的关系，确定脱硫速率常数K，取值范围在0~ 1之间。
[0039] (4)计算脱硫剂最小加入量和搅拌时间内的终点[S]含量。
[0040] 终点[S]含量、渣中⑶含量计算公式为：
[0042] (% S) = ([% S]〇-[% S])*ffn/ffs
[0043] [% S]〇 初始铁水硫含量；
[0044] (% S)〇 初始渣中硫含量；
[0045] K 脱硫速率系数；
[0046] τ 脱硫时间；
[0047] (5)对比计算搅拌时间内的终点[S]含量和目标[S]含量。
[0048] 如果计算搅拌时间内的终点[S]含量< 目标[S]含量，对应的脱硫剂最小加入量 即为最优的脱硫剂设定值。如果计算搅拌时间的终点[S]含量〉目标终点[S]含量，脱硫 剂最小加入量继续循环计算。假设脱硫剂最小加入量=前一个脱硫剂最小加入量+循环步 长0. lt，进入步骤（2)、（3)、（4)、（5)。直到在搅拌时间内计算出终点[S]含量< 目标[S] 含量，得到脱硫剂最小加入量为脱硫剂设定值。
[0049] (6)计算的脱硫剂设定值减去第一批料已加入量定义为后4个阶段的脱硫剂设定 值，计算结果自动执行脱硫剂的下料控制程序。
[0050] 本发明的有益效果是：可以有效提高铁水预处理脱硫渣的脱硫能力，控制铁水终 点硫含量；准确监测脱硫剂变化对终点脱硫效果的影响，量化脱硫过程。
【附图说明】
[0051] 图1为本发明所述的脱硫预报流程图。
[0052] 图2为本发明所述的搅拌模式确定后，不同转速下铁水硫含量的变化趋势图。
[0053] 图3为本发明所述的脱硫控制流程图。
【具体实施方式】
[0054] 在本发明的控制方法中，根据不同的初始[S]含量、目标[S]含量、搅拌时间，计算 一定搅拌模式下的最优脱硫剂设定值和搅拌值。
[0055] (一）冶炼炉次：132C02406 钢种： BC06800F 到站温度： 1444°C; 到站[S]含量： 0.035%; 钢水重量： 298吨； 目标[S]含量： 0.0015%:
[0056] 按如下步骤进行：
[0057] St印1 :采集分析初始钢水信息，设定KR脱硫目标温度和目标[S]含量；
[0058] Step2 :脱硫搅拌开始后，计算机系统基于脱硫冶金机理计算脱硫剂设定值和搅拌 时间；如下：
[0059] 脱硫剂设定值 1900kg ;
[0060] 揽摔时间 8min ;
[0061] 搅拌模式为：
[0062] 冶炼阶段s 0-2min 2-3. 5min 3. 5-7min 7- 转速 r/ndn 20 100 120 ISO
[0063] Step3:操作人员确认数据后，计算机系统下发脱硫剂设定值给一级自动化控制系 统，自动执行，结果如下：
[0064] 到站时间： 0:28:20 前扒渣开始t 0:28:48 前扒渣结束: 0:30:10 搅拌开始： 0:36:09 搅拌结束： 0:43:49 后扒渣开始： 0:47:35 后扒渣结束： 0:55:23 出站时间： 0:58:53
[0065] Step4:脱硫结束后取样测温，结果如下：
[0066] 终点温度： 1395Γ 终点[S]含量； 0.0003% 回硫后[S]含量：0.0053% 搅拌时间: Smin
[0067] (二)冶炼炉次：132C02822 钢种： AC06300R 到站温度： 1367°C; 到站[S]含量： 0,063%; 钢水重量： 298吨； 目标[S]含量： 0.0015%:
[0068] 按如下步骤进行：
[0069] St印1 :采集分析初始钢水信息，设定KR脱硫目标温度和目标[S]含量；
[0070] Step2 :脱硫搅拌开始后，计算机系统