LF精炼脱氧合金化模型开发与在线应用

论文摘要

随着工业的发展和科技的进步,对钢材的质量和钢铁工业自动化提出了更高的要求。作为钢铁生产的重要控制环节—炉外精炼,合理的成分控制是保证产品质量、降低生产成本和劳动强度的有效手段。为了实现脱氧合金调整的自动化,开发脱氧合金化模型尤为重要。为此,本文以某钢厂2#方坯135t LF精炼炉为研究对象,研究发了LF精炼过程脱氧合金化模型,并在实际生产中进行了调试和验证,实现了脱氧合金化的自动控制。本文主要内容和结论如下：（1）首先通过工业实验得出：铝线、铝粒的平均利用率分别为98.36%、61.7%,其中铝粒利用率与造渣制度、氧势高低有关；LF精炼过程电极加热会使钢液增碳,其平均增碳量为0.0291%/（t·h）; LF精炼时会产生回锰,回锰量与钢液初始铝含量具有一定的关系,其关系式为△ω[Mn]=0.02327-0.8077·ω[Als]+7.78914（ω[Als]）2。为建立合理的LF精炼脱氧合金化模型奠定基础。（2）建立了脱氧合金化模型,该模型可以根据钢液硫含量预报脱硫所需终点[Al]s量,进而预报铝线喂入量,考虑了LF精炼时的电极增碳、钢液回锰；采用单纯形法,考虑价格因素建立了最小成本模型。（3）通过现场在线检测、实验数据对模型进行验证,结果表明：脱氧模型铝线±10m命中率为80%,铝粒±5kg的命中率86.7%；合金化模型C、Si、Mn、Ti收得率±10%的命中率分别为83.2%、71.9%、90.5%、94.2%,钢液C、Si、Mn成分±0.01%命中率分别为94.2%、95.1%、84.3%,±0.02%命中率分别为100%、100%、96.1%；C、Si、] Mn、Ti所对应合金加入量误差±5%准确度分别为59.2%、30.5%、62.8%、52.9%,±10%分别为85.7%、67.2%、84.3%、97.3%；最小成本模型确定用FeSi代替LAlFeSi可降低实验炉次4.6%的平均成本。（4）合金收得率直接关系到模型预报准确度,需增加参考炉次数量以提高合金收得率准确度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 LF炉基本介绍
• 1.1.1 LF简介
• 1.1.2 LF精炼功能
• 1.1.3 LF过程控制模型
• 1.2 脱氧合金化模型建立的意义、方法及现状
• 1.2.1 脱氧合金化模型建立的意义
• 1.2.2 脱氧合金化模型研究方法
• 1.2.3 脱氧合金化模型研究现状
• 1.3 本文研究主要内容及意义
• 第2章 LF脱氧合金化模型基础
• 2.1 模型建立理论基础
• 2.1.1 LF脱氧模型
• 2.1.2 LF合金化模型
• 2.1.3 合金最小成本模型
• 2.2 模型建立工业基础
• 2.2.1 实验数据采集
• 2.2.2 脱氧模型参数研究
• 2.2.3 合金化模型参数研究
• 第3章 LF脱氧合金化在线模型建立
• 3.1 模型建立基本假设
• 3.2 脱氧模型的建立
• 3.2.1 喂线脱氧控制模块
• 3.2.2 铝粒造渣控制模块
• 3.3 合金化模型的建立
• 3.3.1 收得率反算模块
• 3.3.2 钢水成分预报模块
• 3.3.3 合金控制模块
• 3.3.4 合金热效应模块
• 3.4 最小成本模型的建立
• 3.4.1 数学模型的建立
• 3.4.2 模型建立
• 第4章 模型在线验证与分析
• 4.1 脱氧模型验证
• 4.1.1 喂线模块
• 4.1.2 铝粒模块
• 4.2 合金化模型验证
• 4.2.1 收得率反算模块
• 4.2.2 成分预报模块
• 4.2.3 合金控制模块
• 4.3 最小成本模型检验
• 4.4 模型分析
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间获得科研成果
• 论文包含图、表、公式及文献