论文摘要
本文应用冶金热力学、动力学及传输原理等相关知识,对熔池中各种杂质元素的氧化机理及其限制环节分别进行了讨论,同时结合质谱仪测得的炉气成分数据,建立了描述转炉冶炼过程的动态数学模型。找出了碳含量与炉气量及其成分的函数关系;温度与碳含量及脱碳速率的关系;氧含量与温度和脱碳速率的关系;锰、磷等元素的变化趋势;炉气成分的变化规律与炉况的关系等。通过数学模型计算出在冶炼过程中,熔池中各组元的成分变化及熔池温度变化,并对其计算结果与现场数据进行比较,得到较好的吻合。通过调整相关模型参数来模拟供氧强度与成分变化的关系、并根据炉气成分的变化趋势及特点得出如下结论。（1）根据质谱仪对炉气成分的在线检测,应用物料平衡可准确并实时计算熔池中碳含量。本模型通过对相关参数的修正,碳含量的预测值与实际值之差在±0.03%范围可达90%。（2）温度是熔池中碳含量w[C]和脱碳率的函数,利用该模型可根据炉气成分和脱碳率的异常表现,实时监控炉内的温度变化;由模型计算结果与实际炉内温度变化基本一致,预测值与实际值之差在±10℃为60%,误差±20℃为90%。（3）由模型仿真知:碳氧积m是温度T和CO分压的函数,其值在炼钢的大部分时间内处于0.001-0.006之间,受温度变化的影响不明显,主要随着CO分压的降低而减小,在靠近吹炼始末两端表现尤为突出,符合转炉冶炼实际情况。（4）模型中的氧含量w[O]是脱碳率与温度的函数。在顶底复吹的情况下,采用该模型控制钢水终点氧值与实际吹炼的终点氧值相吻合。（5）本模型预测熔池钢水中锰、磷元素随温度的变化趋势与实际转炉冶炼相似。
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摘要ABSTRACT1 现代转炉炼钢技术的发展1.1 转炉炼钢的发展1.2 转炉炼钢过程自动控制1.2.1 转炉炼钢过程自动控制技术的发展1.2.2 熔池反应信息检测技术1.3 炉气分析技术概况1.3.1 炉气分析技术的发展及应用1.3.2 炉气分析技术原理概述1.3.3 炉气分析技术的设备组成1.4 机理数学模型2 选题的目的和意义2.1 选题背景2.2 研究的目的和意义2.2.1 研究目的2.2.2 研究内容3 全程动态碳含量模型3.1 转炉脱碳反应特点分析3.2 转炉烟气成分与炉气成分的转换3.2.1 转炉烟气的形成和主要特点3.2.2 转炉烟气成分与炉气成分的转换3.3 转炉冶炼动态碳含量模型3.3.1 脱碳模型的建立3.3.2 实验数据的校正4 熔池温度模型的建立4.1 非平衡态不可逆过程热力学4.2 熔池温度模型的建立4.2.1 脱碳反应限制性环节分析4.2.2 温度模型的建立5 熔池中氧、锰、磷含量模型的建立5.1 氧含量模型的建立5.1.1 熔池中氧浓度的特点5.1.2 氧含量模型建立5.2 锰、磷含量模型5.2.1 锰的氧化限制性环节分析5.2.2 磷的氧化过程限制性环节分析5.2.3 锰、磷含量机理模型的建立6 数学模型的计算结果与分析6.1 烟气成分的变化规律2的变化规律'>6.1.1 烟气和炉气中CO 和Co2的变化规律2和Ar 的变化规律'>6.1.2 烟气中N2和Ar 的变化规律2的变化规律'>6.1.3 烟气中H2的变化规律6.1.4 正常炉况下炉气中各种气体成分的变化规律6.2 碳含量的计算结果与分析6.2.1 文献数据模拟6.2.2 现场数据模拟6.3 温度模型分析6.4 氧含量模型6.5 锰磷含量模型结论参考文献致谢
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标签：复吹转炉炼钢论文; 炉气分析论文; 非平衡热力学论文; 动态数学模型论文;
