[发明专利]一种基于炉气分析的电弧炉冶炼过程控制方法

摘要

本发明属于电弧炉炼钢领域，涉及一种基于炉气分析的电弧炉冶炼过程控制方法。电弧炉钢水成分温度预报方法为：对电弧炉炉气成分、温度和流量进行连续检测，实时计算电弧炉脱磷速度、脱碳放热速度、热损失速度，进而计算预测电弧炉内钢水的成分与温度，根据电弧炉内钢水成分和温度的预报数据，实时动态调节供电强度和供氧流量，使电弧炉内钢水脱碳和钢水升温协调进行。本发明的有益效果是：该控制方法使电弧炉平均冶炼电耗降低3%，吨钢氧耗降低5%，电弧炉冶炼终点温度、成分双命中率提高10%，并且金属料消耗降低2%。

主权项

一种基于炉气分析的电弧炉冶炼过程控制方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤1：在电弧炉第四孔处炉气温度测量仪（5）和水冷取样器（2），在烟道上安装炉气流量计（9），所述水冷取样计（2）通过烟气冷却装置（3）、烟气净化装置（4）和输气管道与气体分析仪（1）连接；所述炉气温度测量仪（5）、气体分析仪（1）和所述炉气流量计（9）与PLC（6）连接，PLC（6）与上位机（8）连接，主程序初始化，加载数据存储数据库（7）；步骤2：所述主程序对电弧炉冶炼全程进行炉气成分温度流量数据分析采集，结合电弧炉供电系统、电弧炉供氧系统运行参数，在数据的基础上计算电弧炉内钢水的成分和温度，具体包括以下步骤：（2.1）电弧炉冶炼开始前，对电弧炉内的所有原料的初始状态进行计算，获得电弧炉炉体内所有原料中C、Si、Mn、P、S和Fe元素的总质量和总物理热量；（2.2）电弧炉冶炼过程中，由电弧炉炉气成分数据和电弧炉炉气流量数据计算电弧炉瞬时脱碳速度，将脱碳速度对时间积分，获得电弧炉的脱碳总量，进而预测电弧炉内剩余C元素含量；（2.3）电弧炉冶炼过程中，由电弧炉炉气成分数据和电弧炉炉气流量数据计算电弧炉内瞬时脱碳放热速度；由电弧炉炉气流量数据和电弧炉炉气温度数据计算电弧炉瞬时热损失速度；根据步骤2.1得到电弧炉炉体内所有原料中Si、Mn、P、S和Fe元素计算电弧炉其他化学反应放热速度；将瞬时脱碳放热速度加其他化学反应放热速度减瞬时热损失数据并对时间积分，获得电弧炉的能量收入总量，进而计算电弧炉内钢水的温度，并把得到的数据存储到所述数据库（7）中；步骤3.所述主程序从所述数据库中提取相应的数据，根据如下控制策略通过所述上位机（8）动态调节供电供氧强度，炉内钢水脱碳和钢水升温协调进行调节控制，具体如下：（1）当电弧炉升温比例与电弧炉脱碳比例都高于电弧炉冶炼时间比例时，控制电弧炉降低供氧流量10~100Nm3/h，（2）当电弧炉升温比例与电弧炉脱碳比例都低于电弧炉冶炼时间比例时，控制电弧炉提高供氧流量10~100Nm3/h，（3）当电弧炉升温比例高于电弧炉冶炼时间比例，而电弧炉脱碳比例低于电弧炉冶炼时间比例时，控制电弧炉降低供电强度20~100kVA，提高供氧流量10~100Nm3/h，（4）当电弧炉升温比例低于电弧炉冶炼时间比例，而与电弧炉脱碳比例高于电弧炉冶炼时间比例时，控制电弧炉提高供电强度20~100kVA，降低供氧流量10~100Nm3/h，（5）当电弧炉升温比例与电弧炉脱碳比例都电弧炉冶炼时间比例一致时，不进行调节；步骤4.通过上述步骤调节控制后，间隔10~100秒，主程序返回到步骤2继续进行采集。