本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐冶煉中高碳鋼過程及終點控制研究

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【摘要】：隨著中國制造2025的發(fā)展,鋼鐵行業(yè)的智能制造正在探討之中,煉鋼過程的智能化是未來鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)智能制造的一個重要內(nèi)容,而轉(zhuǎn)爐煉鋼終點的穩(wěn)定與準確控制是智能煉鋼需解決的問題之一。由于國內(nèi)煉鋼工藝發(fā)展不均衡,缺乏動態(tài)檢測設(shè)備的轉(zhuǎn)爐占有相當比例,因此針對此類轉(zhuǎn)爐研發(fā)煉鋼過程及終點控制技術(shù),對于國內(nèi)煉鋼工藝控制水平的整體提升具有重要作用。本文針對缺乏動態(tài)檢測設(shè)備的轉(zhuǎn)爐冶煉中高碳鋼終點鋼水成分和溫度命中率偏低、吹煉過程控制難度偏大的難題,通過開展80噸轉(zhuǎn)爐煉鋼吹氧和造渣優(yōu)化控制模型研究、基于熔池混勻度的冶煉過程模型研究、冶煉后期鋼水磷和錳含量預報模型研究、冶煉末期補吹模型研究,研發(fā)轉(zhuǎn)爐冶煉中高碳鋼過程及終點控制技術(shù),以實現(xiàn)中高碳鋼冶煉終點鋼水成分和溫度的準確控制。采用氧平衡理論模型與統(tǒng)計模型相結(jié)合的方法構(gòu)建了轉(zhuǎn)爐吹氧量綜合預報模型,該模型對于氧耗量預報的平均相對誤差小于1%。通過轉(zhuǎn)爐水力學模擬實驗研究了主要工藝參數(shù)對轉(zhuǎn)爐熔池攪拌混勻效果影響的顯著性。構(gòu)建了轉(zhuǎn)爐煉鋼過程造渣料加入量模型,制定了轉(zhuǎn)爐煉鋼過程造渣料的加入制度。重新定義了“熔池混勻度”的概念,并結(jié)合經(jīng)典轉(zhuǎn)爐脫碳三階段理論和熔池熱平衡原理,建立了基于熔池混勻度的轉(zhuǎn)爐(無副槍)冶煉過程模型。該模型應用于中高碳鋼冶煉過程,碳含量預報誤差在±0.04%范圍且溫度預報誤差在±15℃范圍內(nèi)時的概率是72%。通過分析轉(zhuǎn)爐冶煉過程鋼水磷和錳元素的氧化反應機理,采用數(shù)據(jù)挖掘結(jié)合反應機理分析的方法構(gòu)建了基于多層遞階回歸分析的冶煉后期磷含量預報模型和基于遺傳算法優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡冶煉后期錳含量預報模型。其中,與磷含量預報模型的預報誤差在±0.004%范圍內(nèi)時,模型的命中率為73%；當錳含量預報模型的預報誤差在±0.025%范圍內(nèi)時,模型的命中率為84%。針對轉(zhuǎn)爐冶煉中高碳鋼接近吹煉終點階段鋼水成分和溫度的變化規(guī)律進行研究,構(gòu)建了冶煉末期補吹模型�，F(xiàn)場應用表明,補吹方案實施后終點鋼水成分和溫度均達到出鋼要求,且模型用于預報終點鋼水溫度、碳、錳、磷和硫含量時,模型預報誤差相應分布在±10℃、±0.02%、±0.02%、±0.003%和±0.004%范圍。構(gòu)建了中高碳鋼冶煉過程及終點控制模型集,初步形成中高碳鋼冶煉過程及終點控制技術(shù),實現(xiàn)中高碳鋼冶煉過程及終點的準確控制。
【學位授予單位】：北京科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TF345

【參考文獻】

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1 神克常;牛建平;李立新;毛慧英;;潔凈鋼制備技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J];山東冶金;2012年02期

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本文編號：1303115