转炉副枪测量与成分预报技术_左康林

作者简介:左康林(1973-),男,梅山钢铁股份有限公司炼钢厂,工程师,硕士,从事钢铁冶金工作。

转炉副枪测量与成分预报技术

左康林1,邹俊苏1,孙晓辉1,吴建中2,Marrten Spanjers 2

(1.梅山钢铁股份有限公司炼钢厂,江苏南京210039;2.上海贺利氏电测骑士有限公司,上海201900)

摘　要:梅钢炼钢厂采用贺利氏副枪新技术和自主开发成分预报模型相结合的办法,对转炉冶炼过程进行控制。结果表明,过程碳、终点碳含量的预测精度提高,误差分别降低到0.023%和0.006%,同时也使转炉模型预测终点磷含量精度的准确性提高到96.47%。关键词:副枪;测温;取样;碳;磷

中图分类号:TF 345.01　文献标识码:A 文章编号:100221043(2009)022*******

Sub 2lance measuration and Composition Prediction in BOF Steelmaking

ZUO Kang 2lin 1,ZOU J un 2su 1,SUN Xiao 2hui 1,WU Jian 2zhong 2,Marrten Spanjers 2(1.Steel 2making Plant ,Shanghai Meishan Iron &Steel CO.,Lt d.,Nangjing 210039,

China ;2.Shanghai Heraeus Elect ro 2nite CO.Lt d.,Shanghai 201900,China )Abstract :In Meishan Steel 2making Plant t he newly developed Heraeus sub 2lance tech 2nology is used in connection wit h t he self developed compositions prediction model to control t he overall p rocess of t he converter refining.Result s show t hat t he prediction accuracy of t he p rocessing carbon content and end 2point carbon content has been im 2p roved and t heir p rediction deviation rates lowered down to 0.023%and 0.006%re 2spectively.

K ey w ords :sub 2lance ;temperat ure measuring ;sample taking ;carbon ;p hosp horus

在转炉冶炼过程中,炉渣[1,2]的控制是非常重要的,及时了解炉渣的温度、氧含量及炉渣厚度是冶金工作者所希望的。但由于条件所限,传统方法无法及时地获得这些数据,一般只能通过倒炉取极少部分试样进行分析。随着对转炉生产能力和钢水质量要求的提高,需要转炉冶炼操作更加精确和高效。梅钢目前有两座公称容量为150t 转炉,入炉铁水成分(质量分数)C 为4.0%～

4.5%、Si 为0.3%～0.7%、Mn 为0.3%、P 约0.19%,主要产品以低碳钢为主。梅钢利用自主

开发的成分预测技术和贺利氏公司开发的在线检测炉渣技术相结合,对转炉末期炉内状态进行测量,达到有效地调控转炉终点的效果。

1　系统组成

在转炉副枪系统上并联一台带有专用程序的MUL TI 2L AB III 仪表,将副枪枪位信号通过BCD

码接入副枪仪表,同时将仪表同二级计算机

(L EV EL 2)相连接,以获取冶炼试样的分析成分,测量数据也将输出到L EV EL 2系统中各种炼钢模型上,进行数据处理与反馈。系统组成结构见图1

。

图1　系统组成结构图

2　副枪测量与预测

传统副枪[3]在测量过程中,使用两种探头[4],

・

95・2009年　4月第25卷第2期炼　钢Steelmaking Ap r.2009

Vol.25　No.2

一种为TSC 型探头,用于吹炼过程中测量转炉过程的温度、碳含量,根据TSC 测量结果进行转炉冶炼动态模型计算。另一种为TSO 型探头,用于终点测量钢水的温度、氧含量、碳含量、液面高度等。贺利氏最新技术在这些测量值的基础上,通过改进,提高过程定碳、终点定碳、液面高度的精度及成功率,增加了渣层厚度的测量和测定钢水的磷含量的功能。

2.1　提高过程定碳的精度

过程定碳是根据钢液凝固温度来计算的,钢液凝固温度不仅与碳有关,而且同钢的其它化学成分(Si 、P 、Mn 、S 等)有关,传统的定碳技术并未充分考虑其它化学成分的影响,而实际上这些元素会造成凝固温度偏差0.5～2.5℃,造成钢水中碳质量分数的偏差0.006%～0.04%。MUL TI 2L AB III 副枪系统增加了对钢水中其它成分的分析,通过取样分析的化学成分反馈到仪表,进行数据处理和优化,从而提高其精度。经过测算,修正前的平均偏差为0.04%左右,修正后的偏差为0.023%,提高动态模型的运算精度,达到减少过吹、减少氧气耗量和吹炼时间等效果。从图2所示可以看到动态测量的精度得到了提高

。

图2　优化前后的过程定碳与化验碳

2.2　提高终点碳的精度

终点碳[5]通常是根据固定的碳氧积来计算,实际上碳氧积随冶炼条件变化而变化的,特别是顶底复吹转炉,底吹气体搅拌状况对碳氧积影响很大,许多测量结果的偏差就因为碳氧积的变化而产生。MUL TI 2LAB III 副枪系统采用反馈的碳分析值,实时优化碳氧平衡,新公式的碳氧积为自适应的公式,提高定碳精度,平均定碳与化学分析碳的偏差从原来的0.010%降低到0.006%。从图3可以看出其准确性明显提高。

2.3　提高液面测量的成功率及精度

由于钢水和炉渣的氧含量的显著变化,

可以

图3　优化前后的终点定碳与化验碳

很清晰地判断钢渣界面,也就是钢液面。新技术又增加另外一条曲线,该曲线也能判断界面,这样

有两条曲线共同判定钢液面,提高了测量精度,同时成功率也由原先的74%左右,提高到97.68%。

2.4　炉渣参数测量

MUL TI 2L AB III 副枪系统对功能进行了扩展,TSO 探头测量了钢水的温度、氧含量、液面后,探头继续提升,在经过渣层时,通过特殊处理,测量炉渣的温度和氧含量,当到达空气与炉渣界面时,信号的突然消失,提供了一个开关量来判断炉渣的厚度,通过液面高度和炉渣高度,能计算出炉渣的厚度。炉渣的温度及氧含量的测定,对冶金工作者及时判断冶炼状况,提供了依据。2.5　副枪定磷技术

除了碳之外,钢水中磷含量也是转炉冶炼操作过程中要及时了解的信息,作为出钢的依据。新技术开发了渣氧测定的软件包(专利技术),当副枪TSO 探头提升时,能测定渣中氧和温度。通过将钢水和渣中的温度、氧含量、原始铁水成份、副枪测得的渣量等输入计算机,通过特殊处理可计算钢水的磷含量,如下式:

P =f (T steel ,T slag ,O steel ,O slag ,渣量,铁水成分)(1)式中,T steel ,T slag 为副枪测得钢水温度和渣层温度,℃;O steel ,O slag 为副枪测得的钢水和渣中的氧质量分数,%。

3　磷含量预测精度的提高

由于传统转炉终点磷含量预测精度不能满足生产要求,一般钢厂只能依靠分析试样获取磷成分信息,存在磷含量信息获取的滞后性,影响转炉冶炼周期,或者需要增加石灰等脱磷物料的消耗以保证转炉终点磷含量满足钢种要求。同时仪表

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