直流LF爐冶煉工藝模型開發(fā).pdf

1、鋼包精煉爐是一種二次精煉設備，具有優(yōu)異的綜合性能，在生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。LF爐數(shù)學模型的應用有助于降低電耗、電極消耗、氬氣消耗及合金消耗等，并使產(chǎn)品的質(zhì)量得到提高。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對鋼的品種和質(zhì)量要求越來越高，近些年來直流鋼包精煉爐(DC LF)倍受人們的關(guān)注。它與交流鋼包精煉爐(AC LF)相比，具有以下多種優(yōu)點：耐火材料消耗指數(shù)小、電極消耗量低、電弧穩(wěn)定、熱效率更高等。 隨著計算機及自動控制技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中

2、的應用，在電爐冶煉-爐外精煉-連鑄-軋制這一短流程生產(chǎn)工藝中，LF爐的作用日益突出。因此，對LF爐鋼水終點成分和溫度的準確預測，是合理組織生產(chǎn)、提高鋼水質(zhì)量、降低煉鋼成本的重要前提。 本課題以某廠直流LF爐為工程依托，圍繞直流LF爐工藝過程中的供電升溫、成分微調(diào)、脫硫、脫氧和吹氬攪拌展開研究。針對以上問題，建立了供電升溫模型、合金微調(diào)及終點成分預報模型、脫硫造渣模型、脫氧模型和吹氬攪拌模型。模型使用Visual Basic 6.

3、0作為軟件開發(fā)工具，Microsoft Access 2003數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的管理，并編制了應用軟件。 以鋼水和爐渣為研究對象，通過對LF爐精煉過程能量收入和支出的系統(tǒng)考察和理論分析，利用體系的能量平衡規(guī)律推導了LF精煉過程鋼水的供電升溫數(shù)學模型。其中，包壁的傳熱(包括側(cè)壁和包底)分別采用圓柱坐標下和直角坐標下的一維非穩(wěn)態(tài)導熱微分方程及其初始條件和第三類邊界條件來描述，以有限差分方法求解。合金及渣料的能量收支分為熔化、溶解和

4、氧化三個階段計算。熔池表面的熱損失主要考慮輻射熱損。煙塵氣帶走的熱損以經(jīng)驗值處理。利用計算機求解模型，在精煉終點出鋼溫度滿足連鑄工序的要求的情況下，計算出冶煉過程所需輸入的電能。 通過對LF爐冶煉機理的研究和合金化操作的分析，針對不同的鋼種，推導出以下三個合金添加的公式：碳素鋼及低合金鋼、單元高合金鋼和補加系數(shù)法，即多元高合金鋼的合金添加計算。 采用LF爐精煉過程渣金脫硫反應熱力學計算建立脫硫造渣模型，求出精煉所需的渣量