[发明专利]一种在线预测循环真空脱气法中钢水总脱碳量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金精炼的生产控制技术领域，更具体地讲，涉及一种在线预测循环真空脱气过程中的钢水脱碳量的方法。

背景技术

循环真空脱气法(即，RH法)的真空脱碳对于生产超低碳钢起着关键的作用，但是RH脱碳的在线控制技术却由于无法实时监测碳氧含量而无法提高精度；现行的RH脱碳控制模型多为静态模型，无法准确模拟RH真空装置内脱碳过程的实际状态，例如文献“Effect of Refining Conditions for Ultra Low Carbon Steel on Decarburization Reaction in RH Degasser”(ISIJ International，1992，32(1)：126～135.Yamaguchi K.et al)，忽略了上升管内气泡的脱碳作用和真空室液滴的脱碳作用；文献“Dynamic Modeling and Control of Vacuum Circulation Process”(Iron and Making，1993，20(5)：390.Kleimt B.et al)没有考虑上升管内气泡和真空室液滴位置的脱碳作用；而文献“RH-MFB脱碳过程模型与工艺优化”(唐山：河北理工大学硕士论文，刘泊松，2005)虽然考虑了钢液本体、飞溅液滴与提升气体氩气泡表面的脱碳，但是对于脱碳机理的描述也不够详尽。到目前为止所见文献与专利均没有讨论脱碳位置在不同的脱碳阶段对于脱碳速率的影响。现行的RH脱碳控制模型多为静态模型，只能通过经验数据设定真空度、压降模式等工艺参数，一旦运行便无法修改参数，无法准确检测真空室中的碳氧含量，及时修正计算结果，导致精度无法保证。

文献“Application of Off-gas Analysis for RH Decarburization Process”(SEAISI Quarterly，1997，26(2)：27-30.Ming.SiangChiang，et al.)显示在RH排气系统中安装质谱仪，通过质谱仪在线连续检测排气中CO、CO₂等的变化，同时以来钢条件以及脱碳过程的真空度、压降模式、提升气体流量等相关参数计算钢中碳含量的变化，从而采取最优化的工艺参数，达到自动控制及精确控制的目的。但是这种动态的脱碳模型需要在RH排气系统中安装质谱仪，通过质谱仪在线连续检测排气中CO、CO₂等的变化，并且要实时监测真空度变化和提升气体流量变化，进行计算，过程多次取样化验碳含量，成本很高，国内很多钢厂无法达到如此条件。

基于上述原因，本发明的，既解决了静态模型不灵活，精度难以提高的问题，又改善了动态脱碳模型成本高的情况。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种能够在线预测循环真空脱气法的钢水脱碳量的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种在线预测循环真空脱气法中钢水总脱碳量的方法。所述循环真空脱气法通过包括真空室和上升管的循环真空脱气装置实现，所述方法包括以下步骤：将循环真空脱气装置内的脱碳过程划分为：高速反应阶段、强制脱碳阶段和低浓度反应阶段；将循环真空脱气装置中的脱碳位置划分为：钢液内部CO气泡脱碳Q_CO、真空室内钢液自由表面脱碳Q_sur、真空室内Ar气泡表面脱碳Q_Ar、真空室内飞溅液滴脱碳Q_dro和上升管内Ar气泡表面脱碳Q_Ar，p；通过计算高速反应阶段、强制脱碳阶段和低浓度反应阶段所分别对应的钢液内部CO气泡脱碳Q_CO、真空室内钢液自由表面脱碳Q_sur、真空室内Ar气泡表面脱碳Q_Ar、真空室内飞溅液滴脱碳Q_dro和上升管内Ar气泡表面脱碳Q_Ar，p的总和，得出钢水总脱碳量。

在本发明的一个示例性实施例中，所述总脱碳量根据式(a)得出，所述式(a)为：∑Q^C＝α_CO×Q_co+α_sur×Q_sur+α_Ar×Q_Ar+α_dro×Q_dro+α_Ar，p×Q_Ar，p，