[发明专利]一种转炉终点磷含量预报方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢工艺领域，特别涉及一种用于转炉冶炼终点磷含量的预报方法。

背景技术

准确的转炉冶炼终点控制，是提高钢水质量，释放转炉产能，降低转炉冶炼成本的有效保证。因此，各种终点控制设备和方法应运而生。例如，通过副枪测试转炉冶炼过程的温度和碳含量，基于自动化炼钢动态模型预测转炉终点的温度和碳含量，冶炼终点再通过副枪测试钢水的氧电势和温度，通过氧电势计算钢水碳含量，判断钢水的碳含量和温度是否满足出钢要求。也有基于质谱仪分析转炉冶炼产生的烟气变化情况，预测炉内钢水碳成分，确定转炉吹氧终点时刻。副枪和质谱仪设备在转炉的应用，促进了自动化炼钢技术的快速发展，提高了转炉终点的控制水平。

但是，目前的自动化炼钢设备和模型对终点的预测和判断，主要还是钢水温度和碳含量，技术也取得了很大的进步，相对比较成熟。而对钢水其他成分的预测模型和手段较少。从炼钢厂转炉钢水质量不合改判的实际数据来看，因为钢水碳成分和温度不合而导致的钢种改判比例相当少，转炉钢水磷含量不合格是钢种改判的主要原因。

对于转炉终点磷的判断目前主要有四种方法，但都存在一定的局限性。一是依靠操作者在冶炼过程中观察火焰，判断造渣情况，依据经验判断转炉终点磷含量。这种方法受操作者的经验和个人技能影响较大，准确性不高。二是有副枪的条件下，依靠过程测试时，副枪取样化验分析的磷含量，预测转炉终点磷。这种方法一则必须有副枪装置，二则必须调整副枪过程测试的相关参数，保证取样的成功率。同时还必须保证在转炉终点结束时过程测试的试样分析完毕，才能对终点磷进行预测。三是终点取完样后，送化验室进行化验分析，涉及到取样、冷却、送样、制样、化验分析环节，所需时间都在5min以上，这期间高温钢水在炉内对炉衬浸泡侵蚀，同时损失温度，影响供钢节奏，降低了转炉作业效率。四是通过专门的定磷探头，通过测定钢水的磷电势与取样化验分析磷含量对比，积累大量数据进行回归分析，得到磷电势与钢水磷含量之间的函数关系式。这种方法需要专门的定磷探头，专门的测试装置和仪表，更重要的是由于钢水的磷电势较低，对定磷探头的偶丝必须有较高的灵敏性和稳定性，目前在行业内还处于试验阶段，未进行工业化推广应用。

发明内容

本发明旨在提供一种可提高磷含量预报准确性，避免钢种改判，减少温度损失，提高转炉作业率的转炉终点磷含量预报方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种转炉终点磷含量预报方法，其特征在于：

1、建立数据通讯与传输系统：

a、建立化验室与OPC（实现应用程序与各种工业控制设备之间高效、灵活进行数据读写的一种协议）服务器之间的通讯，进行铁水、钢水试样分析数据的传输。

b、建立转炉仪表PLC与OPC服务器之间的通讯，进行入炉铁水、废钢重量、转炉造渣物料重量冶炼基础数据的传输。

c、建立副枪PLC与OPC服务器之间的通讯，进行副枪测试数据的传输。

d、建立OPC服务器与数据库以及预报计算系统与数据库之间的连接。

2、转炉吹炼开始后，转炉终点磷预报计算系统从数据库中读取最新的500炉数据，这些数据包括：铁水成分、入炉铁水及废钢重量、转炉冶炼过程的各种造渣材料数量、TSC（转炉吹炼过程副枪测试用探头，包括测温、取样、结晶定碳三个方面的功能）测试后的吹氧量、TSC和TSO（转炉吹炼终点副枪测试用探头，包括测温、取样、测氧电势三个方面的功能）测试数据、转炉终点磷含量以及碳氧积。

3、转炉终点磷预报计算系统将读取的数据组成矩阵，以磷元素为Y列，其余数据组成因子矩阵，求解每列因子相应的参数。

4、转炉进行TSO测试时，将本炉的铁水成分、铁水重量、废钢种类及数量、转炉加入的造渣材料种类及对应数量、TSC测试数据、TSC测试后吹氧量、最近5炉碳氧积平均值、TSO测试结果通过各自的PLC存入到磷预报计算系统数据库。

5、磷预报计算系统数据库根据步骤（3）的方法求得参数，结合步骤（4）的实际数据，进行矩阵运算，求得转炉终点磷含量；并将预报结果数据回传至副枪PLC系统，在副枪输出TSO数据后，随即输出预报磷含量。

本发明的有益效果为：

1、克服人为判断缺陷，提高转炉终点磷含量预报的准确性，使预报磷含量与化验分析磷含量偏差在±0.003%范围的比例达到91.5%以内，有效减少由于磷元素不合导致的钢种改判问题。