[发明专利]一种多变量的工业过程控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢的工业工程控制技术领域，具体为一种多变量的工业过程控制方法。

背景技术

炼钢将生铁、废钢和海绵铁等原材料炼制成钢的冶金方法和过程。在钢铁冶金生产流程中，炼钢是中心环节。钢的化学成分和冶金质量，主要是靠炼钢来达到要求的。炼钢是工业生产的重要环节，但是传统的炼钢技术步骤繁琐，且纯度比较低，容易使钢铁制品的寿命降低，严重影响人们的生活质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多变量的工业过程控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多变量的工业过程控制方法，包括生铁的熔炼步骤如下：

S1.造渣；调整机器以改变钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作；

S2.出渣；电弧炉炼钢在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作方式；

S3.熔池搅拌；把上述中的熔渣放置到溶池内，在向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件；

S4.电炉底吹；电炉熔炼过程中需要置于炉底的喷嘴将N₂、Ar、CO₂、CO、CH₄和O₂气体充入到熔炼炉内，根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的；

S5.熔化期；是把熔炼物料尽快熔化以及升温，并造好熔化期的炉渣，电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止；

S6.氧化期和脱炭期；是指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段；氧化期是氧化钢液中的碳、磷；去除气体及夹杂物；使钢液均匀加热升温；脱碳是保证钢的纯净度，要求脱碳量大于0.2％；

S7.精炼期；炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物，经化学反应选入气相或排、浮入渣中，使之从钢液中排除的工艺操作期；

S8.还原期；把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间内对炼钢的还原；其保证还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度；

S9.炉外精炼；将炼钢炉中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫二次冶金；

炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行：

(3)初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化；

(4)精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等；

S10.钢液搅拌；炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌，它使钢液成分和温度均匀化，并能促进冶金反应；多数冶金反应过程是相界面反应，反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节；

S11.钢包喂丝；包处理、钢包精炼、惰性气体处理、成分控制、增硅和终点控制；

S12.出钢；钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。

优选的，所述S1中的氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，能够向金属液面中传递足够的氧，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。

优选的，所述S2中用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣；或者其用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放出，以防回磷。

优选的，所述S10中的钢液在静止状态下，其冶金反应速度很慢，其中电炉中静止的钢液脱硫需30～60分钟；而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需3～5分钟。

本发明的有益效果是：本发明炼钢方法比较成熟，且方便操作，步骤比较简单，且炼钢的精度比较高，因此保证了钢铁制品的质量。

通过造渣：目的是通过渣-金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。

出渣：单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣；或者其用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放出，以防回磷。

熔池搅拌：熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。

电炉底吹：采用底吹工艺可缩短冶炼时间，降低电耗，改善脱磷、脱硫操作，提高钢中残锰量，提高金属和合金收得率；并能使钢水成分、温度更均匀，从而改善钢质量，降低成本，提高生产率。

精炼：将炼钢分两步进行的好处是：可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。

具体实施方式