转炉吹炼控制方法及转炉吹炼控制系统技术方案

本发明专利技术所涉及的转炉吹炼控制方法通过热平衡计算及物质平衡计算，算出用于将转炉中的吹炼结束时的钢水的温度及成分浓度控制为目标值的供氧量及冷却材料或升温材料的投入量，并基于算出的供氧量及冷却材料或升温材料的投入量，控制转炉中的吹炼，其中，作为热平衡计算中使用的装入铁水温度，使用在向转炉装入热平衡计算的对象亦即用作吹炼的原料的铁水的期间中测量到的铁水的温度。期间中测量到的铁水的温度。期间中测量到的铁水的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转炉吹炼控制方法及转炉吹炼控制系统


[0001]本专利技术涉及一种用于将吹炼结束时的钢水的温度及成分浓度控制为目标值的转炉吹炼控制方法及转炉吹炼控制系统。

技术介绍

[0002]转炉作业是通过向装入至转炉内的铁水、废料(scrap)等构成的主原料供给氧来进行氧化精炼(吹炼)，从而得到钢水的制钢工序。在转炉作业中，为了将吹炼结束时(停炉)的钢水的温度及碳浓度等成分浓度控制为目标值，而进行组合静态控制和动态控制而成的吹炼控制。在静态控制中，使用基于热平衡及物质平衡的数学模型，在吹炼开始前决定用于将钢水的温度及成分浓度控制为目标值所需要的供氧量和冷却材料或升温材料的投入量。另一方面，在动态控制中，使用副枪(sublance)在吹炼中测量熔融金属的温度及成分浓度，根据基于热平衡及物质平衡和反应模型的数学模型，修正在静态控制中决定的供氧量、冷却材料或升温材料的投入量。然后，在动态控制中，最终决定并控制到停炉为止的供氧量及冷却材料或升温材料的投入量。
[0003]在组合静态控制和动态控制而成的吹炼控制中，若静态控制中的误差过大，则动态控制中的修正变得困难，存在无法将停炉时的钢水的温度、成分浓度控制为目标值的情况。因此，需要尽可能减小静态控制中的误差。静态控制中使用的数学模型由热平衡计算和氧平衡计算这两种计算构成。其中，在热平衡计算中，以向转炉内的热输入量的总和与热输出量的总和相等的方式算出冷却材料或升温材料的投入量。
[0004]热平衡计算中使用的数学式由热输入确定项、热输出确定项、冷却项或者升温项、误差项以及由操作人员进行的温度修正项构成。为了减小静态控制中的误差，需要对构成数学式的各项赋予适当的值来进行热平衡计算，人们研究了用于求出适当的值的方法。例如在专利文献1中，公开有如下方法：基于根据由辐射温度计测量到的转炉的内衬耐火物的表面温度和时刻信息求出的放冷曲线，预测之后的吹炼中的钢水的温度下降量，并用于静态控制中的热平衡计算。
[0005]专利文献1：日本特开2012
‑
87345号公报
[0006]专利文献2：日本特开2012
‑
117090号公报
[0007]然而，即使应用专利文献1所公开的方法，也依然未消除静态控制中的误差，其结果是，并未达到使停炉时的钢水的温度的控制精度显著提升。此外，还提出有如下方法：灵活利用吹炼中的废气信息(废气流量、废气成分)等从利用副枪的测量之前在吹炼中依次得到的信息，并使其反映于转炉作业，从而提高利用数学模型的钢水的温度、成分浓度的推断精度。例如在专利文献2中，公开有如下方法：灵活利用废气信息，推断表征吹炼中的脱碳特性的脱碳氧效率衰减常量及最大脱碳氧效率，并使用推断结果来推断钢水的温度及碳浓度。根据专利文献2所公开的方法，脱碳反应中产生的反应热被高精度地反映于钢水的温度的推断，因此停炉时的钢水的温度的控制精度提升。然而，除脱碳反应以外，还存在对钢水的温度造成影响的因素，所以停炉时的钢水的温度的控制精度依然未到达能够满足的等
级。

技术实现思路

[0008]本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够高精度地将吹炼结束时的钢水的温度控制为目标值的转炉吹炼控制方法及转炉吹炼控制系统。
[0009]本专利技术的第一形态所涉及的转炉吹炼控制方法，通过热平衡计算及物质平衡计算，算出用于将转炉中的吹炼结束时的钢水的温度及成分浓度控制为目标值的供氧量及冷却材料或升温材料的投入量，并基于算出的供氧量及冷却材料或升温材料的投入量，控制转炉中的吹炼，其中，作为上述热平衡计算中使用的装入铁水温度，使用在向上述转炉装入上述热平衡计算的对象亦即用作吹炼的原料的铁水期间中测量到的铁水的温度。
[0010]本专利技术的第二形态所涉及的转炉吹炼控制方法，基于转炉中的吹炼开始时及吹炼中得到的转炉的操作条件及计测值，在吹炼中依次进行热平衡计算及物质平衡计算，从而依次推断吹炼进行时刻的熔融金属的温度及成分浓度，并基于推断出的熔融金属的温度及成分浓度，控制转炉中的吹炼，其中，作为上述热平衡计算中使用的装入铁水温度，使用在向上述转炉装入上述热平衡计算的对象亦即用作吹炼的原料的铁水的期间中测量到的铁水的温度，。
[0011]也可以是：作为上述热平衡计算中使用的装入铁水温度，使用在上述热平衡计算的对象亦即用作吹炼的原料的铁水从铁水保持容器向上述转炉流入时使用非接触的光学方法测量到的铁水的温度，。
[0012]也可以是：上述非接触的光学方法是如下方法：测量从铁水辐射的发光光谱，并根据从测量到的发光光谱选择的不同的两个波长的辐射能量比，算出铁水的温度。
[0013]也可以是：当上述不同的两个波长为λ1及λ2(＞λ1)时，λ1及λ2均处于400nm至1000nm的范围内，且λ1与λ2之差的绝对值为50nm以上600nm以下。
[0014]也可以是：当上述不同的两个波长为λ1及λ2(＞λ1)时，λ1及λ2均处于400nm至1000nm的范围内，且λ1与λ2之差的绝对值为200nm以上600nm以下。
[0015]也可以是：根据预先决定的上述不同的两个波长的发光光谱的辐射率之比，修正铁水的温度的测量值。
[0016]本专利技术的第一形态所涉及的转炉吹炼控制系统具备：温度计测器，光学测量在将作为转炉中的吹炼的原料使用的铁水装入上述转炉的期间中铁水的温度作为装入铁水温度；计算机，使用由上述温度计测器测量到的装入铁水温度，通过热平衡计算及物质平衡计算，算出用于将转炉中的吹炼结束时的钢水的温度及成分浓度控制为目标值的向转炉的供氧量及冷却材料或升温材料的投入量；以及控制装置，基于由上述计算机算出的向转炉的供氧量及冷却材料或升温材料的投入量，控制转炉中的吹炼。
[0017]本专利技术的第二形态所涉及的转炉吹炼控制系统具备：分光照相机，测量在作为转炉中的吹炼的原料使用的铁水装入上述转炉的期间中铁水的双色温度信息；第一计算机，使用由上述分光照相机测量到的双色温度信息，算出上述铁水的温度作为装入铁水温度；第二计算机，使用由上述第一计算机算出的装入铁水温度，通过热平衡计算及物质平衡计算，算出用于将转炉中的吹炼结束时的钢水的温度及成分浓度控制为目标值的向转炉的供氧量及冷却材料或升温材料的投入量；以及控制装置，基于由上述第二计算机算出的向转
炉的供氧量及冷却材料或升温材料的投入量，控制转炉中的吹炼。
[0018]本专利技术的第三形态所涉及的转炉吹炼控制系统具备：温度计测器，光学测量在作为转炉中的吹炼的原料使用的铁水装入上述转炉的期间中铁水的温度作为装入铁水温度；计算机，使用由上述温度计测器测量到的装入铁水温度，依次算出吹炼中的钢水的温度；以及控制装置，基于由上述计算机算出的吹炼中的钢水的温度，控制转炉中的吹炼。
[0019]本专利技术的第四形态所涉及的转炉吹炼控制系统具备：分光照相机，测量在作为转炉中的吹炼的原料使用的铁水装入上述转炉的期间中铁水的双色温度信息；第一计算机，使用由上述分光照相机测量到的双色温度信息，算出上述铁水的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种转炉吹炼控制方法，通过热平衡计算及物质平衡计算，算出用于将转炉中的吹炼结束时的钢水的温度及成分浓度控制为目标值的供氧量及冷却材料或升温材料的投入量，并基于算出的供氧量及冷却材料或升温材料的投入量，控制转炉中的吹炼，其特征在于，作为所述热平衡计算中使用的装入铁水温度，使用在向所述转炉装入所述热平衡计算的对象亦即用作吹炼的原料的铁水的期间中测量到的铁水的温度。2.一种转炉吹炼控制方法，基于转炉中的吹炼开始时及吹炼中得到的转炉的操作条件及计测值，在吹炼中依次进行热平衡计算及物质平衡计算，从而依次推断吹炼进行时刻的熔融金属的温度及成分浓度，并基于推断出的熔融金属的温度及成分浓度，控制转炉中的吹炼，其特征在于，作为所述热平衡计算中使用的装入铁水温度，使用在向所述转炉装入所述热平衡计算的对象亦即用作吹炼的原料的铁水的期间中测量到的铁水的温度。3.根据权利要求1或2所述的转炉吹炼控制方法，其特征在于，作为所述热平衡计算中使用的装入铁水温度，使用在所述热平衡计算的对象亦即用作吹炼的原料的铁水从铁水保持容器向所述转炉流入时使用非接触的光学方法测量到的铁水的温度。4.根据权利要求3所述的转炉吹炼控制方法，其特征在于，所述非接触的光学方法是如下方法：测量从铁水辐射的发光光谱，并根据从测量到的发光光谱选择的不同的两个波长的辐射能量比，算出铁水的温度。5.根据权利要求4所述的转炉吹炼控制方法，其特征在于，当所述不同的两个波长为λ1及λ2、且λ2＞λ1时，λ1及λ2均处于400nm至1000nm的范围内，且λ1与λ2之差的绝对值为50nm以上600nm以下。6.根据权利要求4所述的转炉吹炼控制方法，其特征在于，当所述不同的两个波长为λ1及λ2、且λ2＞λ1时，λ1及λ2均处于400nm至1000nm的范围内，且λ1与λ2之差的绝对值为200nm以上600nm以下。7.根据权利要求4～6中的任一项所述的转炉吹炼控制方法，其特征在于，根据预先决定的所述不同的两个波长的发光光谱的辐射率...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉野智裕，高桥幸雄，天野胜太，川畑凉，菊池直树，茶谷悠乔，野中俊辉，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：