一種轉(zhuǎn)爐提釩過程中轉(zhuǎn)爐實時溫度的預(yù)報方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)爐提釩過程中轉(zhuǎn)爐實時溫度的預(yù)報方法，包括：根據(jù)提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差、轉(zhuǎn)爐終點溫度和轉(zhuǎn)爐入爐溫度建立提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差、轉(zhuǎn)爐入爐溫度與轉(zhuǎn)爐實時溫度的線性變化的函數(shù)關(guān)系，然后采用該函數(shù)關(guān)系根據(jù)提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的實時溫度差計算并預(yù)報的轉(zhuǎn)爐實時溫度。本發(fā)明根據(jù)上述的函數(shù)關(guān)系，實時、動態(tài)的根據(jù)提釩氧槍進(jìn)出水的溫度差對轉(zhuǎn)爐熱狀態(tài)進(jìn)行定量描述，即對轉(zhuǎn)爐熔池溫度進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報，徹底地實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)爐提釩各項指標(biāo)的提高及自動控制。
【專利說明】一種轉(zhuǎn)爐提釩過程中轉(zhuǎn)爐實時溫度的預(yù)報方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐提釩【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種轉(zhuǎn)爐提釩過程中轉(zhuǎn)爐實時溫度 的預(yù)報方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 釩作為釩鈦磁鐵礦冶煉的重要副產(chǎn)品，即合理利用了礦石資源，同時能夠讓鋼廠 得到除鋼鐵產(chǎn)品之外的額外利潤。目前國內(nèi)企業(yè)從釩鈦磁鐵礦中提釩的基本上采用的是轉(zhuǎn) 爐提釩的方法。轉(zhuǎn)爐提釩，是在高爐煉鐵和轉(zhuǎn)爐煉鋼之間加入的一個流程。高爐冶煉釩鈦 磁鐵礦之后得到的高釩鐵水，送到提釩轉(zhuǎn)爐中用氧氣進(jìn)行吹煉，在適當(dāng)?shù)囊睙挆l件下將鐵 水中的釩氧化成釩的氧化物進(jìn)入渣中，再回收釩渣進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
[0003] 轉(zhuǎn)爐提釩具有反應(yīng)速度快、冶煉周期短、釩渣品位好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，但同時 由于該過程是由傳質(zhì)、傳熱、固體添加料的加熱和溶解、化學(xué)動力學(xué)、質(zhì)量平衡與熱平衡等 子過程所組成的非常復(fù)雜的高溫冶金過程，影響終點成分和溫度的因素很多。
[0004] 提釩過程提釩保碳的關(guān)鍵是合適溫度的控制，理論計算以及現(xiàn)場操作實踐上，終 點溫度一般控制在1360-1390°c，就能夠獲得較好的提釩指標(biāo)及半鋼質(zhì)量。
[0005] 楊超等人以承鋼轉(zhuǎn)爐提釩的生產(chǎn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，根據(jù)質(zhì)量、能量守恒及熱力學(xué)原理， 建立了轉(zhuǎn)爐提釩的靜態(tài)工藝模型。根據(jù)各輸入物料的用量、溫度及成分等輸入值，可求出各 輸出物料的收得量、成分等輸出參數(shù)的預(yù)報值。
[0006] 陳才等人構(gòu)建的轉(zhuǎn)爐提釩冷卻劑預(yù)報模型采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。
[0007] 鐘志強(qiáng)采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了轉(zhuǎn)爐提釩終點模型，包括溫度模型、終點碳模型、 終點釩模型。
[0008] 尹錫軍運用數(shù)理統(tǒng)計的方法和基于最小二乘法的多元線性回歸方法對攀鋼轉(zhuǎn)爐 提釩生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，通過數(shù)據(jù)分析，建立了攀鋼轉(zhuǎn)爐提釩生產(chǎn)的靜態(tài)模型。
[0009] 綜上所述，目前建立的轉(zhuǎn)爐提釩模型，取得了一定試驗的效果，但由于這一系列提 釩模型均為靜態(tài)模型，無法滿足目前實際工藝需求。鐵水成分、溫度波動較大，如鐵水中V、 Si、Mn波動等，采用上述靜態(tài)模型提銀，使得冷卻劑加入量、吹氧時間、終點成分和溫度等參 數(shù)，有時存在非常大的偏差，對釩渣質(zhì)量和半鋼質(zhì)量造成很大影響，因此無法滿足生產(chǎn)的實 際需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的靜態(tài)模型提釩過程中預(yù)報的溫度偏差太大導(dǎo)致 釩渣質(zhì)量和半鋼質(zhì)量下降的缺陷，提供一種能夠準(zhǔn)確預(yù)報轉(zhuǎn)爐提釩過程中轉(zhuǎn)爐實時溫度的 方法。
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)爐提釩過程中轉(zhuǎn)爐實時溫度的預(yù)報方 法，其中，該方法包括：根據(jù)提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差、轉(zhuǎn)爐終點溫度和轉(zhuǎn)爐入 爐溫度建立提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差、轉(zhuǎn)爐入爐溫度與轉(zhuǎn)爐實時溫度的線性變 化的函數(shù)關(guān)系，然后采用該函數(shù)關(guān)系根據(jù)提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的實時溫度差計算并 預(yù)報轉(zhuǎn)爐實時溫度。
[0012] 在本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)爐提釩過程中轉(zhuǎn)爐實時溫度的預(yù)報方法中，通過現(xiàn)場跟蹤及數(shù) 據(jù)統(tǒng)計分析，建立提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差、轉(zhuǎn)爐入爐溫度與轉(zhuǎn)爐實時溫度的 線性變化的函數(shù)關(guān)系，實時、動態(tài)地根據(jù)提釩氧槍冷卻水的進(jìn)出水的溫度差對轉(zhuǎn)爐熱狀態(tài) 進(jìn)行定量描述，即對轉(zhuǎn)爐實時溫度（即轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的實時溫度）進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報，從而實現(xiàn)了 對轉(zhuǎn)爐提軌各項指標(biāo)的提1?及自動控制。
[0013] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0015] 圖1是實施本發(fā)明的一種實施方式中溫度系數(shù)K與轉(zhuǎn)爐入爐溫度的線性統(tǒng)計圖；
[0016] 圖2是實施本發(fā)明的一種實施方式中預(yù)報溫度與實際溫度的統(tǒng)計對比圖；以及
[0017] 圖3是對比例中提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差與轉(zhuǎn)爐終點溫度之間的線 性統(tǒng)計圖。

【具體實施方式】
[0018] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0019] 本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)爐提釩過程中轉(zhuǎn)爐實時溫度的預(yù)報方法，該方法包括：根據(jù) 提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差、轉(zhuǎn)爐終點溫度和轉(zhuǎn)爐入爐溫度建立提釩氧槍中冷卻 水的進(jìn)出水的溫度差、轉(zhuǎn)爐入爐溫度與轉(zhuǎn)爐實時溫度的線性變化的函數(shù)關(guān)系，然后采用該 函數(shù)關(guān)系根據(jù)提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的實時溫度差計算并預(yù)報轉(zhuǎn)爐實時溫度。
[0020] 在本發(fā)明中，提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差是指提釩氧槍中冷卻水的出水 溫度（T 與提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)水溫度（Τ λ#)的溫度差；轉(zhuǎn)爐入爐溫度（?；)是指轉(zhuǎn)爐 內(nèi)鐵水的初始溫度；轉(zhuǎn)爐終點溫度（Τ?#)是指冶煉結(jié)束時轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的溫度。
[0021] 優(yōu)選地，建立函數(shù)關(guān)系的過程包括以下步驟：
[0022] ( 1)根據(jù)以下式（I)計算溫度系數(shù)Κ，
[0023] Κ=(Τ 終 _Τ0)+Τ 差 式（I)
[0024] 其中，Τ?#為轉(zhuǎn)爐終點溫度，?；為轉(zhuǎn)爐入爐溫度，Κ為溫度系數(shù)；
[0025] (2)將步驟（1)中得到的溫度系數(shù)Κ與轉(zhuǎn)爐入爐溫度I之間進(jìn)行線性統(tǒng)計，建立 線性變化的函數(shù)關(guān)系YzaXTfb，得到修正的溫度系數(shù)Υ ;
[0026] (3)根據(jù)修正的溫度系數(shù)Y建立如下式（II)所示的函數(shù)關(guān)系，
[0027] T=YXT 差+T0 式（II)
[0028] 其中，Τ為預(yù)報的轉(zhuǎn)爐實時溫度。
[0029] 優(yōu)選地，在轉(zhuǎn)爐提釩過程中，入爐鐵水含有C、Si、Mn、Ti和V，以入爐鐵水的總重量 為基準(zhǔn)，C的含量為4. 1-4. 6重量％，Si的含量為0. 05-0. 3重量％，Μη的含量為0. 1-0. 5重 量％，Ti的含量為0. 1-0. 35重量％，V的含量為0. 05-0. 35重量％，F(xiàn)e的含量為93-95. 6重 量％。
[0030] 優(yōu)選地，轉(zhuǎn)爐入爐溫度為1150-1400°c ;更優(yōu)選地，轉(zhuǎn)爐入爐溫度為1200-1320°c。
[0031] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0032] 實施例中，對116爐次的轉(zhuǎn)爐提釩進(jìn)行實時跟蹤，其中，在轉(zhuǎn)爐提釩過程中，入爐 鐵水含有C、Si、Mn、Ti、V和Fe，以入爐鐵水的總重量為基準(zhǔn)，C的含量為4. 5重量％，Si的 含量為0. 1重量％，Μη的含量為0. 3重量％，Ti的含量為0. 25重量％，V的含量為0. 15重 量％，F(xiàn)e的含量為94. 7重量％。
[0033] 記錄并統(tǒng)計提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差Ta、轉(zhuǎn)爐終點溫度Τ0Ρ轉(zhuǎn)爐入 爐溫度?；，接著建立提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差Τ β、轉(zhuǎn)爐入爐溫度T_與轉(zhuǎn)爐實時 溫度Τ的線性變化的函數(shù)關(guān)系，具體地，建立函數(shù)關(guān)系的過程如下：
[0034] (1)定義一個無量綱的溫度系數(shù)Κ，Κ表示相對于提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫 度差每變化l°c，轉(zhuǎn)爐升高的溫度。根據(jù)以下式（I)計算每一爐次的溫度系數(shù)Κ，
[0035] K=(T 終-τ0)+τ 差式（I)
[0036] 其中，為轉(zhuǎn)爐終點溫度即為提釩鐵水的出爐溫度，?；為轉(zhuǎn)爐入爐溫度即為提釩 鐵水的入爐溫度，T a為提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差；
[0037] (2)將步驟（1)中得到的116爐次的溫度系數(shù)K與轉(zhuǎn)爐入爐溫度?；之間進(jìn)行線性 統(tǒng)計，建立線性變化的函數(shù)關(guān)系Y=aXT Q+b，得到a=-0. 1072, b=147. 44,故修正的溫度系數(shù) Y=-0. 1072XTQ+147. 44,其中Y的相關(guān)系數(shù)R2=0. 7978,由此可見表示上述函數(shù)關(guān)系的線性 回歸直線的擬合優(yōu)度較高；
[0038] (3)根據(jù)修正的溫度系數(shù)Y建立如下式（II)所示的函數(shù)關(guān)系，
[0039] T=YXT 差+T0 式（II)
[0040] 其中，Τ為預(yù)報的轉(zhuǎn)爐實時溫度。
[0041] 然后，采用上述式（II)所示的函數(shù)關(guān)系根據(jù)提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的實時溫 度差1*計算并預(yù)報轉(zhuǎn)爐實時溫度Τ。其中，在上述116爐次的轉(zhuǎn)爐提釩過程中，Τ λ#、Τ !*、1'(|、1^、1(、￥和1'分別如下表1所示。
[0042] 表 1
[0043]

【權(quán)利要求】
1. 一種轉(zhuǎn)爐提釩過程中轉(zhuǎn)爐實時溫度的預(yù)報方法，其特征在于，該方法包括：根據(jù)提 釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫度差、轉(zhuǎn)爐終點溫度和轉(zhuǎn)爐入爐溫度建立提釩氧槍中冷卻水 的進(jìn)出水的溫度差、轉(zhuǎn)爐入爐溫度與轉(zhuǎn)爐實時溫度的線性變化的函數(shù)關(guān)系，然后采用該函 數(shù)關(guān)系根據(jù)提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的實時溫度差計算并預(yù)報轉(zhuǎn)爐實時溫度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，建立函數(shù)關(guān)系的過程包括以下步驟： (1) 根據(jù)以下式（I)計算溫度系數(shù)K， κ=(τ終-τ0)+τ差式（I) 其中，為轉(zhuǎn)爐終點溫度，?；為轉(zhuǎn)爐入爐溫度，Ta為提釩氧槍中冷卻水的進(jìn)出水的溫 度差，K為溫度系數(shù)； (2) 將步驟（1)中得到的溫度系數(shù)K與轉(zhuǎn)爐入爐溫度?；之間進(jìn)行線性統(tǒng)計，建立線性 變化的函數(shù)關(guān)系YzaXTfb，得到修正的溫度系數(shù)Y ; (3) 根據(jù)修正的溫度系數(shù)Y建立如下式（II)所示的函數(shù)關(guān)系， T=YXT 差+T0 式（11) 其中，Τ為預(yù)報的轉(zhuǎn)爐實時溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在轉(zhuǎn)爐提釩過程中，入爐鐵水含有C、Si、Mn、 Ti、V和Fe，以入爐鐵水的總重量為基準(zhǔn)，C的含量為4. 1-4. 6重量％，Si的含量為0. 05-0. 3 重量％，Μη的含量為0. 1-0. 5重量％，Ti的含量為0. 1-0. 35重量％，V的含量為0. 05-0. 35 重量％，F(xiàn)e的含量為93-95. 6重量％。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，轉(zhuǎn)爐入爐溫度為1150-1400°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，轉(zhuǎn)爐入爐溫度為1200-1320°C。
【文檔編號】C21C5/36GK104060024SQ201310639973
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】梁新騰, 曾建華, 常軍, 陳永, 李揚洲, 楊森祥, 陳均, 龔洪君, 喻林 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司