脱碳模型在宝钢RH精炼的应用

由于转炉炼钢、连铸节奏的加快和RH精炼功能的不断增强,越来越要求RH精炼向高效化方向发展以适应整个流程生产节奏的需要,研究开发RH快速精炼与高效化生产技术已十分必要,在研究设备高效化的同时,必须重视先进的自动化

由于转炉炼钢、连铸节奏的加快和RH精炼功能的不断增强,越来越要求RH精炼向高效化方向发展以适应整个流程生产节奏的需要,研究开发RH快速精炼与高效化生产技术已十分必要,在研究设备高效化的同时,必须重视先进的自动化控制系统及完备实用的模型控制系统,高精度控制与智能化控制应作为今后RH精炼优化的重要方向,重视RH精炼的高精度控制技术与装备开发是RH顺行、提高竞争力的重要条件之一。宝钢RH精炼装置配备了先进稳定的自动控制系统,如新改造的3号RH自动控制系统采用了开放式系统架构,由基础自动化(L1)及过程控制自动化(L2)组成,基础自动化实现了对整个RH生产设备的控制、生产过程实时数据的采集与监视,过程控制自动化实现了对整个RH生产过程的实时控制和管理,过程控制是实现炼钢自动化的重要基础,而实现过程控制的核心是过程控制模型。宝钢自主开发并完善了3号RH过程控制模型,包括静态脱碳、动态脱碳、合金最小成本、温度推定、成分变化分析等模型。钢水在RH真空槽内环流过程中,钢水中的游离氧和碳发生了剧烈的脱碳反应,所产生的CO和顶枪吹入的部分氧气发生二次燃烧,脱碳反应、二次燃烧及空气泄露所产生的废气都进入排气管道,通过气体分析仪及废气流量仪对废气成分的检测可以推定出脱碳反应的进程。RH动态脱碳模型就是根据废气分析信息与流量信息预测出钢水中碳含量的变化,这对于冶炼超低碳钢十分重要,主要根据废气分析仪检测出实时排气流量和实时CO、CO2浓度,通过积分计算出钢水的脱碳量及脱碳速度,从而推算出钢水中的脱碳速度常数,最后算出钢水中剩余的碳浓度,指导操作把握脱碳所需的时间。在RH处理开始前,首先启动静态脱碳模型,计算出钢水中碳含量与游离氧含量的变化趋势,同时对RH的初始碳根据转炉的钢包碳进行计算修正,在排气过程中实时启动动态脱碳模型,在脱碳过程中根据分析试样进行模型推定值的调整,最终操作人员根据动态推定值与目标值进行对比,决定脱碳结束的时刻。RH过程控制是实现精炼自动化的重要基础,而实现过程控制的核心是过程控制模型,宝钢自主开发并完善了RH动态脱碳模型,其投用对促进RH的高效处理发挥了一定的作用。动态脱碳推定模型综合了自动控制技术、数值分析、真空脱碳原理与专家知识研究,实现了对钢水中碳含量的准确预测及在线运行,预测值与分析值绝对值偏差≤8×10-6的命中率为85.7%。(来源：中国冶金)