钢包精炼LF炉的控制开发和系统优化

随着电弧炉冶炼技术的不断发展,电弧炉炼钢日渐成熟,电弧炉和钢包精炼LF炉得到广泛的推广应用。钢包精炼LF炉作为电弧炉的一个分支,本文以钢包精炼LF炉为基础共同探讨钢包精炼LF炉的控制系统开发和优化。

LF精炼炉废钢自动加料系统工程实践

基于对废钢资源高效利用的目的,介绍了某企业开发的LF精炼炉废钢自动上料系统项目,分析了在LF精炼炉添加优质废钢的优势,主要包括可以高效利用废钢资源中的合金元素降低生产成本,提高经济效益;LF精炼炉添加废钢可以调整LF炉钢水重量来稳定连铸生产节奏;同时,对废钢上料系统设备进行了介绍,对钢铁企业开发LF精炼炉高废钢比加料项目提供了一定的参考价值。

LF精炼工艺智能控制与决策模型研究进展

LF精炼能有效控制钢水成分和温度,并且在炼钢–连铸之间起缓冲协调生产节奏的作用.在LF精炼中运用模型进行控制与决策,可以进一步规范精炼操作,提高钢水质量和稳定性,同时结合自动控制,将有力推动智能精炼的发展,实现炼钢流程的优化和效率提升.在钢铁行业智能制造的背景下,LF精炼工艺模型不再局限于单功能模型的建立和部署,开始朝着集成化、自动化和智能化的方向发展,同时其功能也由单一的预测和推荐转变为整体的智能控制和决策.因此,建立集成化模型,规范现场工艺,改善数据质量,同时结合自动化控制和闭环反馈,进一步来实现智能控制模型成为LF控制模型未来研究和应用的重要方向.本文总结了LF精炼控制与决策模型中关于合金化模型、造渣模型、温度模型、吹氩控制模型、钙处理模型等单功能模型以及智能精炼技术的发展与研究现状.系统梳理了不同模型的建模原理和实现功能,展望了未来LF工艺智能控制与决策模型的发展方向,为后续LF智能精炼技术的开发和应用提供参考.

含硼冷镦钢LF精炼成渣行为研究

结合化学成分、矿物组成、显微组织和相图分析,深入探讨了某钢厂含硼冷镦钢的LF精炼成渣过程。结果表明:LF精炼渣的三元碱度(CaO/(SiO_(2)+Al_(2)O_(3)))从2.25降至2.02;精炼进站渣样的主要矿相为CaO、Ca_(6)Al_(7)O_(16)、Ca_(3)MgSi_(2)O_(8),出站渣样矿相为CaO、Ca_(6)Al_(7)O_(16)、Ca_(2)SiO_(4)、FeB;进站渣样中钙镁黄长石、钙铝酸盐、氧化钙相互交织,出站渣样呈现玻璃化分层,硅酸二钙相呈聚集性分布,钙铝酸盐和氧化钙嵌布其中;LF精炼后熔渣的NBO/T比值从4.00降至3.34,解离程度降低。

马钢120 t LF精炼炉钢液温度预测模型的应用与优化实践

针对LF精炼炉钢液温度控制过度依赖人工经验的问题,马钢长材事业部以120 t LF精炼炉为研究对象,基于能量平衡原理,计算分析LF精炼过程中输入电能、合金化、炉渣热效应、钢包内衬散热、渣面辐射、吹氩搅拌和烟气热损失等热量对钢液温度的影响,建立LF精炼钢液温度的预测模型。经过跟踪实际生产试验、测温校正并优化模型,使模型取得了良好的应用效果。模型预测温度与实际测量值偏差绝对值≤5℃的比例为97.73%,偏差绝对值≤6℃的比例为100%。

电极接口松动对LF精炼过程的影响及优化措施

电极接口松动是LF精炼过程中的一个常见问题,会导致温度分布不稳定、废气处理效果差、精炼时间和能耗增加,以及产品质量和生产效率下降。为了解决电极接口松动问题,进行生产数据分析,提出优化措施,通过电极紧固技术应用,改善电极接口稳定性。结果表明:电极接口稳定性提高,有效改善了电极导电率和流动场均匀度,升温速率加快,温度稳定性呈现向好发展趋势,能耗降低、精炼时间减少,产品质量和生产效率提高,填补了电极接口松动对LF精炼过程影响的研究空白,为LF精炼工艺的进一步优化提供了新的思路和方法。

LF精炼炉钢包回转台驱动系统设计与分析

LF炉是整个钢铁精炼工艺过程中最为重要的设备,具有脱硫、脱氧,微调钢水成分的作用,对提高钢水品质具有重要作用;是每个钢企生产优钢特钢的必备设备。现有LF精炼炉主要结构型式分为双车式、回转台式以及电极旋转式。回转台式LF炉其特点是利用回转台的自转将钢水从等待工位转运钢水至冶炼工位进行冶炼;回转台式LF炉具有占地面积小,使用安全可靠,维护保养工作量小,效率高等优势。回转台作为LF精炼炉的重要组成设备,对整个精炼炉安全运行有着重要的作用;而回转台的平稳运行又取决于驱动装置设计的可靠性。针对回转台的驱动装置设计进行分析。通过对回转台驱动系统基础数据的计算、电机和减速机的选型,提出一个安全、可靠的设计方案,以便其他设计者进行参考。

废旧高铝砖在LF精炼渣中的溶解行为研究

LF精炼渣中Al_(2)O_(3)通常来源于铝矾土,其成分与废旧高铝砖相近,因此可用废旧高铝砖替代铝矾土作为LF精炼炉的造渣剂。将废旧高铝砖切割为∅17.3 mm×12.0 mm的试样与精炼渣分别在1600℃反应5、10、15和25 min,分析了废旧高铝砖试样在精炼渣中反应不同时间后的溶解率、显微形貌及溶解后精炼渣成分,探讨了废旧高铝砖在精炼渣中的溶解机制。结果表明:高铝砖溶解后与精炼渣存在明显的边界层,精炼渣中MgO会优先扩散至边界层与试样溶解的Al_(2)O_(3)形成Al_(2)O_(3)-MgO固溶体,随着反应时间的增加,Al_(2)O_(3)-MgO固溶体逐渐增多,反应后期在试样表面形成Al_(2)O_(3)-MgO固溶层,抑制了溶解产物铝酸钙相向精炼渣中扩散;反应25 min后,高铝砖试样溶解率达35%,且与反应5 min后的精炼渣相比,精炼渣中Al_(2)O_(3)含量(w)由27.1%提升至30.9%。

LF精炼结束后软吹时间对帘线钢LX82 A夹杂物控制的影响

针对帘线钢夹杂物控制,通常选择长时间软吹处理提高钢水洁净度,但会导致镁碳砖侵蚀加剧。通过工业生产试验,使用FEI Explorer 4自动扫描电镜,研究LF精炼结束后软吹时间对帘线钢盘条夹杂物成分、数量的影响;并采用贝卡标准评分和神户标准Max-T(ave)评分进行盘条夹杂物评价。结果表明,LF精炼结束后软吹时间45 min与软吹时间25 min生产工艺对比,盘条中尺寸大于3μm的氧化物夹杂成分基本类似,夹杂物密度分别为135个/100 mm^(2)、103个/100 mm^(2),LF精炼结束后软吹时间25 min工艺夹杂物数量密度略低。扩大对比试验数量,盘条贝卡标准评分和神户标准Max-T(ave)评分表明,LF精炼结束后软吹时间20~25 min的夹杂物控制并未变差或略有改善趋势。帘线钢中低熔点夹杂物的控制主要通过控制Al含量、精炼渣等工艺参数,而导致最终产品失效的夹杂物往往与内生夹杂物类型不一致,对于帘线钢而言,可以考虑降低LF精炼结束后软吹时间。

LF精炼炉提高供电效率的研究与实践

根据LF精炼炉不同生产阶段炉渣泡沫化特点,优化精炼辅料和发泡剂的使用,系统研究LF精炼炉供电的电气特性,得出最佳供电功率的供电曲线,实现LF精炼炉动态的低耗高效供电工艺,供电效率提升5.66%,升温效果达到3.92℃/min以上,减少了给电对LF炉电极设备的冲击损坏。

LF炉外精炼工艺的优化试验

为去除炉外精炼过程中的有害杂质,提高钢液纯净度以及钢材的质量,提出一种LF炉外精炼工艺优化方案。以某钢厂为研究背景,对钢材生产进行工艺性试验和分析,通过对轴承钢和高档齿轮钢LF炉外精炼工艺的研究,确定适宜的工艺参数,根据成品钢中酸溶铝质量分数为0.020%~0.025%的要求来控制VD炉后喂铝量,以全氧质量分布和轴承钢夹杂物为评价指标,对改进前后的工艺方案进行比较分析,验证了LF炉外精炼优化工艺综合应用效果更优,对钢冶炼技术的改进具有指导意义。

LF精炼对转炉炼钢RH精炼过程中钢液成分的影响研究

文章深入探讨了LF精炼对转炉炼钢RH精炼过程中钢液成分变化的影响。通过详细分析LF精炼过程中钢液成分的变化规律,揭示了精炼参数对钢液性质调整的关键作用。借助数学模型的构建,实现对精炼过程的精确预测与控制。研究结果表明,通过合理调整LF精炼的温度、时间和掺入物料等参数,可以有效控制钢液的氧、碳及氮含量,显著改善RH精炼后钢液的性质。此外,LF精炼中适宜的底吹氩处理,还能显著提升钢液的洁净度,为RH精炼创造更为有利的条件。这一研究对于优化转炉炼钢RH精炼工艺、提升钢材质量具有重要的实际意义。

LF炉精炼过程气体氮含量的控制

针对敬业钢铁公司板坯生产中LF精炼环节增氮量高达11.2 ppm,最终成品氮含量超45 ppm的问题,从钢液增氮原理进行了分析,发现钢液的增氮速度与钢液和空气的接触面积、空气中氮的浓度、钢液温度等因素有关。围绕导致增氮速度加快的因素,在LF精炼炉进行了一系列生产试验,试图降低精炼过程中钢液增氮量。通过液态渣回收,减少钢液与空气的接触面积,可将LF精炼过程的增氮量由4.2 ppm控制到1.1 ppm;通过减少送电时间和送电频次,降低在高温状态下的钢水增氮,可将精炼过程增氮量由3.1 ppm控制到2.1 ppm;通过合理控制强搅拌时间,减少钢水裸露时间,可降低过程增氮量;通过保持炉内微正压,降低氮气浓度,也可降低过程增氮量。采取上述措施后,大梁钢在LF精炼过程中平均增氮量从11.2 ppm下降到了5.5 ppm内,取得了良好的控氮效果。

低硅钢种LF精炼脱硫与控硅技术研究与应用

通过LF精炼脱硫和控硅的热力学参数的研究,形成了D_(S)和R_(Si)两个表征脱硫和控硅能力的热力学参数,其数值越大分别代表脱硫率高和控硅效果好。并由CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-MgO渣系IMCT模型计算得到低硅钢种适宜的精炼渣成分为CaO 50%~60%、Al_(2)O_(3)30%~40%、SiO_(2)3%~8%,可以控制MI指标为0.25~0.40、SiO_(2)活度为10^(-2)~10^(-3)、R_(Si)≥1500、D_(S)≥17。

120t LF精炼过程钢水吸氮量控制

为了实现低氮钢种的稳定生产,基于氮溶解热力学和动力学理论,在结合某厂生产实践的基础上,分析了LF精炼过程中电弧特性、渣层厚度、埋弧程度、吹氩流量以及原辅料含氮质量分数对钢水增氮的影响。通过采取回收连铸热态铸余钢渣、合理选择加热过程电极档位;精确控制氩气流量、减少钢水裸露;严格控制原辅料中氮质量分数、使用优质增碳剂替代普通增碳剂、优选转炉入炉废钢等措施,钢水增氮质量分数分别从优化前的0.00144%、0.00115%、0.00135%降低至0.00052%、0.00049%、0.00011%,精炼过程钢水总增氮质量分数由优化前0.00394%降低到0.00112%,LF终点氮质量分数可控制在0.00450%以内。

宁钢LF精炼高效白渣生产实践

LF精炼炉白渣冶炼,是精炼炉的基础操作之一。本文针对宁钢既有铝硅镇静钢又有铝镇静钢的钢种特性及脱硫和回硅的难点,结合钢水铝脱氧和渣脱氧之间的平衡,从精炼炉渣的FeO含量、炉渣熔点、颜色方面对LF精炼白渣技术生产实例进行了阐述。

LF精炼炉温度预报模型开发与实践

LF精炼炉是一种多功能的炉外精炼设备,在我国钢铁行业得到广泛的应用,其中LF精炼温度控制对产品的质量和连铸环节的顺行十分重要。介绍了采用基于机理模型和BP神经网络算法的LF精炼温度预报模型在企业的使用实例,其温度预报在±5℃范围内占比为91.95%,其温度预报的准确性为生产冶炼过程具有一定的指导意义;模型投入使用后平均吨钢节电约9.7 kW·h,降低了生产成本;本文为LF温度预报模型的发展提供一定的参考价值。

基于随机搜索算法和AdaBoost模型预测LF精炼过程脱硫率

脱硫是LF精炼过程的主要任务之一.为达到稳定脱硫率的目的,利用AdaBoost模型对某钢铁厂LF精炼过程的实际生产数据进行建模,通过对比网格搜索算法、随机搜索算法及贝叶斯优化算法对AdaBoost模型超参数的优化效果和优化时间的影响,讨论了实际应用中AdaBoost模型的超参数优化方案.此外,根据实验对比结果及实际应用情况,确定了基于随机搜索算法和AdaBoost模型的LF精炼过程脱硫率预测模型.结果表明:该模型可以实现脱硫率误差在±0.07,±0.06和±0.05时,准确度分别为95.3%,93.0%和86.0%.

低硅钢种LF精炼控硅脱硫技术进展

对前人开发的低硅钢种控硅脱硫技术的最新进展进行了总结。通过控硅热力学分析,明确了为达到目标Si含量,钢液中Al和Ca的控制目标含量。为防止脱硫过程中回硅,应重点控制转炉下渣量、脱硫LF精炼时间、LF进站铝含量,采用合适的渣系,还应控制钢液中钙含量。由于脱硫要求增加吹氩量以强化钢渣间界面反应,但控硅要求吹氩量不宜过大,所以存在最佳吹氩量。为提高脱硫率,应采用碱度为5.0~8.0的精炼渣,还应控制钢水温度高于1565℃。

建筑用钢LF炉精炼渣优化炼钢转炉的应用研究

采用FACTSAGE软件对某厂现有LF工序渣料熔点进行分析,表明炉渣组分处于1600℃以上高熔点区域,提出调整钢包渣成分、降低渣系熔点的技术方案,调整后LF精炼炉渣组成为w(CaO)=50%~55%、w(Al_(2)O_(3))=10%~15%、w(SiO_(2))=18%~22%、w(MgO)=7%~9%,渣系熔点降低,炉渣的流动性得到改善,使用效果及各项指标优于现有渣系,且取消萤石的使用,具有明显的社会经济效益。