一种副枪定碳故障应急处理方法与流程

1.本发明涉及钢铁冶炼领域，具体是一种副枪定碳故障应急处理方法。


背景技术：

2.转炉炼钢过程中，实际的脱碳速度是“两头慢,中间快”。吹炼初期，脱碳速度随吹炼时间几乎成线性增加；吹炼中期，脱碳速度几乎只取决于供氧强度；吹炼后期，当碳的含量降到一定程度后，碳的扩散速度下降，碳的氧化速度也急剧下降至与吹炼初期相似，但氧化速度取决于碳的浓度和扩散速度，并且与含碳量成正比。一般情况下，在冶炼中后期供氧85％左右时，需要进行定碳测量。
3.配有副枪的转炉，在出现副枪tsc结晶定碳故障时，会导致主吹碳含量不能被测出，进而对生产顺行和生产质量造成严重的影响。目前，在副枪tsc结晶定碳故障时，通常有以下三种处理方式：
4.①
提氧枪停止供氧，副枪重新测量。但是，重新测量一般需耗时2
‑
3分钟，且仍不能测量出的概率较大；另外，冶炼后期提氧枪等待过程钢水温度较高，热量损失较大，钢水的氧化性强对炉衬耐火材料侵蚀严重。
5.②
提氧枪停止供氧，通知设备人员到副枪设备现场处理故障。由于设备人员到达现场至少需要10分钟，且到达后处理还需要时间，对生产时间节点造成较大影响。
6.③
转炉操作人员凭经验判断碳含量，确定后续如何冶炼。但由于长时间使用副枪定碳，转炉操作人员判断碳含量的经验技能有所下降且参差不齐，判断的极为不准确。如果碳含量预估值偏低，即实际碳含量较高，则会导致实际的辅吹供氧量偏少，造成钢水终点氧含量偏低，最终导致钢水磷含量高；如果碳含量预估值偏高，即实际碳含量较低，则会导致实际的辅吹供氧量过多，造成钢水终点氧含量偏高，钢水过氧化。


技术实现要素：

7.发明要解决的技术问题
8.针对出现副枪tsc结晶定碳故障时，现有的应急处理方法存在的上述问题，本发明提供了一种副枪定碳故障应急处理方法，能够大幅度提高副枪定碳故障发生时钢水碳含量的预测准确性和及时性，确保了现场员工后续判断和操作的正确性和可靠性，提高了副枪定碳故障产生后的应急处理效率，同时保证了钢材的生产质量。
9.技术方案
10.为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
11.一种副枪定碳故障应急处理方法，步骤包括：
12.s01、预先建立碳含量预测方程：[c]＝a b
×
(co)％，其中，[c]为钢水碳含量，a和b为与转炉对应的系数，(co)％为副枪定碳测量后的转炉煤气co含量峰值；
[0013]
s02、副枪定碳故障发生时，获取本次测量后转炉煤气co含量峰值(co)0％，并将该峰值(co)0％代入所述碳含量预测方程，得到钢水碳含量预测值[c0]；
[0014]
s03、根据所述钢水碳含量预测值[c0]，确定后续如何冶炼。
[0015]
进一步地，所述碳含量预测方程的获得方法为：
[0016]
ⅰ
、对目标转炉n炉冶炼进行副枪定碳测量，将副枪获取的钢水样品送实验室检测获得钢水碳含量[c1]～[c
n
]，并监测出副枪测量后的转炉煤气co含量峰值(co)1％～(co)
n
％，其中，n≥20；
[0017]
ⅱ
、对步骤
ⅰ
中获取的数据进行线性回归分析，得到所述a和b。
[0018]
进一步地，所述步骤
ⅰ
中，副枪定碳测量在钢水碳含量为0.15～0.45％时进行。
[0019]
进一步地，对于300吨转炉，n取值30，所述a＝0.0833，所述b＝0.51。
[0020]
进一步地，为提高钢水碳含量[c]预测的准确性，转炉冶炼过程中执行如下操作：
[0021]
①
在副枪测量前1min时，设定氧枪供氧流量、枪位、底吹供气流量和og系统活动烟罩距炉口的净高高度；
[0022]
②
在副枪测量前0.5min时，保持枪位和og系统活动烟罩距炉口的净高高度保持不变，将氧枪供氧流量下调至步骤
①
中氧枪供氧流量的55％～56％，底吹供气流量下调至
①
中底吹供气流量的33％～34％；
[0023]
③
副枪测量结束后，保持枪位和og系统活动烟罩距炉口的净高高度保持不变，将氧枪供氧流量上调至步骤
①
中的氧枪供氧流量，底吹供气流量上调至步骤
①
中底吹供气流量的166％～167％。
[0024]
进一步地，对于300吨转炉，所述步骤
①
中，氧枪供氧流量为63000m3/h，枪位为1.8m，底吹供气流量为1188m3/h，og系统活动烟罩距炉口的净高高度为40cm。
[0025]
有益效果
[0026]
(1)本发明副枪定碳故障应急处理方法，根据研究中发现的，在副枪测量后，转炉煤气co含量产生的co含量峰值与钢水中碳含量的强线性关系，构建碳含量预测方程，副枪定碳故障发生时，将转炉煤气co含量峰值(co)0％代入该碳含量预测方程，从而得出精确的钢水碳含量预测值，大幅度提高了副枪定碳故障发生时钢水碳含量的预测准确性和及时性，通过该应急处理方法，确保了现场员工后续判断和操作的正确性和可靠性，提高了副枪定碳故障产生后的应急处理效率，同时保证了钢材的生产质量；
[0027]
(2)本发明副枪定碳故障应急处理方法，消除氧枪供氧流量、枪位、底吹供气流量、og系统活动烟罩距炉口的净高高度对转炉煤气中co含量的影响，从而提高了转炉煤气副枪tsc测量后co含量达到的峰值和钢水中的碳含量线性关系，在副枪tsc定碳故障时，为操作工提供可靠的钢水碳含量，保障了生产的顺利进行，同时减少了副枪故障时终点氧偏低磷高和钢水过氧化的发生；
[0028]
(3)本发明副枪定碳故障应急处理方法，针对300吨的转炉，能够将钢水中碳含量预测值与实验室化验的偏差控制在0.04％以内，准确性和可靠性远高于现有的其它应急处理手段。
附图说明
[0029]
图1为转炉冶炼煤气回收过程中co含量随时间变化图。
具体实施方式
[0030]
下面，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
[0031]
实施例
[0032]
本实施例中提供了一种副枪定碳故障应急处理方法，步骤包括：
[0033]
s01、预先建立碳含量预测方程：[c]＝a b
×
(co)％，其中，[c]为钢水碳含量，a和b为与转炉对应的系数，(co)％为副枪定碳测量后的转炉煤气co含量峰值；
[0034]
s02、副枪定碳故障发生时，获取本次测量后转炉煤气co含量峰值(co)0％，并将该峰值(co)0％代入所述碳含量预测方程，得到钢水碳含量预测值[c0]；
[0035]
s03、根据所述钢水碳含量预测值[c0]，确定后续如何冶炼。
[0036]
配有副枪的转炉，在进行副枪tsc探头测量时，为提高副枪测量成功率，测量时供氧流量一般会先下调，测量完后再将供氧流量上调至正常流量。如图1中所示，在上述过程中，随着供氧流量的下调和上调，转炉煤气中co含量先下降再上升，之后随着钢水碳含量的降低，转炉煤气中co含量再次下降，因此，煤气中的co含量会在副枪定碳后产生一个峰值。经发明人现场长期跟踪研究发现，该co含量峰值与钢水中碳含量有较强的线性关系。
[0037]
上述副枪定碳故障应急处理方法，利用上述co含量峰值与钢水中碳含量的强线性关系，构建出碳含量预测方程。副枪定碳故障发生时，将转炉煤气co含量峰值(co)0％代入该碳含量预测方程，从而得出精确的钢水碳含量预测值，大幅度提高了副枪定碳故障发生时钢水碳含量的预测准确性和及时性，通过该应急处理方法，确保了现场员工后续判断和操作的正确性和可靠性，提高了副枪定碳故障产生后的应急处理效率，同时保证了钢材的生产质量。
[0038]
上述碳含量预测方程采用线性回归方法获得，具体方法为：
[0039]
ⅰ
、针对同一转炉，在冶炼生产过程中，对目标转炉的n炉冶炼进行副枪定碳测量，将副枪获取的钢水样品送实验室检测获得钢水碳含量[c1]～[c
n
]，并监测出副枪测量后的转炉煤气co含量峰值(co)1％～(co)
n
％，为确保上述a和b两个常数值的准确性，冶炼炉数n取20炉以上；可以理解的，在不考虑精确度的情况下，该处n值也可以取小于20；
[0040]
ⅱ
、对步骤
ⅰ
中获取的数据进行线性回归分析，得到所述a和b，即可得到上述碳含量预测方程。
[0041]
经发明人进一步研究发现，副枪定碳测量的时机对定碳的准确性存在一定影响。进一步研究发现，当钢水碳含量约在0.15～0.45％范围内时，进行副枪定碳测量，能够获得更接近钢水真实碳含量的测量值，该阶段一般在冶炼中后期供氧达85％左右。因此，本方案中，构建上述碳含量预测方程过程中获取的n炉数据，均选取钢水碳含量为0.15～0.45％时进行定碳测量所产生，从而得到更加准确的碳含量预测方程中的a和b两个数值。基于上述原因，当钢水碳含量为0.15～0.45％时进行定碳测量，发生副枪定碳故障后，应用本副枪定碳故障应急处理方法处理的可靠性更高。
[0042]
基于上述方法，对于300吨转炉，n取值30，所述a＝0.0833，所述b＝0.51，所述碳含量预测方程为：[c]＝0.0833 0.51
×
(co)％。
[0043]
发明人在现场长期跟踪研究中还发现，上述副枪定碳测量后产生的co含量峰值受
氧枪供氧流量、枪位、底吹供气流量、og系统活动烟罩距炉口的净高高度影响尤为明显，如果co含量峰值获取的不够准确，预测出的钢水碳含量的偏差便可能会增大，造成预测准确性和可靠性降低。因此，为提高钢水碳含量[c]预测的准确性，在转炉冶炼过程中执行如下操作：
[0044]
①
在副枪测量前1min时，设定氧枪供氧流量、枪位、底吹供气流量和og系统活动烟罩距炉口的净高高度；
[0045]
②
在副枪测量前0.5min时，保持枪位和og系统活动烟罩距炉口的净高高度保持不变，将氧枪供氧流量下调至步骤
①
中氧枪供氧流量的55％～56％，底吹供气流量下调至
①
中底吹供气流量的33％～34％；
[0046]
③
副枪测量结束后，保持枪位和og系统活动烟罩距炉口的净高高度保持不变，将氧枪供氧流量上调至步骤
①
中的氧枪供氧流量，底吹供气流量上调至步骤
①
中底吹供气流量的166％～167％。
[0047]
经发明人研究发现，在转炉冶炼过程中实施上述操作后，一旦出现副枪定碳故障，获取的co含量峰值准确性和可靠性较高，代入上述碳含量预测方程后获得的钢水碳含量预测值准确、可靠。
[0048]
如下，为针对本公司同一座300吨转炉进行的跟踪试验。在转炉冶炼过程中执行如下操作步骤：
[0049]
①
在副枪tsc测量前1min时，设定氧枪供氧流量为63000m3/h，枪位为1.8m，底吹供气流量为1188m3/h，og系统活动烟罩距炉口的净高高度为40cm；
[0050]
②
在副枪tsc测量前0.5min时副枪tsc启动测量，氧枪供氧流量下调至35000m3/h，枪位为1.8m，底吹供气流量下调至396m3/h，og系统活动烟罩距炉口的净高高度为40cm；
[0051]
③
在副枪测量结束后，氧枪供氧流量恢复至63000m3/h，枪位为1.8m，底吹供气流量上调至1980m3/h，og系统活动烟罩距炉口的净高高度为40cm。
[0052]
碳含量预测方程为：[c]＝0.0833 0.51
×
(co)％。在发生钢水定碳故障后，钢水碳含量见下表：
[0053]
序号co含量峰值[c]预测值[c]送样检测值预测值与检测值的差值161.2％0.40％0.42％0.02％266.3％0.42％0.45％0.03％339.7％0.29％0.26％0.03％420.2％0.19％0.17％0.02％
[0054]
由上述表格中的结果可知，在发生副枪定碳故障后，采用本发明的副枪定碳故障应急处理方法，能够将钢水中碳含量预测值与实验室化验的偏差控制在0.04％以内，对现场工作人员的后续操作具有准确、可靠的指导意义，并且确保了发生副枪定碳故障后应急处理的及时性。
[0055]
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。