%+12.3%)/22.4 = 3.12kg/s
[0198] 冶炼阶段当前时刻的氧利用系数为：
[0199] (dC/dO)"= 100 X3.12/5.90 = 52.88%
[0200] 转炉内钢水的深度为：
[0201] Hsteei = 0.0107 X (110+8)+0.3033 = 1.566m
[0202 ]当前时刻炉渣厚度为:冶炼阶段当前时刻的氧枪粘渣量
[0203]
[0204] 因此，转炉冶炼阶段的当前时刻炉渣表面到炉底的高度与转炉内炉底到炉口的高 度的比值为：
[0205]
[0206] 根据上述计算结果可知:冶炼阶段当前时刻的氧枪粘渣量A巧为182.化g，小于 550kg;冶炼阶段当前时刻的氧利用系数(dC/dO)T为52.88%，小于55%;转炉冶炼阶段的当 前时刻炉渣表面到炉底的高度与转炉内炉底到炉口的高度的比值为86.67 %，大于 85%。因此，炉渣状态检测计算机1判定当前时刻炉渣状态为偏稀，存在喷瓣的风险，此时， 炉渣状态检测计算机1将向现场操作人员发出红色报警灯提示，并发出报警声音，从而提醒 现场操作工及时做好工艺调整工作，避免转炉喷瓣趋势的进一步发展。
[0207] 实例
[0208] 在转炉冶炼前阶段，向炉渣状态检测炼计算机1中输入转炉内炉底到炉口的高度 化Of为8.5m，加入到转炉中的铁水质量Wiron为loeton，加入到转炉中的废钢质量Wfg为lOton。 此外，设定曰811。= 0.2、6811。= 0.8、曰氧气=0.2、13*气=0.8、曰：)：的=0.2、13：)：的=0.8、曰(；〇 = 0.2、13(；〇 = 0.8、'化[巧'二 0.2、占啤= 0.8、as = 0.2、bs = 0.8。
[0209] 炉渣状态检测计算机1通过中间通讯化C 2按照2s的采集周期，分别检测、分析出 与判断炉渣状态相关的数据为：
[0210] 通过氧气流量传感器3反馈、分析得到转炉冶炼阶段当前时刻氧气稳定流量良 为5.85m^/s;
[0211] 通过重力传感器反馈、分析得到转炉冶炼前阶段最后时刻氧枪稳定质量巧品f为 13510kg，转炉冶炼阶段当前时刻氧枪稳定质量取gu/为14320kg;
[0212] 通过编码器5得到转炉冶炼阶段当前时刻氧枪吹炼高度HgunT为1.05m;
[0213] 通过烟气流量传感器6得到转炉冶炼阶段当前时刻烟气稳定流量为9.15m3/ S；
[0214] 通过激光炉气分析仪7得到转炉冶炼阶段当前时刻CO的稳定体积百分含量敲/为 82%，C〇2的稳定体积百分含量兩。:' 为10.5% ;
[0215] 通过炉音声纳设备8得到转炉冶炼阶段当前时刻炉内噪音稳定音频强度玄'为 6.IOKHz。
[0216] 按照周期为2s向炉渣状态检测计算机1中输入当前120吨转炉冶炼阶段的氧气稳 定流量、氧枪稳定质量、氧枪吹炼高度Hgun\烟气稳定流量島、C0的稳定体积 百分含量而,/、(X)2的稳定体积百分含量兩。/，通过炉渣状态检测计算机1中内置模型的计 算，可知：
[0217] 冶炼阶段当前时刻的氧枪粘渣量为：
[021 引
[0219] 冶炼阶段当前时刻的脱碳系数为：
[0220] (dC/dt)T=12X9.15X(82%+10.5%)/22.4 = 4.53kg/s [0221 ]冶炼阶段当前时刻的氧利用系数为：
[0222] (dC/dO)"= 100X4.53/5.85 = 77.44%
[0223] 转炉内钢水的深度为：
[0224] Hsteei = 0.0107 X (106+10)+0.3033 = 1.545m
[0225] 当前时刻炉渣厚度为:冶炼阶段当前时刻的氧枪粘渣量
[0226]
[0227]因此，转炉冶炼阶段当前时刻炉渣表面到炉底的高度与转炉内炉底到炉口的高度 的比值为：
[022引
[0229]根据上述计算结果可知:冶炼阶段当前时刻的氧枪粘渣量AW;,,/为756.3kg，大于 550kg;冶炼阶段当前时刻的氧利用系数(dC/dO)T为77.44%，大于75% ;转炉冶炼阶段的当 前时刻炉渣表面到炉底的高度与转炉内炉底到炉口的高度的比值V//为6 3.0 5 %，小于 85%。因此，炉渣状态检测计算机1判定当前时刻炉渣状态为偏干，存在返干的风险，此时， 炉渣状态检测计算机1将向现场操作人员发出蓝色报警灯提示，并发出报警声音，从而提醒 现场操作工及时做好工艺调整工作，避免转炉返干趋势的进一步发展。
【主权项】
1. 一种动态判断转炉冶炼过程中的炉渣状态方法，其特征在于包含如下工艺步骤： ① 安装在120吨转炉上的氧枪重力传感器检测氧枪重量，氧气流量传感器转炉冶炼过 程中的氧气流量，氧枪吊运绞盘编码器检测氧枪的吹炼高度，即：氧枪喷头到钢水液面的高 度，烟气流量传感器用于检测烟道内的烟气流量，炉音声纳设备收集检测转炉内噪音，激光 炉气分析仪分析烟气中的CO和C〇2浓度； ② 上述实时输出的氧枪质量、氧气流量、烟气流量、炉内噪音W及烟气中的CO、0)2浓度 信息，将运些信息通过中间信息化C传输到炉渣状态检测计算机中，利用计算机中的内置模 型对运些信息进行复合动态分析，综合判断出炉渣当前时刻偏干或偏稀的状态，发出炉渣 返干或喷瓣的风险预警，及时处理。2. 根据权利要求1所述的一种动态判断转炉冶炼过程中的炉渣状态方法，其特征在于 具体步骤如下： 步骤1:在120吨转炉上安装检测设备，即：分别在转炉氧枪的氧气输送管道上安装氧气 流量传感器，在氧枪吊装绞盘上安装重力传感器和编码器，在烟道上安装烟气流量传感器 和激光炉气分析仪，在转炉口安装炉音声纳设备;然后将上述设备所实时采集到的氧气流 量、氧枪重量、烟气流量、烟气中的C0体积百分含量和C〇2体积百分含量、炉内噪音信息通过 RS232\485方式传输到中间通讯化C，再通过工业W太网TCP/IP协议传输到计算机中，完成 相关数据的采集工作;整个数据采集周期设定为1-2秒钟； 步骤2:在120吨转炉开始冶炼前，手动将计算机的工作模式调整为冶炼前控制模式;并 将转炉内炉底到炉口的高度曲。拟及加入到转炉中的铁水质量Wirnn和废钢质量听8数据输入 计算机中； 步骤3:在冶炼前控制模式下，计算机自动实时采集重力传感器、编码器、氧气流量传感 器、烟气流量传感器、激光炉气分析仪、炉音声纳设备所实时输出的氧枪质量、氧气流量、烟 气流量、炉内噪音W及烟气中C0和C〇2体积百分含量信息，并利用计算机内置模型对上述数 据进行分析，得出上述数据的稳定结果； 步骤4:在120吨转炉开始冶炼后，手动将计算机的工作模式调整为冶炼后控制模式，利 用炉渣状态检测计算机中的内置模型，继续实时记录重力传感器、氧气流量传感器、编码 器、烟气流量传感器、声纳设备、激光炉气分析仪所实时输出的氧枪质量、氧气流量、烟气流 量、炉内噪音音频强度W及烟气中C0和C〇2浓度信息，并实时计算出冶炼后阶段当前时刻的 氧枪稳定质量、氧气稳定流量、烟气稳定流量、C0稳定体积百分含量、0)2稳定体积百分含 量、炉内噪音稳定音频强度； 步骤5:计算机利用内置模型对120吨转炉冶炼过程中氧枪的粘渣质量进行分析； 步骤6:计算机对转炉冶炼过程中的氧利用系数进行分析； 步骤7:计算机利用内置模型，对已分析出的转炉冶炼阶段当前时刻转炉冶炼阶段当前 时刻氧枪粘渣质量Δκ?Λ氧利用系数(dc/dt)\炉渣表面到炉口的垂直距判断 出当前时刻炉渣偏干或偏稀的状态； 步骤8:计算机在判断出120吨转炉冶炼过程中当前时刻炉渣状态后，根据炉渣当前状 态，提醒现场操作人员及时操作措施，避免相关渣况趋势的进一步发展，确保生产的稳定和 钢水的质量； 步骤9:当120吨转炉的当前炉次冶炼结束后，手动将计算机的工作模式调整为冶炼前 控制模式;此时，计算机将停止内置模型对炉渣状态的预测工作;之后，计算机将根据生产 计划，重新从步骤2开始，等待下一个炉次的炉渣状态预测工作。3.根据权利要求2所述的一种动态判断转炉冶炼过程中的炉渣状态方法，其特征在于 步骤屯判断出当前时刻炉渣偏干或偏稀的方法是： (1)当满足W下几种条件中的一种或几种时，计算机将认为当前时刻炉渣可能偏干，即 存在返干的风险： ① 如果当前时刻氧枪粘渣质量超过550kg时，表明氧枪表面附着的炉渣较多，贝U 计算机评估炉渣状态为偏干； ② 如果当前时刻氧利用系数(dC/dt)T达到75% W上时，表明氧气利用率较高，导致炉渣 中的化0含量较低，则计算机评估炉渣状态为偏干； (二）当满足W下几种条件中的一种或几种时，计算机将认为当前时刻炉渣偏稀，即存 在喷瓣的风险： ① 如果当前时刻氧利用系数(dC/dt)T低于55%时，表明氧气利用率较低，导致炉渣中的 FeO含量较高，则计算机对炉渣状态的评估为偏稀； ② 如果当前时刻转炉冶炼阶段当前时刻炉渣表面到炉底的高度与转炉内炉底到炉口 的高度的比值游玲^达到85% W上时，表明炉渣已接近炉口，则计算机对炉渣状态的评估为 偏稀； (Ξ)当同时满足W下条件时，计算机将认为当前时刻炉渣状态正常： ① 当前时刻氧枪粘渣质量不超过550kg; ② 当前时刻氧利用系数(dCAlt)T在55%和75%范围内； ③ 当前时刻转炉冶炼阶段当前时刻炉渣表面到炉底的高度与转炉内炉底到炉口的高 度的比值//打1.,不超过85%。
【专利摘要】本发明涉及一种动态判断转炉冶炼过程中的炉渣状态方法，属于冶金转炉控制技术领域。技术方案是：将实时输出的氧枪质量、氧气流量、烟气流量、炉内噪音以及烟气中的CO、CO2浓度信息，通过中间信息PLC传输到炉渣状态检测计算机中，利用计算机中的内置模型对这些信息进行复合动态分析，综合判断出炉渣当前时刻偏干或偏稀的状态，发出炉渣返干或喷溅的风险预警，及时处理。本发明利用生产现场已安装在120吨转炉上设备原有用途的基础上，充分考虑该型转炉冶炼过程中炉渣状态与上述设备所采集信息之间的关系因素，并将这些因素进行融合，充分发挥每种因素的特点，实现对120吨转炉炉渣状态的复合动态检测，能够在降低设备成本的前提下，实现对转炉冶炼过程中炉渣返干、喷溅的风险预警。
【IPC分类】C21C5/32, C21C5/46
【公开号】CN105695660
【申请号】CN201610160863
【发明人】贾国生, 范佳, 王彦杰, 孙玉虎, 郭辉, 高福彬, 孙江波, 刘红艳
【申请人】河北钢铁股份有限公司邯郸分公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年3月21日