LF炉温度与成分的协调控制

• 作 者: 郑东梁
• 发表日期: 2014年01期
• 关键词: LF炉 终点温度 终点硫含量 过程建模 协调控制

在炼钢流程中,LF炉的功能是在规定的时间,为下道工序(连铸)提供温度合格和成分合格的钢水,这要求LF炉的终点温度和硫含量同时达到要求,协调控制能够很好的实现这一控制指标。通过对影响终点温度和硫含量的因素进行定性的分析,确定钢水脱硫过程和升温过程之间的耦合关系,协调控制将钢水终点温度和硫含量作为一个整体的终点控制指标,能够将钢水终点温度和硫含量的同步终点达标问题考虑进来,这有助于实现钢水温度和硫含量的同步控制,提高二者的终点控制精度。因此,对于建立终点温度和硫含量模型是必要的。控制脱硫过程热力学条件的造渣操作不但会带来钢水温降,而且还决定着供电加热时的埋弧效果,从而对升温过程的电弧热效率产生影响,因此分别建立了渣量和温降,渣量与电弧热效率的模型,在此基础上,通过分析LF炉内能量收支平衡,确定影响温度的其他因素,由于炉衬的热损计算复杂,通过传热学知识,将炉衬视为半无限大物体进行求解,建立了终点温度预报的机理模型。钢水温度会加快脱硫过程的动力学条件,即脱硫速率,因此,终点硫含量预报应考虑升温过程对其的影响,根据脱硫反应的动力学条件建立终点硫含量预报模型,通过建立终点渣模型,确定终点硫含量模型中的关键参数如硫容量、硫分配比、氧活度、硫活度系数等。通过对钢水温度和硫含量终点协调控制过程的研究。将建立的终点温度和硫含量模型合在一起,建立协调优化模型,对终点钢水温度和硫含量进行同步精确控制。通过仿真结果可以发现,本文的优化方案体现了较好的合理性和灵活性,既实现了温度和硫含量的同步精确控制,又实现了节能降耗、降低生产成本的设计目标。