LF-CD-CC过程中钢液温度控制模型.pdf_大学文库

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1998.05.009 第20卷第5期北京科技大学学报 Vol.20 No.5 1998年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.1998 LF.VD-CC过程中钢液温度控制模型李晶”傅杰)王平少毕其富2)王贵芝) 黄成钢2) 1)北京科技大学治金学院，北京，1000832)大冶特殊钢股份有限公司摘要在分析LFVD-CC过程各阶段热平衡状况的基础上，开发了LFVD-CC过程中钢液温度控制模型，用该模型模拟计算了LFVD-CC过程的温度变化.结果表明，该模型对预报过程钢水温度，计算的命中率较高，可用于工业生产，关键词LF:VD:钢液；温度控制：模型分类号TF769.2 “八五”期间，为发展我国的电炉钢生产及炉外精炼技术，国务院生产办组织了“炉外精炼一条龙重大科技攻关项目”，“钢包精炼炉”精炼过程热平衡模型的研究是其中的一个子课题.本文是对大冶钢厂LF.VDCC生产实现工艺过程温度的目标控制，以满足连铸对锅液温度的严格要求并达到节能降耗的目的. 1大冶钢厂LFVD-CC生产工艺简介大冶钢厂LF-VD-CC生产工艺如图1所示，电炉出钢钢包吹氢测温取样送电加热合金成分调整测温取样停氢吊往VD 人VD炉吹氩真空处理成分微调真空结束钢包吊至连铸回转台图1大冶钢厂LFVD-CC生产工艺简图 2LF-VD-CC热平衡模型钢包处理的目的是为了满足连铸对钢水温度和成分的要求，处理过程的温度控制就是要尽量满足连铸台钢水温度的要求，在钢水成分、钢量、渣量已知的条件下，加热过程的供电功率、真空时间是达到对LFVD-CC过程钢水温度控制的最基本控制因素. 过程起点：钢包人LF炉的加热工位第1次测温.过程终点：钢包到达连铸台. 2.1LF过程钢包热平衡 LF炉热平衡范围（研究体系的边界）：钢包炉炉体外壳、炉盖外壳和电极 (1)热支出项. 1997-10-25收稿李品男，31岁，博士生 ◆国家“八五”攻关项目

第卷年第期月北京科技大学学报阮一一过程中钢液温度控制模型李晶 ‘ 傅杰 ’ 王平 ’ 毕其富王贵芝黄成钢北京科技大学冶金学院，北京，大冶特殊钢股份有限公司摘要在分析一过程各阶段热平衡状况的基础上，开发了一一过程中钢液温度控制模型用该模型模拟计算了一过程的温度变化结果表明，该模型对预报过程钢水温度，计算的命中率较高，可用于工业生产关锐词钢液温度控制模型分类号 “ 八五 ” 期间，为发展我国的电炉钢生产及炉外精炼技术，国务院生产办组织了 “ 炉外精炼一条龙重大科技攻关项目 ” ， “ 钢包精炼炉 ” 精炼过程热平衡模型的研究是其中的一个子课题本文是对大冶钢厂一一生产实现工艺过程温度的目标控制，以满足连铸对钢液温度的严格要求并达到节能降耗的目的大冶钢厂一生产工艺简介大冶钢厂一生产工艺如图所示电炉出钢日钢包吹，日，取样卜送电加热卜合金成分调整卜测温取样图大冶钢厂〔生产工艺简图一一热平衡模型钢包处理的目的是为了满足连铸对钢水温度和成分的要求，处理过程的温度控制就是要尽量满足连铸台钢水温度的要求在钢水成分、钢量、渣量已知的条件下，加热过程的供电功率、真空时间是达到对一一过程钢水温度控制的最基本控制因素过程起点钢包人炉的加热工位第次测温过程终点钢包到达连铸台过程钢包热平衡炉热平衡范围研究体系的边界钢包炉炉体外壳、炉盖外壳和电极热支出项一一收稿李晶男，岁，博士生国家 “ 八五 ” 攻关项目 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1998．05．009

·442· 北京科技大学学报 1998年第5期 1)炉体表面散热(Q).包括炉体表面的幅射和对流散热.由于炉体各部位表面热流不相等，应分部计算，然后累加 2)炉体耐火材料的蓄热(Q).按炉内不同材质分别计算耐火材料的蓄热量，然后求和.同时还要考虑钢包使用次数不同造成的影响因素.包衬耐火材料温度及包壁温度由二维不稳态传热模型算出. 3)烟气、烟尘带走的热量(2).冶炼过程加料及加料后产生的化学反应，以及混入空气产生的烟尘和烟气，这两者带出一部分热量， 4)氩气带走的热量(2).氩气由钢包底部的透气砖吹人钢水中，在溢出钢水之前是一个吸热升温过程. 5)炉盖冷却水带走的热量(Qw).由多条水路组成的水冷炉盖，每条水路进出口水温差不相等，分别计算后累加 6)电弧热量损失(Q).显露于钢液面上的电弧长度是造成弧功率损失的主要原因山，使弧功率不能完全用来加热把以上6项归为热损失项，则2为： Com=eLr+eLR+eLc+eur+eiw+eu (2)热收人项. 1)电极供热(2)LF炉热主要由电极电弧供热. 2)炉渣的形成热(Qs).基于脱s和吸收夹杂的目的，在LF冶炼过程中要加人渣料，主要为 CaO,CaF,及脱S剂（即CaO90%,CaF,l0%),在形成炉渣过程中放出的热. 以上2项归为热收入项(2)，则Qn为： ein=e+est (3)合金加入引起的热量变化Q· 合金加人到钢液后，首先是吸热升温并进行相变，这是个物理吸热过程；之后合金中元素溶于钢水中并与钢液中元素发生化学反应，视不同的合金，产生吸热或放热.这样加入的合金有可能吸热，使熔池温度降低；也有可能放热，使熔池温度升高.但是在精炼过程中所进行的化学反应不强烈，其热效应占总热量的比例很小，有时可忽略不计.因而加人合金时一般只考虑其物理过程.一般认为，加人合金是用来化学加热和脱氧时，温度变化为正，其他情况温度变化为负. (4)钢水及渣的蓄热量，在LF炉内，由于氩气的搅拌，钢-渣间具有良好的传热条件，可认为钢、渣温度相等，故单位时间内钢渣蓄热量为： 2u=(Gsr·Csr+GsL·csL)·(Td-Tm) 式中：GsT为钢水质量，kg;csr为钢水平均的比热容，840J/mi·kg·K):GsL为渣的质量，kg; cs为渣的平均比热容，一般取2090J(min·kg·K);T为前一时刻钢水温度，K;T为后一时刻钢水温度，K. (5)系统热平衡. 2u=2n-2ut干Qy 整理，得：

· · 北京科技大学学报年第期炉体表面散热包括炉体表面的幅射和对流散热由于炉体各部位表面热流不相等，应分部计算，然后累加炉体耐火材料的蓄热户按炉内不同材质分别计算耐火材料的蓄热量，然后求和同时还要考虑钢包使用次数不同造成的影响因素包衬耐火材料温度及包壁温度由二维不稳态传热模型算出烟气、烟尘带走的热量冶炼过程加料及加料后产生的化学反应，以及混人空气产生的烟尘和烟气，这两者带出一部分热量氢气带走的热量氢气由钢包底部的透气砖吹人钢水中，在溢出钢水之前是一个吸热升温过程炉盖冷却水带走的热量由多条水路组成的水冷炉盖，每条水路进出口水温差不相等，分别计算后累加电弧热量损失显露于钢液面上的电弧长度是造成弧功率损失的主要原因川，使弧功率不能完全用来加热把以上项归为热损失项，则。为。以二 · 热收人项电极供热矽炉热主要由电极电弧供热炉渣的形成热，基于脱和吸收夹杂的目的，在冶炼过程中要加人渣料，主要为，及脱剂即，，在形成炉渣过程中放出的热 · 以上项归为热收人项，则，为，，， · 合金加人引起的热量变化，合金加人到钢液后，首先是吸热升温并进行相变，这是个物理吸热过程之后合金中元素溶于钢水中并与钢液中元素发生化学反应，视不同的合金，产生吸热或放热这样加人的合金有可能吸热，使熔池温度降低也有可能放热，使熔池温度升高但是在精炼过程中所进行的化学反应不强烈，其热效应占总热量的比例很小，有时可忽略不计因而加人合金时一般只考虑其物理过程一般认为，加人合金是用来化学加热和脱氧时，温度变化为正，其他情况温度变化为负钢水及渣的蓄热量在炉内，由于氢气的搅拌，钢一渣间具有良好的传热条件，可认为钢、渣温度相等，故单位时间内钢渣蓄热量为 · 。 · · 一凡，式中，为钢水质量，为钢水平均的比热容， · · ’ ，为渣的质量，。，为渣的平均比热容，一般取 · · ，，为前一时刻钢水温度，。为后一时刻钢水温度，系统热平衡，。一干，整理，得

Vol.20 No.5 李晶等：LF-VD-CC过程中钢液温度控制模型 ·445· 参考文献 1徐增启主编.炉外精炼.北京：冶金工业出版社，1994 2蒋国昌著纯净钢及二次精炼.上海：上海科学技术出版社，199 3彼格子耶夫AM著.炼钢过程的数学描述与计算.宗联枝译，北京：冶金工业出版社，1988 Liquid Steel Temperature Control Model of LF-VD-CC Process Li Jing Fu Jie Wang Ping Bi Qifu2 Wang Guizhi2)Huang Chenggang? 1)Metallurgy School,UST Beijing.BeiJing 100083,China 2)Daye Specaial Steel Corp Ltd ABSTRACT Base on the analysis of heat balance of LF-VD-CC process,the liquid steel temperature control model has been developed.The results of simulated calculation melt temperature in LF-VD-CC process show that the liquid steel temperature control model has high hitting ratio for predicting the process temperature. KEY WORDS LF;VD;liquid steel;temperature control;model 子中中中中中中中中中中中中中中平中中中中中中中中中中平中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中平平 One-Dimensional Fractal Curves and Fractal Dimension Determination Oikai Li,Yue Zhang,Wuyang Chu Applied Science School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT Various methods for evaluating the fractal curves were reviewed and silated on computer.It is shown box-counting and power spectrum methods generally give poor measuring results,while yard and variation methods could obtain good results. However,owing to multiple influencing factors,further study needs to be done before widespread application of variation method.In order to improve the measuring accuracy of yard method,a new method has been proposed to measure the fractal dimension by changing the instrumental resolutions. KEY WARDS fractal;fractal dimension;computer simulation (from:Journal of University of Science and Technology Beijing (English Edition),1998,5(3):165) 中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中小中中中中中平中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中