,1540, 北京科技大学学报 第32卷 1.5 0.09r ▲实测值 ·模型预测值 晚 .0 1000 2000 3000 2000 4000 6000 治炼时间s 供氧流量m3.h) 图6熔池碳含量对比 图8不同供氧流量下的脱碳速率 Fig 6 Comparison of carbon contents in the molten bath Fig 8 Decarburization rates at different oxygen fow males 同炉次的实际供氧曲线和优化后的供氧曲线对 1.5 比结果如图9所示，模拟计算显示，采用最经济供 1.2 氧模型后，该炉次的氧耗从2044m3下降到了 登09 1713m3,氧耗明显降低 是as ,实际供氧流量 6000 ·优化供氧流量 4000 0 0.30.60.91.21.5 实测值% 2000 图7电弧炉熔池中碳的质量分数实测值与模型计算值比较 Fig 7 Canparison of carbon content beteen measund vahes and the values calculated by the model 1000 2000 3000 治炼时间A 上，脱碳速度主要受供氧强度的影响，在供氧量不 图9两种供氧流量曲线的对比 超过5000m3·h时，脱碳速度随着供氧强度的增强 Fig 9 Camnparison between two curves of oxygen flow rate 显著提高 3基于脱碳模型的电弧炉供氧优化 4结论 (1)以红外烟气成分分析技术和物质平衡计算 模拟分析的结果表明，虽然冶炼过程中影响脱 为基础，利用烟气成分和供氧量等生产数据建立的 碳速度的主要因素是供氧强度，但当供氧强度超过 5000m3.h时，脱碳速度不再随供氧强度的增强而 脱碳模型，脱碳速度可以表示为 明显提高。利用现场采集的供氧流量和烟气等数 飞-Q[(Co)十(C0)]M 据，根据该模型计算的某炉次不同供氧流量下的脱 60V makel 与50电弧炉实际冶炼数据对比表明，利用该模型 碳速度如图8所示，对于一定的脱碳速度都存在一 可以比较准确地连续预报熔池中碳含量并预测终点 个供氧量最少的最经济供氧强度，因此，在保证脱 碳含量， 碳速度不变的情况下采用最经济供氧强度的供氧模 (2)脱碳模型的模拟计算结果表明，冶炼过程 式，避免了传统经验供氧模式由供氧不合理造成的 中脱碳速度主要受供氧强度的影响，在供氧量不超 氧气浪费或脱碳速度降低的缺点， 过5000m3.h时，脱碳速度随着供氧强度的增强显 利用脱碳模型对若干炉次冶炼数据进行模拟计 著提高，最大可达0.12%0.16%mm1 算后，回归最经济供氧流量与脱碳速度的关系可以 (3)当供氧强度超过5000m3.h时，脱碳速度 表示为 o1=540.7(mm1t)0.5015 基本稳定；对于一定的脱碳速度，存在与之对应的最 (4) 少供氧量，模拟计算结果表明，在保证脱碳速度前 式中，Qo2p血为最经济供氧量，m3.h. 提下采用最少供氧量的最经济供氧模型，能显著降北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 图 6 熔池碳含量对比 Ｆｉｇ．6 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｓｉｎｔｈｅｍｏｌｔｅｎｂａｔｈ 图 7 电弧炉熔池中碳的质量分数实测值与模型计算值比较 Ｆｉｇ．7 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｍｅａｓｕｒｅｄｖａｌｕｅｓａｎｄ ｔｈｅｖａｌｕｅｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｍｏｄｅｌ 上‚脱碳速度主要受供氧强度的影响．在供氧量不 超过5000ｍ 3·ｈ －1时‚脱碳速度随着供氧强度的增强 显著提高． 3 基于脱碳模型的电弧炉供氧优化 模拟分析的结果表明‚虽然冶炼过程中影响脱 碳速度的主要因素是供氧强度‚但当供氧强度超过 5000ｍ 3·ｈ －1时‚脱碳速度不再随供氧强度的增强而 明显提高．利用现场采集的供氧流量和烟气等数 据‚根据该模型计算的某炉次不同供氧流量下的脱 碳速度如图 8所示．对于一定的脱碳速度都存在一 个供氧量最少的最经济供氧强度．因此‚在保证脱 碳速度不变的情况下采用最经济供氧强度的供氧模 式‚避免了传统经验供氧模式由供氧不合理造成的 氧气浪费或脱碳速度降低的缺点． 利用脱碳模型对若干炉次冶炼数据进行模拟计 算后‚回归最经济供氧流量与脱碳速度的关系可以 表示为 ＱＯ2‚ｏｐｔｉｍａｌ＝540∙7（ｍｓｔｅｅｌｖＣ ） 0∙5915 （4） 式中‚ＱＯ2‚ｏｐｔｉｍａｌ为最经济供氧量‚ｍ 3·ｈ －1． 图 8 不同供氧流量下的脱碳速率 Ｆｉｇ．8 Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｘｙｇｅｎｆｌｏｗｒａｔｅｓ 同炉次的实际供氧曲线和优化后的供氧曲线对 比结果如图 9所示．模拟计算显示‚采用最经济供 氧模型后‚该炉次的氧耗从 2044ｍ 3下降到 了 1713ｍ 3‚氧耗明显降低． 图 9 两种供氧流量曲线的对比 Ｆｉｇ．9 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｃｕｒｖｅｓｏｆｏｘｙｇｅｎｆｌｏｗｒａｔｅ 4 结论 （1） 以红外烟气成分分析技术和物质平衡计算 为基础‚利用烟气成分和供氧量等生产数据建立的 脱碳模型‚脱碳速度可以表示为 ｖＣ ＝ Ｑｇａｓ［●（ＣＯ）＋●（ＣＯ2） ］ＭＣ 60Ｖｍｍｓｔｅｅｌ ． 与 50ｔ电弧炉实际冶炼数据对比表明‚利用该模型 可以比较准确地连续预报熔池中碳含量并预测终点 碳含量． （2） 脱碳模型的模拟计算结果表明‚冶炼过程 中脱碳速度主要受供氧强度的影响‚在供氧量不超 过5000ｍ 3·ｈ －1时‚脱碳速度随着供氧强度的增强显 著提高‚最大可达 0∙12％ ～0∙16％ ｍｉｎ －1． （3）当供氧强度超过5000ｍ 3·ｈ －1时‚脱碳速度 基本稳定；对于一定的脱碳速度‚存在与之对应的最 少供氧量．模拟计算结果表明‚在保证脱碳速度前 提下采用最少供氧量的最经济供氧模型‚能显著降 ·1540·