D0L:10.13374f.issn1001-053x.2011.s1.010 第33卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.33 Suppl.1 2011年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2011 基于废气分析的RH脱碳模型 林 路2包燕平12)岳峰》王敏12) 欧洪林引 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京1000832)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 3)北京科技大学冶金工程研究院，北京100083 通信作者，E-mail:baoyp@ust山.cdu.cn 摘要为连续预测RH熔池内碳含量，实现对RH脱碳终点碳含量控制，以物质C平衡为基础，通过对某钢厂250tRH废气 分析系统分析的废气流量以及废气中CO、CO2含量进行连续监控，建立了基于废气分析的RH脱碳数学模型.该模型计算表 明：对于治炼成品中碳质量分数≤30×10~6的超低碳钢，模型计算RH脱碳终点碳质量分数误差都在±5×10~6之间：在RH 脱碳后期，废气中C0+C02质量分数低于5%时，熔池内脱碳速率低于10-6mi',此时可判定脱碳结束.同时结合现场工艺 条件分析了压降平台以及吹氧操作对RH脱碳速率的影响 关键词炼钢：精炼：脱碳：数学模型 分类号T℉769.4 RH decarburization model based on off-gas analysis LIN L).BAO Yan-ping YUE Feng,WANG Min OU HongHlin 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)School of Metallurgical and Ecological Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 3)Engineering Research Institute,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China Corresponding author,E-mail:baoyp@ustb.edu.cn ABSTRACT In order to continuously forecast the carbon content in a RH molten bath and control the carbon content at the RH termi- nal point,the off-gas flow rate was analyzed and the content of CO+CO in the off-gas was monitored continuously.Based on carbon balance calculations,a decarburization mathematical model was established for the 250t RH in a steel plant.Calculation results from the model showed that the precision of carbon content at the end point of RH treatment was t5x10for ultra-low-carbon steel ([C] 30 x10).When the content of CO+CO2 in the off gas was lower than 5%in the late period of RH decarburization,the decarburi- zation rate was lower than 10 min-,so decarburization could be determined to finish.In combination with site technological condi- tions,the effects of the pressure drop platform and oxygen blowing operation on the RH decarburization rate were studied. KEY WORDS steelmaking:refining:decarburization:mathematical models RH真空精炼装置以其良好的脱碳能力成为 检测，通过连续测量废气成分及流量，间接推定 国内外生产超低碳钢普遍采用的手段之一·而对 熔池内碳含量的废气分析技术应运而生.目前， 于此类超低碳钢的应用来说，开发一种监控RH 废气分析逐渐应用于RHa-、VOD8、转炉[9山 钢液含碳量的动态变化和实时脱碳速度系统极 以及电弧炉12)等过程，取得了较好的控制效 为重要).在钢铁工业领域中，至今尚无直接测 果；但基于废气分析的RH在线脱碳模型的研究 量钢水中碳含量的方法，在RH脱碳过程中，一 报道很少 般是根据现场操作经验和模型来控制脱碳过程， 本文是以某钢厂RH冶炼超低碳钢的脱碳过程 其脱碳结果只有在取样化验后才能获得，这无疑 为研究对象，建立了基于废气分析的RH脱碳数学 降低了终点碳命中率以及延长了精炼时间，给钢 模型，通过冶炼过程中废气分析来连续推定钢包中 铁生产效率、产品质量以及能源和物质消耗带来 碳含量，提高终点碳含量命中率，为现场生产提供了 严重影响2].因此，对炼钢过程中的废气进行 有力的指导. 收稿日期：201108-20第 33 卷 增刊 1 2011 年 12 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 Suppl． 1 Dec． 2011 基于废气分析的 RH 脱碳模型 林 路1，2) 包燕平1，2) 岳 峰3) 王 敏1，2) 欧洪林3) 1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083 2) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 3) 北京科技大学冶金工程研究院，北京 100083 通信作者，E-mail: baoyp@ ustb． edu． cn 摘 要 为连续预测 RH 熔池内碳含量，实现对 RH 脱碳终点碳含量控制，以物质 C 平衡为基础，通过对某钢厂 250 t RH 废气 分析系统分析的废气流量以及废气中 CO、CO2含量进行连续监控，建立了基于废气分析的 RH 脱碳数学模型． 该模型计算表 明: 对于冶炼成品中碳质量分数≤30 × 10 － 6 的超低碳钢，模型计算 RH 脱碳终点碳质量分数误差都在 ± 5 × 10 － 6 之间; 在 RH 脱碳后期，废气中 CO + CO2质量分数低于 5% 时，熔池内脱碳速率低于 10 － 6 min － 1 ，此时可判定脱碳结束． 同时结合现场工艺 条件分析了压降平台以及吹氧操作对 RH 脱碳速率的影响． 关键词 炼钢; 精炼; 脱碳; 数学模型 分类号 TF769. 4 RH decarburization model based on off-gas analysis LIN Lu1，2) ，BAO Yan-ping1，2) ，YUE Feng3) ，WANG Min1，2) ，OU Hong-lin3) 1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 3) Engineering Research Institute，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China Corresponding author，E-mail: baoyp@ ustb． edu． cn ABSTRACT In order to continuously forecast the carbon content in a RH molten bath and control the carbon content at the RH termi￾nal point，the off-gas flow rate was analyzed and the content of CO + CO2 in the off-gas was monitored continuously． Based on carbon balance calculations，a decarburization mathematical model was established for the 250 t RH in a steel plant． Calculation results from the model showed that the precision of carbon content at the end point of RH treatment was "5 × 10 － 6 for ultra-low-carbon steel ( w［C］ ≤30 #10 － 6 ) ． When the content of CO + CO2 in the off gas was lower than 5% in the late period of RH decarburization，the decarburi￾zation rate was lower than 10 － 6 min － 1 ，so decarburization could be determined to finish． In combination with site technological condi￾tions，the effects of the pressure drop platform and oxygen blowing operation on the RH decarburization rate were studied． KEY WORDS steelmaking; refining; decarburization; mathematical models 收稿日期: 2011--08--20 RH 真空精炼装置以其良好的脱碳能力成为 国内外生产超低碳钢普遍采用的手段之一． 而对 于此类超低碳钢的应用来说，开发一种监控 RH 钢液含碳量的动态变化和实时脱碳速度系统极 为重要［1］． 在钢铁工业领域中，至今尚无直接测 量钢水中碳含量的方法，在 RH 脱碳过程中，一 般是根据现场操作经验和模型来控制脱碳过程， 其脱碳结果只有在取样化验后才能获得，这无疑 降低了终点碳命中率以及延长了精炼时间，给钢 铁生产效率、产品质量以及能源和物质消耗带来 严重影响［2--3］． 因此，对炼钢过程中的废气进行 检测，通过连续测量废气成分及流量，间接推定 熔池内碳含量的废气分析技术应运而生． 目前， 废气分析逐渐应用于 RH［4--7］、VOD［8］、转炉［9--11］ 以及电弧炉［12--13］ 等过程，取得了较好的控制效 果; 但基于废气分析的 RH 在线脱碳模型的研究 报道很少． 本文是以某钢厂 RH 冶炼超低碳钢的脱碳过程 为研究对象，建立了基于废气分析的 RH 脱碳数学 模型，通过冶炼过程中废气分析来连续推定钢包中 碳含量，提高终点碳含量命中率，为现场生产提供了 有力的指导． DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.s1.010