本發(fā)明涉及爐渣成分檢測(cè)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

爐渣是冶煉過(guò)程中的重要產(chǎn)物之一，它是由原料中的雜質(zhì)與造渣材料在熔煉時(shí)形成的高溫熔渣。在冶煉過(guò)程中，爐渣的化學(xué)成分影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，其組分必須加以控制，對(duì)其常見(jiàn)組分的快速準(zhǔn)確分析尤為重要。

目前，對(duì)爐渣成分的測(cè)量分析基本采用離線方式，主要包括化學(xué)法、原子吸收光譜法、x射線熒光光譜法和電感耦合等離子體原子發(fā)射譜法等。例如專利公開(kāi)號(hào)：cn106248707a，公開(kāi)日：2016年12月21日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：一種快速聯(lián)測(cè)閃速熔煉爐渣中ni、cu、fe、s、cao、mgo、sio2、pb、zn、as、sb、bi的分析方法，該申請(qǐng)案的分析方法按照以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：樣片的制備，標(biāo)準(zhǔn)樣片的制備，儀器漂移校正樣片的制備，儀器漂移校正樣片的測(cè)定，選取特殊基體校正方法，樣片的測(cè)定和分析結(jié)果的計(jì)算，該申請(qǐng)案的有益效果為：采用粉末壓片，樣品預(yù)處理過(guò)程快速，實(shí)現(xiàn)了快速測(cè)定，10min內(nèi)即可完成1個(gè)樣品的多元素測(cè)定，勞動(dòng)效率高，操作簡(jiǎn)便，獨(dú)特的儀器分析參數(shù)和基體校正模式，探索出適宜的儀器分析參數(shù)和獨(dú)特的校正模式，解決部分元素標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸不成線性的技術(shù)問(wèn)題，能進(jìn)行多元素聯(lián)測(cè)，實(shí)現(xiàn)主量成分與次量成分的聯(lián)測(cè)。

但是，采用離線方式對(duì)爐渣成分進(jìn)行測(cè)量一方面相對(duì)繁瑣、速度慢、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，另一方面難以滿足在線生產(chǎn)對(duì)于及時(shí)獲知爐渣成分的需求，針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了在線測(cè)量爐渣成分的技術(shù)，例如專利公開(kāi)號(hào)：cn102305785a，公開(kāi)日：2012年01月04日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為：熔融爐渣成分實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)裝置，該申請(qǐng)案公開(kāi)了一種熔融爐渣成分實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)裝置，包括激光導(dǎo)光臂、光學(xué)檢測(cè)探頭、多點(diǎn)駐留測(cè)量機(jī)械臂、信號(hào)發(fā)生與采集處理部分與后端控制系統(tǒng)。激光導(dǎo)光臂分別與信號(hào)發(fā)生與采集處理部分和光學(xué)檢測(cè)探頭相連接；光學(xué)檢測(cè)探頭為t形三通結(jié)構(gòu)，內(nèi)部固定有擴(kuò)束準(zhǔn)直透鏡組、45°入射激光波長(zhǎng)高反180-900nm高透鏡、透鏡陣列和聚焦透鏡，并配置有光纖耦合接口，外部裝有激光測(cè)距儀；信號(hào)發(fā)生與采集處理部分包括調(diào)q激光器、光譜儀、增強(qiáng)型電荷耦合器件及微處理器等；后端控制系統(tǒng)主要完成激光測(cè)距儀、多點(diǎn)駐留測(cè)量機(jī)械臂以及冷卻氣體流量等的控制。該申請(qǐng)案具有分析速度快、無(wú)需取樣的特點(diǎn)，能在高溫惡劣環(huán)境下同時(shí)實(shí)現(xiàn)熔融爐渣中多種成分的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。但是，該申請(qǐng)案的在線監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行成本較高。

近年來(lái)，為了得到更低磷含量的鋼水并同時(shí)降低原料成本，國(guó)內(nèi)外一些鋼廠已陸續(xù)開(kāi)發(fā)頂吹轉(zhuǎn)爐留渣雙渣法深脫磷技術(shù)，將爐渣成分實(shí)時(shí)計(jì)算方法運(yùn)用到這種工藝，可依據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的爐渣成分來(lái)確定轉(zhuǎn)爐中途倒渣操作的時(shí)機(jī)和倒渣量。目前常用的爐渣成分實(shí)時(shí)計(jì)算方法為結(jié)合轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡來(lái)反算爐渣成分，此方法有以下幾點(diǎn)問(wèn)題：(1)監(jiān)測(cè)儀器的延遲性會(huì)造成計(jì)算結(jié)果預(yù)報(bào)的延遲，使計(jì)算結(jié)果失去實(shí)時(shí)性；(2)初始數(shù)據(jù)的缺失會(huì)使物料平衡和熱平衡方程組無(wú)解，造成爐渣成分無(wú)法準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)；(3)在生產(chǎn)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)儀器的誤差無(wú)法估算，所以由此產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果誤差是無(wú)法消除的。

綜上所述，如何克服現(xiàn)有測(cè)量方法存在的無(wú)法滿足爐渣成分在線實(shí)時(shí)檢測(cè)的不足，是現(xiàn)有技術(shù)中亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有測(cè)量方法存在的無(wú)法滿足爐渣成分在線實(shí)時(shí)檢測(cè)的不足，提供了一種爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法，一定程度解決了上述問(wèn)題。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟a：轉(zhuǎn)爐爐次開(kāi)始吹煉時(shí)，準(zhǔn)備好爐渣成分和重量計(jì)算模塊；

步驟b：?jiǎn)?dòng)爐渣成分和重量計(jì)算模塊，對(duì)爐渣成分和重量進(jìn)行計(jì)算；

步驟c：將步驟b中的計(jì)算結(jié)果存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，并傳送至畫(huà)面顯示終端顯示；

步驟d：若轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)具有自動(dòng)煉鋼控制模塊，將步驟b中的計(jì)算結(jié)果同步傳送至自動(dòng)煉鋼控制模塊用于自動(dòng)煉鋼模型的計(jì)算；

步驟e：判斷爐次吹煉是否結(jié)束，若未結(jié)束，轉(zhuǎn)入步驟b，否則，進(jìn)入下一步；

步驟f：判斷爐次是否結(jié)束，若結(jié)束，進(jìn)行參數(shù)的自學(xué)習(xí)計(jì)算，否則，等待；

步驟g：結(jié)束。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟b中爐渣成分和重量計(jì)算步驟如下：

(1)轉(zhuǎn)爐鋼水重量的計(jì)算

wms＝(wiron*a1+wscrap*a2+wore*a3)*a4

其中：

wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；wiron表示鐵水的重量；wscrap表示廢鋼的重量；wore表示鐵礦石的重量；

(2)爐渣中cao、mgo重量的計(jì)算

wcao＝b1*σmate*pca+wslag1*pcao1

wmgo＝b2*σmate*pmg+wslag1*pmgo1

其中：

wcao表示爐渣中cao的重量；wmgo表示爐渣中mgo的重量；

mate表示加入的各種輔料重量；pca表示對(duì)應(yīng)輔料中ca的含量；pmg表示對(duì)應(yīng)輔料中mg的含量；wslag1表示上一爐留渣的重量；pcao1表示上一爐留渣中cao的含量；pmgo1表示上一爐留渣中mgo的含量；

(3)鋼水中si、mn、p和s含量的計(jì)算

①鋼水中si含量的計(jì)算

[si％]＝c1e^-nt+c2

其中，si％表示鋼水中si的含量；c1表示方程常數(shù)；c2表示方程優(yōu)化常數(shù)；n是反應(yīng)硅氧化性質(zhì)的數(shù)值；t為時(shí)間參數(shù)，表示吹煉的時(shí)間；e表示自然常數(shù)；

②鋼水中mn含量的計(jì)算

[mn％]＝a-bt+ct²-dt³+et⁴-ft⁵

其中，mn％表示鋼水中mn的含量；a、b、c、d、e和f分別表示方程校正常數(shù)；t表示吹煉的時(shí)間；

③鋼水中p含量的計(jì)算

其中，p％表示鋼水中p的含量；wacp表示輔料帶入的磷的量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；t表示吹煉的時(shí)間；

[p％]0表示鋼水中磷的初始含量；

vp表示磷的實(shí)時(shí)氧化速率；

④鋼水中s含量的計(jì)算

其中，s％表示鋼水中s的含量；wacs表示輔料帶入的硫的量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；t表示吹煉的時(shí)間；

[s％]0表示鋼水中硫的初始含量；vs表示脫硫速率；

(4)爐渣中sio2、mn、p2o5和s重量的計(jì)算

①sio2的重量的計(jì)算

wsio2＝(wiron*psi-wms*[si％])*15/7

其中，wsio2表示爐渣中sio2的重量；wiron表示鐵水的重量；psi表示鐵水中si的含量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[si％]表示鋼水中si的含量；

②mn的重量的計(jì)算

wmn＝wiron*pmn-wms*[mn％]

其中，wmn表示爐渣中mn的重量；wiron表示鐵水的重量；pmn表示鐵水中mn的含量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[mn％]表示鋼水中mn的含量；

③p2o5的重量的計(jì)算

wp2o5＝(wiron*pp-wms*[p％])*11/3

其中，wp2o5表示爐渣中p2o5的重量；wiron表示鐵水的重量；pp表示鐵水中p的含量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[p％]表示鋼水中p的含量；

④s的重量的計(jì)算

ws＝wiron*ps-wms*[s％]

其中，ws表示爐渣中s的重量；wiron表示鐵水的重量；ps表示鐵水中s的含量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[s％]表示鋼水中s的含量；

(5)爐渣中cao、mgo、sio2、mn、p2o5和s的含量計(jì)算

wslag2＝wcao+wmgo+wsio2+wmn+wp2o5+ws，

其中，wslag2表示爐渣中cao、mgo、sio2、mno、p2o5和s的重量和；

爐渣的總重量：wslag＝wslag2/α；

pcao＝wcao/wslag；

pmgo＝wmgo/wslag；

psio2＝wsio2/wslag；

pmn＝wmn/wslag；

pp2o5＝wp2o5/wslag；

ps＝ws/wslag；

(6)上述計(jì)算中，如果某次計(jì)算前存在中途倒渣的發(fā)生，計(jì)算的爐渣量需要減去中途倒渣的重量。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟b中，a1、a2、a3和a4為計(jì)算系數(shù)，其取值范圍分別為：

a1：(0.85，0.99)；a2：(0.88，0.99)；a3：(0.50，0.75)；a4：(0.95，0.98)；

b1、b2為常數(shù)，b1表示cao和ca之間的換算系數(shù)，b1＝1.4；b2表示mgo和mg之間的換算系數(shù)，b2＝1.66；

a、b、c、d、e和f其范圍為a：(1.11943，1.13117)；b：(0.41125，0.42678)；c：(0.07241，0.07411)；d：(0.00568，0.00598)；e：(0.000206025，0.000208027)；f：(0.00000275161，0.00000275477)。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，[p％]0的計(jì)算公式為：[p％]0＝wiron*pp/wms，

其中，wiron表示鐵水的重量；pp表示鐵水中磷含量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；

vp的計(jì)算公式為：

其中，p％表示鋼水中p的含量；t表示吹煉的時(shí)間；a表示渣-金界面有效面積，其等于(2.3，2.7)*轉(zhuǎn)爐爐膛截面面積；表示脫磷反應(yīng)總速率常數(shù)，其范圍是(1.67，2.43)；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[p％]0表示鋼水中磷的初始含量；lp表示磷的渣金分配比，其取值范圍是(30，200)。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，[s％]0的計(jì)算公式為：

[s％]0＝wiron*ps/wms，其中，wiron表示鐵水的重量；ps表示鐵水中硫的含量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；

vs的計(jì)算公式為：

其中，s％表示鋼水中s的含量；t表示吹煉的時(shí)間；a表示渣-金界面有效面積，其等于(2.3，2.7)*轉(zhuǎn)爐爐膛截面面積；表示脫硫反應(yīng)總反應(yīng)速率常數(shù)；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[s％]0表示鋼水中硫的初始含量；ls表示硫的分配比。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，鋼水中si含量的計(jì)算過(guò)程中，c1的范圍是(0.367，1.319)；c2的范圍是(-0.005，0.005)；n的范圍是(-1.233，-1.054)；

爐渣中cao、mgo、sio2、mn、p2o5和s的含量計(jì)算過(guò)程中，α取值范圍為(0.75，0.81)。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

(1)綜合本申請(qǐng)的內(nèi)容，可知本爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法最大的創(chuàng)新點(diǎn)在于：將爐渣成分實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)模型應(yīng)用于雙渣工藝，即提出了爐渣成分實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的思想，運(yùn)用其實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，為一次倒渣時(shí)機(jī)和一次倒渣量的判斷提供方便；其中，若倒渣時(shí)機(jī)過(guò)早，易造成脫磷率低，爐渣粘度過(guò)大，倒渣不流暢；若倒渣時(shí)機(jī)過(guò)晚，由于溫度高，易造成回磷，降低脫磷率；若倒渣量過(guò)大，則鐵損嚴(yán)重，造渣料消耗大；若倒渣量過(guò)小，易造成脫磷率降低。而本發(fā)明的方法使用方便，通過(guò)該方法，能準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中爐渣的成分，為轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中的鋼水成分、溫度控制以及雙聯(lián)法煉鋼的中間出渣等控制提供依據(jù)。

(2)本發(fā)明采用計(jì)算模型實(shí)時(shí)計(jì)算鋼水中爐渣所含各種成分的含量和重量，克服了現(xiàn)有測(cè)量方法存在的無(wú)法滿足爐渣成分在線實(shí)時(shí)檢測(cè)的不足，可為倒渣操作提供可靠指導(dǎo)，根據(jù)爐渣成分實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，確定倒渣時(shí)機(jī)和倒渣量，能夠提高冶煉過(guò)程的鋼水產(chǎn)量和質(zhì)量，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益，且能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)爐在冶煉過(guò)程中的爐渣成分。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為實(shí)施例1的爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法的流程圖；

圖2為實(shí)施例1中現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)的實(shí)時(shí)計(jì)算界面的截圖；

圖3為實(shí)施例2中現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)的實(shí)時(shí)計(jì)算界面的截圖；

圖4為實(shí)施例3中現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)的實(shí)時(shí)計(jì)算界面的截圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

結(jié)合圖1，本實(shí)施例的爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟a：轉(zhuǎn)爐爐次開(kāi)始吹煉時(shí)，準(zhǔn)備好爐渣成分和重量計(jì)算模塊；

步驟b：?jiǎn)?dòng)爐渣成分和重量計(jì)算模塊，對(duì)爐渣成分和重量進(jìn)行計(jì)算；

步驟b中爐渣成分和重量計(jì)算步驟如下：

(1)轉(zhuǎn)爐鋼水重量的計(jì)算

轉(zhuǎn)爐出鋼的鋼水主要是由鐵水、廢鋼以及鐵礦石中的含鐵量決定，其計(jì)算公式如下：

wms＝(wiron*a1+wscrap*a2+wore*a3)*a4

其中：

wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量，單位(kg)；wiron表示鐵水的重量，單位(kg)；wscrap表示廢鋼的重量，單位(kg)；wore表示鐵礦石的重量，單位(kg)；

a1、a2、a3和a4為計(jì)算系數(shù)，其取值范圍分別為：

a1：(0.85，0.99)；a2：(0.88，0.99)；a3：(0.50，0.75)，鐵礦石的鐵含量隨著品位不同，取值范圍偏差較大；a4：(0.95，0.98)；

(2)爐渣中cao、mgo重量的計(jì)算

cao、mgo是由加入轉(zhuǎn)爐中的各種輔料中的石灰、鎂球等生成的，還包括上一爐留渣帶入，其計(jì)算公式如下：

wcao＝b1*σmate*pca+wslag1*pcao1

wmgo＝b2*σmate*pmg+wslag1*pmgo1

其中：

wcao表示爐渣中cao的重量，單位(kg)；wmgo表示爐渣中mgo的重量，單位(kg)；

mate表示加入的各種輔料重量；pca表示對(duì)應(yīng)輔料中ca的含量；pmg表示對(duì)應(yīng)輔料中mg的含量；wslag1表示上一爐留渣的重量，單位(kg)；pcao1表示上一爐留渣中cao的含量；pmgo1表示上一爐留渣中mgo的含量；

b1、b2為常數(shù)，b1表示cao和ca之間的換算系數(shù)，b1＝1.4；b2表示mgo和mg之間的換算系數(shù)，b2＝1.66；

(3)鋼水中si、mn、p和s含量的計(jì)算

①鋼水中si含量的計(jì)算

[si％]＝c1e^-nt+c2

其中，si％表示鋼水中si的含量，單位(％)；c1表示方程常數(shù)，與實(shí)際的冶煉條件相關(guān)，如轉(zhuǎn)爐大小，吹煉制度，鐵水帶渣等，范圍是(0.367，1.319)，本實(shí)施例中取值為0.629；c2表示方程優(yōu)化常數(shù)，范圍是(-0.005，0.005)，本實(shí)施例中取值為0；n是反應(yīng)硅氧化性質(zhì)的數(shù)值，實(shí)驗(yàn)室測(cè)定其范圍是(-1.233，-1.054)，本實(shí)施例中取值-1.188；t為時(shí)間參數(shù)，單位(min)，表示吹煉的時(shí)間；e表示自然常數(shù)；

②鋼水中mn含量的計(jì)算

[mn％]＝a-bt+ct²-dt³+et⁴-ft⁵

其中，mn％表示鋼水中mn的含量，單位(％)；a、b、c、d、e和f分別表示方程校正常數(shù)，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，可分別確定其范圍為a：(1.11943，1.13117)，本實(shí)施例中取值1.1231；b：(0.41125，0.42678)，本實(shí)施例中取值0.41875；c：(0.07241，0.07411)，本實(shí)施例中取值0.07331；d：(0.00568，0.00598)，本實(shí)施例中取0.00576；e：(0.000206025，0.000208027)，本實(shí)施例中取0.000207000；f：(0.00000275161，0.00000275477)，本實(shí)施例中取0.00000275300；t表示吹煉的時(shí)間，單位(min)；

③鋼水中p含量的計(jì)算

其中，p％表示鋼水中p的含量，單位(％)；wacp表示輔料帶入的磷的量，單位(kg)，由于輔料中幾乎不含硫，此處取值為0；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量，單位(kg)；t表示吹煉的時(shí)間，單位(min)；

[p％]0表示鋼水中磷的初始含量，單位(％)，[p％]0的計(jì)算公式為：[p％]0＝wiron*pp/wms，

其中，wiron表示鐵水的重量，單位(kg)；pp表示鐵水中磷含量，單位(％)；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量，單位(kg)；

vp表示磷的實(shí)時(shí)氧化速率，vp的計(jì)算公式為：

其中，p％表示鋼水中p的含量；t表示吹煉的時(shí)間；a表示渣-金界面有效面積＝(2.3，2.7)*轉(zhuǎn)爐爐膛截面面積，本實(shí)施例中取2.7倍；表示脫磷反應(yīng)總速率常數(shù)，范圍是(1.67，2.43)，這是一個(gè)隨溫度和吹氧變化的量，由現(xiàn)場(chǎng)工藝決定，本實(shí)施例中取2.08；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[p％]0表示鋼水中磷的初始含量；lp表示磷的渣金分配比，其取值范圍是(30，200)，本實(shí)施例中取值120；

④鋼水中s含量的計(jì)算

其中，s％表示鋼水中s的含量；wacs表示輔料帶入的硫的量，由于輔料中幾乎不含硫，此處取值為0；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；t表示吹煉的時(shí)間；

[s％]0表示鋼水中硫的初始含量,[s％]0的計(jì)算公式為：

[s％]0＝wiron*ps/wms，其中，wiron表示鐵水的重量；ps表示鐵水中硫的含量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；

vs表示脫硫速率，vs的計(jì)算公式為：

其中，s％表示鋼水中s的含量；t表示吹煉的時(shí)間；a表示渣-金界面有效面積＝(2.3，2.7)*轉(zhuǎn)爐爐膛截面面積，本實(shí)施例中取2.7倍；表示脫硫反應(yīng)總反應(yīng)速率常數(shù)，范圍是(0.64，1.27)，這是一個(gè)隨溫度和吹氧變化的量，由現(xiàn)場(chǎng)工藝決定，本實(shí)施例中取0.97，；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[s％]0表示鋼水中硫的初始含量；ls表示硫的分配比，其取值范圍是0～1，本實(shí)施例中取值0.5；

(4)爐渣中sio2、mn、p2o5和s重量的計(jì)算

①sio2的重量的計(jì)算

wsio2＝(wiron*psi-wms*[si％])*15/7

其中，wsio2表示爐渣中sio2的重量；wiron表示鐵水的重量；psi表示鐵水中si的含量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[si％]表示鋼水中si的含量；

②mn的重量的計(jì)算

wmn＝wiron*pmn-wms*[mn％]

其中，wmn表示爐渣中mn的重量；wiron表示鐵水的重量；pmn表示鐵水中mn的含量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[mn％]表示鋼水中mn的含量；

③p2o5的重量的計(jì)算

wp2o5＝(wiron*pp-wms*[p％])*11/3

其中，wp2o5表示爐渣中p2o5的重量；wiron表示鐵水的重量；pp表示鐵水中p的含量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[p％]表示鋼水中p的含量；

④s的重量的計(jì)算

ws＝wiron*ps-wms*[s％]

其中，ws表示爐渣中s的重量；wiron表示鐵水的重量；ps表示鐵水中s的含量；wms表示轉(zhuǎn)爐鋼水重量；[s％]表示鋼水中s的含量；

(5)爐渣中cao、mgo、sio2、mn、p2o5和s的含量計(jì)算

wslag2＝wcao+wmgo+wsio2+wmn+wp2o5+ws，

其中，wslag2表示爐渣中cao、mgo、sio2、mno、p2o5和s的重量和；

由于爐渣中除含有cao、mgo2、sio2、mno、p2o5和s外，還含有其他的成分，因此，爐渣的總重量：wslag＝wslag/α，α取值范圍為(0.75，0.81)，本實(shí)施例中取值0.77；

pcao＝wcao/wslag；

pmgo＝wmgo/wslag；

psio2＝wsio2/wslag；

pmn＝wmn/wslag；

pp2o5＝wp2o5/wslag；

ps＝ws/wslag；

(6)上述計(jì)算中，如果某次計(jì)算前存在中途倒渣的發(fā)生，計(jì)算的爐渣量需要減去中途倒渣的重量；

步驟c：將步驟b中的計(jì)算結(jié)果存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，并傳送至畫(huà)面顯示終端顯示；

步驟d：若轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)具有自動(dòng)煉鋼控制模塊，將步驟b中的計(jì)算結(jié)果同步傳送至自動(dòng)煉鋼控制模塊用于自動(dòng)煉鋼模型的計(jì)算；

步驟e：判斷爐次吹煉是否結(jié)束，若未結(jié)束，轉(zhuǎn)入步驟b，否則，進(jìn)入下一步；

步驟f：判斷爐次是否結(jié)束，若結(jié)束，進(jìn)行參數(shù)的自學(xué)習(xí)計(jì)算，否則，等待；

步驟g：結(jié)束。

根據(jù)上述實(shí)施例提供的爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法，將爐渣成分和重量計(jì)算模塊導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)爐渣成分進(jìn)行在線預(yù)測(cè)，并將計(jì)算結(jié)果存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，然后傳送至畫(huà)面顯示終端顯示，圖2為實(shí)施例1中現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)的實(shí)時(shí)計(jì)算界面的截圖。

本實(shí)施例提供的爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法中，針對(duì)不同的爐況，其相應(yīng)的參數(shù)取值有所差別，由于無(wú)法窮舉所有爐況對(duì)應(yīng)的爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法，本實(shí)施例中僅以某鋼廠一轉(zhuǎn)爐為例進(jìn)行說(shuō)明。同時(shí)，由于計(jì)算系數(shù)a1、a2、a3和a4主要和原料的狀況相關(guān)，而國(guó)內(nèi)鋼廠無(wú)法像國(guó)外鋼廠一樣穩(wěn)定的使用同一狀況的原料，因此，實(shí)施例中分別取不同的a1、a2、a3和a4，以對(duì)應(yīng)不同的原料。

具體本實(shí)施例中，取a1＝0.87；a2＝0.90；a3＝0.51；a4＝0.96。選取現(xiàn)場(chǎng)爐次號(hào)為zm3733的爐次進(jìn)行計(jì)算，該爐次的具體信息如下：

鐵水信息：

吹煉信息：

(1)吹煉事件信息：

(2)吹氧信息：

計(jì)算誤差信息：

目標(biāo)誤差：

其中溫差的計(jì)算方法為：

溫差＝計(jì)算結(jié)果–取樣結(jié)果。

成分誤差的計(jì)算方法為：

誤差＝(計(jì)算結(jié)果–取樣結(jié)果)/取樣結(jié)果。

結(jié)論：各項(xiàng)計(jì)算誤差均比較理想。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法，其步驟、參數(shù)與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于：

取a1＝0.91；a2＝0.89；a3＝0.53；a4＝0.95。選取現(xiàn)場(chǎng)爐次號(hào)為zm4991的爐次進(jìn)行計(jì)算，該爐次的具體信息如下：

鐵水信息：

吹煉信息：

(1)吹煉事件信息：

(2)吹氧信息：

計(jì)算誤差信息：

目標(biāo)誤差：

其中溫差的計(jì)算方法為：

溫差＝計(jì)算結(jié)果–取樣結(jié)果。

成分誤差的計(jì)算方法為：

誤差＝(計(jì)算結(jié)果–取樣結(jié)果)/取樣結(jié)果。

結(jié)論：結(jié)合圖3，僅p2o5誤差相對(duì)較大，其余項(xiàng)誤差均比較理想。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法，其步驟、參數(shù)與實(shí)施例1基本相同，其不同之處在于：

取a1＝0.90；a2＝0.92；a3＝0.55；a4＝0.97。選取現(xiàn)場(chǎng)爐次號(hào)為zm3734的爐次進(jìn)行計(jì)算，該爐次的具體信息如下：

鐵水信息：

吹煉信息：

(1)吹煉事件信息：

(2)吹氧信息：

計(jì)算誤差信息：

目標(biāo)誤差：

其中溫差的計(jì)算方法為：

溫差＝計(jì)算結(jié)果–取樣結(jié)果。

成分誤差的計(jì)算方法為：

誤差＝(計(jì)算結(jié)果–取樣結(jié)果)/取樣結(jié)果。

結(jié)論：結(jié)合圖4，僅tfe誤差相對(duì)較大，其余項(xiàng)誤差均比較理想。

爐渣是冶煉過(guò)程中的重要產(chǎn)物之一，它是由原料中的雜質(zhì)與造渣材料在熔煉時(shí)形成的高溫熔渣；在冶煉過(guò)程中，爐渣的化學(xué)成分影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，其組分必須加以控制，對(duì)其常見(jiàn)組分的快速準(zhǔn)確分析尤為重要；綜合本申請(qǐng)的內(nèi)容，可知本爐渣成分在線預(yù)測(cè)方法最大的創(chuàng)新點(diǎn)在于：將爐渣成分實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)模型應(yīng)用于雙渣工藝，即提出了爐渣成分實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的思想，運(yùn)用其實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，為一次倒渣時(shí)機(jī)和一次倒渣量的判斷提供方便；其中，若倒渣時(shí)機(jī)過(guò)早，易造成脫磷率低，爐渣粘度過(guò)大，倒渣不流暢；若倒渣時(shí)機(jī)過(guò)晚，由于溫度高，易造成回磷，降低脫磷率；若倒渣量過(guò)大，則鐵損嚴(yán)重，造渣料消耗大；若倒渣量過(guò)小，易造成脫磷率降低。本發(fā)明的方法使用方便，通過(guò)該方法，能準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中爐渣的成分，為轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中的鋼水成分、溫度控制以及雙聯(lián)法煉鋼的中間出渣等控制提供依據(jù)。

本發(fā)明采用計(jì)算模型實(shí)時(shí)計(jì)算鋼水中爐渣所含各種成分的含量和重量，克服了現(xiàn)有測(cè)量方法存在的無(wú)法滿足爐渣成分在線實(shí)時(shí)檢測(cè)的不足，可為倒渣操作提供可靠指導(dǎo)，根據(jù)爐渣成分實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，確定倒渣時(shí)機(jī)和倒渣量，能夠提高冶煉過(guò)程的鋼水產(chǎn)量和質(zhì)量，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益，且能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)爐在冶煉過(guò)程中的爐渣成分。

以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。