近年来,电炉炼钢在国内占有越来越重要的地位。相比与转炉炼钢,电炉炼钢具有流程短、能耗低、资源循环利用、热效率高等特点。关于废钢冶炼工艺的探索也一直是电炉炼钢的前沿研究领域,仍有很多问题尚未得到解决。本文以某厂90t电弧炉冶炼工艺为研究背景,结合冶炼过程电弧炉熔池反应特性,并应用数学模型数值模拟方法,对不同冶炼工艺生产实践条件下电弧炉中影响废钢熔化时间和收得率等工艺条件开展系统研究,建立电弧炉最优化智能配料模型。采用实验室热态熔化试验,对某厂不同料型废钢的熔化过程及收得率进行研究。研究发现粉碎料和渣钢的收得率较小,分别为61.35%和46%,其余均大于94%。根据生产1000余炉次数据进行计算,提出最优化算法模型,可以实时修正废钢收得率,当最优值在方差小于等于1%即认为该值为该废钢收得率。结合废钢熔化过程的数值模拟讨论了废钢料型、废钢预热、废钢类型和废钢形状等不同工艺参数对废钢熔化过程的影响,实验结果与热态试验模型结果相一致,表明增大比表面积能提高废钢熔化速率。对某厂废钢配料方案模拟研究分析发现,入炉相同质量废钢,优化配料后熔化时间减少7.1min,模拟结果为电弧炉废钢配料工艺提供明确可靠的依据。基于数学最优化方法建立最优化模型,采用数字化库存、废钢价格、厂内生产计划、电耗等方面给于最优化配料指导,同时结合某厂废钢库存、生产计划计算出某厂废钢及合金消耗情况,为废钢采购提供参考。模型可在线决策电弧炉最优化配料方案,生成电弧炉冶炼炉次成本,并进行效益分析,对厂内废钢原料收得率分析、废钢熔化时间等工艺参数研究,通过现场600余炉次数据结果表明电弧炉吨钢钢铁料消耗成本平均可节约12.1元/吨钢,为优化电弧炉生产工艺参数和提高钢水质量及节约成本提供了实践指导。