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对LF钢水温度控制和成分控制现状做了较为详细的研究分析,并对唐钢一炼钢LF进行现场考察,在此基础上对其进行合理的、便于数学处理的假设,以单位时间内钢水、渣、包衬这一体系为研究对象,充分考虑热量的收支情况,建立了钢水温度控制模型,在该模型中,将实际的炉衬大体分为三层:工作层(铝镁碳砖)、安全层(永久层浇注料)和钢壳,认为炉衬侧壁的传热为多层圆筒壁的一维非稳态传热,初始条件为半无限大平板的一维不稳态导热,外边界条件采用第三类对流边界条件处理;考虑到传统方法计算加入渣料和铁合金引起的热量损失需要大量的热力学数据,计算繁琐,这里采用了热损失系数法。对导热方程进行离散化处理,用visualbasic编制友好工作界面,得到了如下结论:
1.各炉次的精炼温度精度都控制到了±3℃以内,而且供电时间也都控制在了±3min。较之前人温度控制在±5℃有了较大提高。
2.要充分利用初炼炉的热能,进站温度越高,为达到目标温度所需要的供电时间就越短(功率一定),并得到:供电时间=5.932+0.1661×温差,这里的温差即为目标温度与进站温度之差。
3.电弧电能对熔池的热交换系数Carc,i为0.615;渣面的热损失系数在加热时取0.2,停电时取0.5。
在钢水成分控制模型中,指出以往合金添加量公式中的弊端,考虑到合金的收得率及精炼过程中钢水的回锰,推导出更为精确的铁合金添加模型,使得模型中铁合金添加量的计算值与实际值之差控制在±10kg的炉次达到了75%。