图
2
钢水温度变化曲线
T i
=
T
l
+
∃
T
其中:
∃
T
为过程温降和过热度之和, 过程温
降采用实际生产中测定的数据, 小方坯连铸的过
热度取 20～ 25℃。
T
l
为钢水的液相线温度, 采用
以下公式计算:
T
l
= 1537- 88C% - 8S i% - 5M n% - 30P %
- 25S% - 5Cu% - 4N i% - 2V % - 1. 5C r% - 2
由此确定连铸钢水温度制度, 如表 1 所示。
表
1
各钢种温度制度
,
℃
钢 种
液相线
温 度
中间包
开浇温度
大包
开浇温度
出钢
温度
M nS i
1502
1525
±
5
1615
±
5
1710
±
5
Q 235
1512
1535
±
5
1625
±
5
1720
±
5
3
全流程钢水温度的控制
虽然有了较为合宜的温度制度, 但要达到温
度的目标值, 采用目前传统的经验炼钢操作是很
难控制的。为了对钢水温度进行全流程的控制, 采
取了 3 项技术措施: 转炉火焰温度测量; 静态计
算; 建立调度中心。
3. 1
转炉火焰温度测量
目前, 我厂转炉炼钢的过程温度控制仍处于
经验控制阶段, 操作工凭火焰的亮度及加料数量
等来判断倒炉前的钢水温度。 研制声纳化渣操作
指导系统的思路是: 模拟工人的听觉, 根据炉内噪
音来判断化渣状况
[ 1 ]
。 火焰预报钢温系统的思路
也是相似的, 企图模拟工人的视觉, 根据火焰的亮
度判断钢水温度。
3. 1. 1
测量方法
采用红外辐射温度检测仅进行火焰温度测
量, 该仪表安装在炉口旁, 放置在水冷套中, 用氮
气吹扫。虽然它与火焰的距离仪仅为 1. 0～ 1. 2m ,
但在试验中仍然能长期使用, 并保持干净的透镜
面。 该仪表的测温范围为 1000～ 2000℃, 精度为
±10℃, 输出信号为 0～ 5V , 信号送入原声纳控渣
的操作指导系统中, 并在微机屏幕上显示。
3. 1. 2
火焰温度与钢水温度的关系
红外辐射温度检测仪测得的温度与第一次倒
炉热电偶测量的结果相比较, 其差值供下一炉的
反馈计算, 由于热辐射的光路易受烟尘、水汽和炉
气等成分的影响, 喷溅和返干均较大地影响测量
值, 所以必须选择合适的取样时间。从数据采集和
声纳控渣系统中获得的信息, 做出判断。最后所获
得的数据还需经滤波处理, 才能对第一次倒炉的
钢水温度进行预报, 火焰温度的曲线也在声纳控
渣系统的微机屏幕上显示。
实践表明, 在一炉钢吹炼过程中, 火焰温度的
峰值出现在中后期。当钢中[C ]降至临界点后, 炉
气中 CO
2
含量会逐渐增加, 由此, 采用上述方法
测得的火焰温度并不与钢水温度同步增长, 而是
逐步降低的, 因此, 只能采用中后期火焰温度的峰
值来预报倒炉钢水温度。 后期钢水升温及加料对
它的影响也必须加以考虑, 为此, 初步研制了后期
钢水升温的简化模型如下:
t
1
=
t
0
+
a
[
C
0
] -
[
C
1
] +
a
′ 1
[
C
1
]
-
1
[
C
0
]
+
a
′ 1
[
C
1
]
-
1
[
C
0
]
-
bW
sh
-
cW
FeO
式中
t
1
、
t
0
—— 分别为倒炉时和取样时刻的钢
水温度, ℃
[
C
0
]、[
C
1
] ——分别为倒炉时和取样时刻
的钢中含碳量, %
W
sh
——中后期间石灰加入量, kg
W
FeO
——中后期期间氧化铁加入量, kg
a、a′
、b、c——系数
采取上述方法预报钢水温度, 经数次试验, 若
以 20℃为预报误差, 第一次倒炉钢水温度预报的
准确率均在 70%～ 80% 的水平上。如果能较好地
解决炉口堵渣, 操作稳定 (测量时刻枪位和氧压的
稳定) 及改进和完善中后期的数学模型, 通过火焰
温度测量, 预报倒炉钢水温度的技术可望达到实
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7
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炼钢
1998
年第
5
期