一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法

本发明属于钢铁冶金，具体为一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法。

背景技术：

1、目前，中国大多数钢厂依然采用长流程生产粗钢，转炉是长流程生产过程的重要组成步骤，合金化控制是转炉炼钢过程中重要控制参数。合金化操作主要依靠现场操作人员利用主观经验进行人为控制，难以达到稳定准确的效果。同时，铁合金条件参差不齐，炼钢铁合金种类繁多，价格不一，品质差异大等导致合金化控制难以形成标准化操作。研究表明，合金粉末在出钢加入钢包过程中受到重力和上升热气流对其施加的曳力，当二者达到受力平衡时，小粒度合金粉末将被吹出，无法加入至钢包内造成直接合金损失，因此合金在运输过程造成的破碎粉化对合金化过程有一定影响，有必要针对合金粉化率进行研究。以上原因导致合金化工艺准确度低，经济效益差，由于铁合金品质波动导致合金成本浪费，严重时甚至造成钢水报废。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法，旨在填补目前钢铁企业对合金管理及使用方面的缺失，并解决在转炉冶炼出钢过程中合金选择存在误差的问题。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

3、一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法，包括以下步骤：

4、s1.对炼钢铁合金物理化学性能进行检测并采集铁合金品质数据集，建立铁合金品质数据库；

5、s2.选择铁合金品质分级指标，制定铁合金品质分级制度；

6、s3.针对不同级别的铁合金，设计匹配加料模式；

7、s4.装料前，获取铁合金分级指标对应的参数，选择与之对应的加料模式，进行加料控制；

8、s5.完成合金化过程后，转炉出站；

9、s6.当前炉次冶炼结束后数据存入铁合金品质数据库。

10、作为本发明所述的一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法的优选方案，其中：所述步骤s1中，所述铁合金品质数据集包括：密度、粒度、粉化率、合金主要成分(c、si、mn、cr、fe、mo、v)、微量元素成分(p、s、o、n、b、ti、cu)、合金价格、合金厂家及批次。

11、作为本发明所述的一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法的优选方案，其中：所述步骤s2中，铁合金品质分级指标包括铁合金元素及其含量和铁合金粉化率中的一种或多种，优选c、o元素及其含量和铁合金粉化率中的一种或多种，更优选c元素及其含量和粉化率。

12、作为本发明所述的一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法的优选方案，其中：所述步骤s2中，铁合金主要元素及其含量的分级制度是根据检测得到碳含量；当碳含量小于c1wt％定义为低碳铁合金，铁合金碳含量处于c1～c2wt％的定义为中碳铁合金，铁合金碳含量大于c2wt％的铁合金定义为高碳铁合金。

13、作为本发明所述的一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法的优选方案，其中：所述步骤s2中，铁合金粉化率的划分以5％为线，其中粉化率≤5％的铁合金被定义为低粉化率铁合金，粉化率>5％的铁合金被定义为高粉化率铁合金。

14、作为本发明所述的一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法的优选方案，其中：所述步骤s2中，根据主要元素含量和粉化率将铁合金分为低碳低粉化率、低碳高粉化率、中碳低粉化率、中碳高粉化率、高碳低粉化率和高碳高粉化率6个级别。

15、作为本发明所述的一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法的优选方案，其中：所述步骤s3中，

16、低碳低粉化率合金铁合金加入模式：低碳低粉化率合金铁合金因其优越的合金成分及物理性能，一般价格较高，大多应用于低碳钢冶炼。低碳钢碳含量0.10～0.25％，在出钢过程配加合金优先选择低碳铁合金，铁合金的加入主要分三个阶段，第一批铁合金包括全部脱氧合金，在出钢前1/4时期加入，第二批铁合金即合金化剂，包括低碳低粉化率合金，在进入出钢中期时加入，易氧化的贵重合金在出钢3/4时期前加完；

17、低碳高粉化率合金铁合金加入模式：低碳高粉化率合金铁合金因其成分中碳含量较低且杂质元素较少，一般用于低碳钢冶炼。铁合金的加入主要分三个阶段，第一批铁合金包括全部脱氧合金，在出钢前1/4时期加入，第二批铁合金即低碳高粉化率合金，在脱氧合金加入完成后加入，出钢前1/2时期加入完成，最后加入易氧化的贵重合金；

18、中碳低粉化率合金铁合金加入模式：中碳低粉化率合金铁合金含有少量微量元素(p、s、ti等)，使其价格稍高于低碳合金，大多用于冶炼低/中碳钢，中碳钢碳含量0.25～0.60％。铁合金主要分三个阶段加入，第一批铁合金包括全部脱氧合金，在出钢前1/4时期加入，第二批铁合金即中碳低粉化率合金铁合金，在进入出钢中期时加入，最后加入易氧化的贵重合金；

19、中碳高粉化率合金铁合金加入模式：中碳高粉化率合金铁合金因其碳含量较低且含有部分杂质元素，同时耐磨性较差，一般用于中碳钢冶炼。铁合金的加入主要分三个阶段，第一批铁合金包括全部脱氧合金，在出钢前1/4时期加入，第二批铁合金即中碳高粉化率合金，在脱氧合金加入完成后加入，出钢前1/2时期加入完成，最后加入易氧化的贵重合金；

20、高碳低粉化率合金铁合金加入模式：高碳低粉化率合金铁合金碳含量及杂质元素较多，使其价格低于低/中碳合金，主要用于冶炼中/高碳钢，高碳钢碳含量＞0.60％。铁合金主要分三个阶段加入，第一批铁合金包括全部脱氧合金，在出钢前1/4时期加入，第二批铁合金即高碳低粉化率合金铁合金，在进入出钢中期时加入，最后加入易氧化的贵重合金；

21、高碳高粉化率合金铁合金加入模式：高碳高粉化率合金铁合金因其碳含量较高且含有部分杂质元素，同时耐磨性较差，一般用于高碳钢冶炼。铁合金主要分三个阶段加入，第一批铁合金包括全部脱氧合金，在出钢前1/4时期加入，第二批铁合金即高碳高粉化率铁合金，在脱氧合金加入完成后加入，出钢前1/2时期加入完成，最后加入易氧化的贵重合金。

22、作为本发明所述的一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法的优选方案，其中：所述步骤s4中，获取的指标包括铁合金碳含量及粉化率。

23、作为本发明所述的一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法的优选方案，其中：所述步骤s6中，划分当前使用铁合金级别方法与历史炉次相同。

24、作为本发明所述的一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法的优选方案，其中：所述根据用户反馈和方法准确性，持续对铁合金分级制度进行优化和微调的步骤中，包括：若方法在某些情况下表现不佳，则通过添加用户特定标准至准确铁合金分级制度及铁合金品质数据库中，以生成更多训练样本持续对铁合金分级制度及加料模式进行优化。

25、本发明的有益效果如下：

26、本发明提出为一种基于铁合金分级制度的转炉出钢过程多模式加料方法。首先选取合金铁合金品质的分级指标，制定合金铁合金品质分级制度，针对不同级别的合金铁合金，设计与之匹配加料方式，在装料前首先获取合金铁合金成分和粉化率，并选择与之对应的加料方式，协助完成合金化过程。本发明是基于数学中的“微分”思想，将成分波动较大的合金铁合金进行分类，落在同一类别的合金铁合金可看作是稳定的，并采用同一加料方式控制，可实现转炉合金化的平稳操作，避免了合金铁合金波动大导致的钢液成分波动事故，不仅能在一定程度上提升钢液成分命中率，还可以减少物料消耗，降低合金成本，具备良好的冶金效果。