技術領域

本發明涉及冶金精煉的生產控制技術領域，更具體地講，涉及一種在線預測循環真空脫氣過程中的鋼水脫碳量的方法。

背景技術

循環真空脫氣法(即，RH法)的真空脫碳對于生產超低碳鋼起著關鍵的作用，但是RH脫碳的在線控制技術卻由于無法實時監測碳氧含量而無法提高精度；現行的RH脫碳控制模型多為靜態模型，無法準確模擬RH真空裝置內脫碳過程的實際狀態，例如文獻“Effect?of?Refining?Conditions?for?Ultra?Low?Carbon?Steel?on?Decarburization?Reaction?in?RH?Degasser”(ISIJ?International，1992，32(1)：126～135.Yamaguchi?K.et?al)，忽略了上升管內氣泡的脫碳作用和真空室液滴的脫碳作用；文獻“Dynamic?Modeling?and?Control?of?Vacuum?Circulation?Process”(Iron?and?Making，1993，20(5)：390.Kleimt?B.et?al)沒有考慮上升管內氣泡和真空室液滴位置的脫碳作用；而文獻“RH-MFB脫碳過程模型與工藝優化”(唐山：河北理工大學碩士論文，劉泊松，2005)雖然考慮了鋼液本體、飛濺液滴與提升氣體氬氣泡表面的脫碳，但是對于脫碳機理的描述也不夠詳盡。到目前為止所見文獻與專利均沒有討論脫碳位置在不同的脫碳階段對于脫碳速率的影響。現行的RH脫碳控制模型多為靜態模型，只能通過經驗數據設定真空度、壓降模式等工藝參數，一旦運行便無法修改參數，無法準確檢測真空室中的碳氧含量，及時修正計算結果，導致精度無法保證。

文獻“Application?of?Off-gas?Analysis?for?RH?Decarburization?Process”(SEAISI?Quarterly，1997，26(2)：27-30.Ming.SiangChiang，et?al.)顯示在RH排氣系統中安裝質譜儀，通過質譜儀在線連續檢測排氣中CO、CO₂等的變化，同時以來鋼條件以及脫碳過程的真空度、壓降模式、提升氣體流量等相關參數計算鋼中碳含量的變化，從而采取最優化的工藝參數，達到自動控制及精確控制的目的。但是這種動態的脫碳模型需要在RH排氣系統中安裝質譜儀，通過質譜儀在線連續檢測排氣中CO、CO₂等的變化，并且要實時監測真空度變化和提升氣體流量變化，進行計算，過程多次取樣化驗碳含量，成本很高，國內很多鋼廠無法達到如此條件。

基于上述原因，本發明的，既解決了靜態模型不靈活，精度難以提高的問題，又改善了動態脫碳模型成本高的情況。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的之一在于提供一種能夠在線預測循環真空脫氣法的鋼水脫碳量的方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種在線預測循環真空脫氣法中鋼水總脫碳量的方法。所述循環真空脫氣法通過包括真空室和上升管的循環真空脫氣裝置實現，所述方法包括以下步驟：將循環真空脫氣裝置內的脫碳過程劃分為：高速反應階段、強制脫碳階段和低濃度反應階段；將循環真空脫氣裝置中的脫碳位置劃分為：鋼液內部CO氣泡脫碳Q_CO、真空室內鋼液自由表面脫碳Q_sur、真空室內Ar氣泡表面脫碳Q_Ar、真空室內飛濺液滴脫碳Q_dro和上升管內Ar氣泡表面脫碳Q_Ar，p；通過計算高速反應階段、強制脫碳階段和低濃度反應階段所分別對應的鋼液內部CO氣泡脫碳Q_CO、真空室內鋼液自由表面脫碳Q_sur、真空室內Ar氣泡表面脫碳Q_Ar、真空室內飛濺液滴脫碳Q_dro和上升管內Ar氣泡表面脫碳Q_Ar，p的總和，得出鋼水總脫碳量。

在本發明的一個示例性實施例中，所述總脫碳量根據式(a)得出，所述式(a)為：∑Q^C＝α_CO×Q_co+α_sur×Q_sur+α_Ar×Q_Ar+α_dro×Q_dro+α_Ar，p×Q_Ar，p，