超纯铁素体不锈钢VOD脱碳模型研究

发布时间：2021-07-08 20:19

　　为了实现对超纯铁素体不锈钢VOD精炼脱碳过程的动态即时预测及控制,以酒钢宏兴不锈钢分公司100 t VOD炉冶炼超纯铁素体不锈钢的过程为研究对象,从顶吹氧气的分配行为和C-Cr的竞争氧化出发,建立基于炉气分析技术的VOD动态脱碳模型,并在Matlab环境下开发相应的应用软件,得到全过程钢液成分、氧气分配比、温度等参数随时间的变化规律,对不同阶段的临界碳浓度给出估计范围。利用VOD出站成分以及精炼过程中CO/CO₂的实际变化规律加以检验,与实际值吻合较好,较好地预测了实际变化趋势。 

【文章来源】：钢铁研究学报. 2020,32(11)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

VOD精炼过程示意图

式中:ΔGθ为物质i生成标准吉布斯自由能变,J/g;ΔrHm为物质i生成焓变,J/g;T为钢液温度,K。对于VOD精炼过程来说,顶吹氧枪的氧气去向既是一个关键性的评价指标也是外部操控因素,而顶吹氧气的去向主要有5个,如图2所示。(1)进入钢液转化为[O]成为溶解氧并未参加氧化反应;(2)进入钢液转化为[O]并参加合金元素[x]的氧化反应,生成氧化物xAOB进入熔渣中;(3)进入钢液转化为[O]与[C]反应生成CO气泡上升至钢液表面逸出;(4)未溶解在钢液中随着流场运动从钢液表面逸出或未进入钢液直接逸出未参与任何反应;(5)在熔池上方与CO气泡生成CO2气泡。顶吹氧气的去向可由下式表示:

η CΟ = n CΟ,t n CΟ,t +n Ο 2 ,t +n Ar,t +n CΟ 2 ,t = ( ∫ 0 t - dw([C]) dt dt? 10 6 W 22.4 )-2Q Ο 2 ?φ CΟ 2 dt ( ∫ 0 t - dw([C]) dt dt? 10 6 W 22.4 )+Q Ο 2 ?φ Ο 2 dt+Q Ar ?dt+2Q Ο 2 ?φ CΟ 2 dt ?????? ??? (36)式中:nCO,t为0～t时间内吹入的氧气摩尔量,mol;nAr,t为0～t时间内吹入的氩气的摩尔量,mol。

【参考文献】：
期刊论文
[1]30 t VOD钢包冶炼不锈钢钢液流动模拟研究[J]. 李明林,陈列,寇玉山,代卫星,成国光.  钢铁研究学报. 2018(11)
[2]VOD炉冶炼20Cr13不锈钢硅脱氧工艺[J]. 王鑫潮,游志敏,成国光,寇玉山,左辉,陈列.  钢铁. 2014(08)
[3]顶底复吹条件下不锈钢VOD精炼过程的数学模拟——过程数学模型[J]. 魏季和,李毅.  太原理工大学学报. 2014(01)
[4]超纯铁素体不锈钢的开发与应用现状[J]. 游香米,姜周华,李花兵,申明辉,曹阳.  中国冶金. 2006(11)
[5]超纯铁素体不锈钢品种和精炼技术的进展[J]. 游香米,姜周华,李花兵.  特殊钢. 2006(05)
[6]基于RBF神经网络的转炉炼钢终点预报[J]. 谢书明,孙凯,陈昌.  沈阳工业大学学报. 2006(04)
[7]终点碳控制的现状和前景[J]. 张鉴,佟福生,成国光.  特殊钢. 1995(04)



本文编号：3272265