LF钢水精炼工艺数学模型的开发

作     者：石晓伟 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钟良才

授予年度：2015年

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

主      题：LF 温度预报模型 合金化模型 物料平衡计算模型 热平衡计算模型 成分预报模型 

摘      要：本研究以LF精炼炉为研究对象,采用理论分析与现场实际相结合的混合建模思想,利用VC 6.0编程软件建立了 LF钢水精炼过程温度预报模型、合金化模型、物料平衡与热平衡计算模型以及成分预报模型。本文研究的主要内容如下:(1)以LF精炼过程中钢水、钢包和炉渣为研究体系,基于质量守恒和能量守恒,建立了 LF钢水精炼物料平衡和热平衡计算的数学模型。(2)在LF钢液精炼过程的热分析基础上,推导出了钢液温度随时间的变化关系,建立了 LF钢水精炼温度预测的数学模型。(3)研究了 LF精炼过程成分变化机理,在热力学计算的基础上分析了动力学因素对钢水成分变化的影响,推导出了钢液本体浓度和熔渣本体浓度随时间的变化关系,建立了 LF钢水精炼过程成分预测的数学模型。(4)计算了成分预报动力学模型中的主要参数,用Wagner公式计算了钢液组元的活度系数;用完全离子溶液模型计算了熔渣组元的活度系数;用混合建模的方法确定了钢液组元传质系数与渣金反应界面积的乘积Aki的值为Qg/30.4。(5)验证了模型计算结果与现场生产数据的偏差,经过与现场生产数据的对比,本模型的验证结果为:20炉内,除F661004735炉次终点温度误差为12℃,其它炉次误差均在6℃以内;除F51004690炉次终点氧含量误差为12×10-6,其余炉次误差均在6×10-6之内;终点硫含量的误差均在6×10-6之内。将精炼过程6个节点的预报值与实测值进行验证,其预报值与实测值基本吻合。