通過對轉(zhuǎn)爐內(nèi)各個元素的氧化反應(yīng)的動力學(xué)和熱力學(xué)分析,建立了基于爐氣分析的轉(zhuǎn)爐冶煉過程動態(tài)控制數(shù)學(xué)模型。根據(jù)數(shù)學(xué)模型建立在線預(yù)報軟件并進行離線模擬。離線模擬結(jié)果表明,該軟件具有良好的終點命中率,對轉(zhuǎn)爐的實際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。根據(jù)爐內(nèi)物理化學(xué)反應(yīng)的特點,建立了基于爐氣分析的煉鋼預(yù)報數(shù)學(xué)模型,模型包括轉(zhuǎn)爐煙氣—爐氣的校正模塊、脫碳速率模塊、元素耗氧分析模塊、石灰熔化速度模塊、渣成分質(zhì)量模塊、熔池鋼液溫度計算模塊、成分和質(zhì)量計算模塊。在煙氣—爐氣校正模塊通過煙氣成分中的氮平衡對爐內(nèi)和煙道中的二次燃燒進行計算,從而得出精確的初始爐氣成分,為模型的精確計算提供數(shù)據(jù)。脫碳速率模塊通過校正后的爐氣成分計算得出,并根據(jù)冶煉不同時期采用不同的脫碳速率計算方法。元素耗氧分析模塊通過對轉(zhuǎn)爐內(nèi)各個氧化反應(yīng)的具體分析和吉布斯自由能的計算得出各個元素的氧化分配系數(shù)。石灰熔化速度模塊通過熔渣物質(zhì)組分計算得出。根據(jù)轉(zhuǎn)爐不同時期建立了不同的溫度預(yù)報模型,在冶煉前期,建立基于熱平衡理論的溫度預(yù)報模型;冶煉中期采用反應(yīng)平衡理論建立了溫度預(yù)報模型;冶煉后期重新啟用熱平衡的溫度預(yù)報模型,并確定了各種預(yù)報模型的切換條件。利用物質(zhì)平衡建立了碳含量預(yù)報模型。采用VB6.0和SQL Sever2000編譯預(yù)報軟件,并進行離線模。離線模擬時通過對煙氣信息的分析對非正常爐況進行預(yù)報,并分析非正常爐況對模擬準確性的影響。離線模擬結(jié)果表明,終點溫度預(yù)報偏差小于20℃的占84.8%,終點碳預(yù)報偏差小于0.02%的占82%;碳含量預(yù)報偏差小于0.02%且溫度預(yù)報偏差小于20℃的爐次雙命中率達到73.9%。
【學(xué)位單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TF345
【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第1章 緒論
    1.1 氧氣轉(zhuǎn)爐的介紹
    1.2 氧氣轉(zhuǎn)爐的發(fā)展
        1.2.1 氧氣轉(zhuǎn)爐的出現(xiàn)與發(fā)展
        1.2.2 中國氧氣轉(zhuǎn)爐的應(yīng)用與發(fā)展
    1.3 轉(zhuǎn)爐冶煉過程控制技術(shù)的發(fā)展
        1.3.1 人工經(jīng)驗轉(zhuǎn)爐控制技術(shù)介紹
        1.3.2 靜態(tài)模型轉(zhuǎn)爐控制技術(shù)介紹
        1.3.3 動態(tài)模型轉(zhuǎn)爐控制技術(shù)介紹
    1.4 基于煙氣分析的轉(zhuǎn)爐動態(tài)控制技術(shù)
        1.4.1 煙氣分動態(tài)控制技術(shù)介紹
        1.4.2 煙氣分析設(shè)備簡介
        1.4.3 各種轉(zhuǎn)爐成產(chǎn)控制技術(shù)比較
        1.4.4 國外應(yīng)用基于煙氣分析動態(tài)控制情況介紹
        1.4.5 國內(nèi)應(yīng)用與開發(fā)基于煙氣分析動態(tài)控制情況介紹
    1.5 本課題研究意義
    1.6 研究內(nèi)容
    1.7 技術(shù)路線及方案
第2章 轉(zhuǎn)爐內(nèi)物理化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)及動力學(xué)分析
    2.1 轉(zhuǎn)爐冶煉條件下硅氧化反應(yīng)機理分析
        2.1.1 硅氧化熱力學(xué)分析
        2.1.2 硅氧化的動力學(xué)分析
    2.2 轉(zhuǎn)爐冶煉條件下錳氧化反應(yīng)機理分析
        2.2.1 錳氧化的動力學(xué)分析
        2.2.2 錳氧化反應(yīng)動力學(xué)分析
    2.3 轉(zhuǎn)爐冶煉條件下磷氧化反應(yīng)機理分析
        2.3.1 脫磷反應(yīng)熱力學(xué)分析
        2.3.2 脫磷反應(yīng)動力學(xué)分析
    2.4 碳的氧化機理
        2.4.1 脫碳反應(yīng)熱力學(xué)分析
        2.4.2 脫碳反應(yīng)過程機理
        2.4.3 脫碳反應(yīng)主要環(huán)節(jié)分析
        2.4.4 脫碳反應(yīng)速率
第3章 基于爐氣分析的轉(zhuǎn)爐實時預(yù)報數(shù)學(xué)模型的建立
    3.1 煙氣—爐氣成分校正
    3.2 脫碳速率模塊
    3.3 轉(zhuǎn)爐內(nèi)氧元素分配分析模塊
        3.3.1 轉(zhuǎn)爐內(nèi)氧元素宏觀分配分析
        3.3.2 轉(zhuǎn)爐內(nèi)氧元素微觀分配分析
    3.4 石灰熔化模塊
    3.5 熔池鋼液成分和質(zhì)量計算模塊
    3.6 熔渣成分質(zhì)量模塊
    3.7 熔池鋼液溫度
        3.7.1 轉(zhuǎn)爐冶煉前期溫度預(yù)報
        3.7.2 冶煉前期和中期溫度預(yù)報模型轉(zhuǎn)換條件
        3.7.3 冶煉中期基于反應(yīng)平衡理論建立熔池溫度預(yù)報模型
        3.7.4 冶煉后期熔池溫度預(yù)報
    3.8 小結(jié)
第4章 爐氣分析系統(tǒng)軟件開發(fā)
    4.1 VB6.0 和SQL 2000簡介
    4.2 模塊計算流程
    4.3 軟件功能和編譯介紹
        4.3.1 軟件界面和功能介紹
        4.3.2 模型程序編譯說明
第5章 軟件運行結(jié)果及分析
    5.1 軟件運行過程分析
        5.1.1 冶煉過程分析
        5.1.2 特殊爐次冶煉過程分析
        5.1.3 非正常冶煉現(xiàn)象對模型計算影響分析
    5.2 模型計算值與實際冶煉結(jié)果比較和分析
    5.3 模型計算誤差分析
    5.4 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
導(dǎo)師簡介
作者簡介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集

【參考文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 劉東;基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)爐煉鋼終點預(yù)測模型研究[D];南京理工大學(xué);2007年

2 史戰(zhàn)東;轉(zhuǎn)爐終點控制模型的比較分析和改進研究[D];重慶大學(xué);2008年

本文編號：2866326