随着铁合金生产规模的扩大以及为了满足节能降耗的要求将炉外精炼技术应用于铁合金生产是未来的一种发展方向。AOD炉作为一种用于不锈钢生产的技术已经十分成熟,但将其用于铁合金生产方面的研究工作还处于起步阶段。AOD炉在铁合金冶炼过程中,经常发生喷溅。目前,AOD炉在铁合金冶炼中基本上是通过经验模型来预报喷溅,所以本文旨在寻求一种在线、准确的方法降低AOD炉精炼铁合金生产过程的喷溅率。本文首先阐明氩氧精炼铁合金生产过程中预防喷溅的意义,分析了预防喷溅国内外的发展现状,重点对比介绍目前用于金属冶炼过程的各种预防喷溅方法,得出传统的预防喷溅方法存在实时性差、操作复杂、误报喷溅率较高等缺陷,因此,有必要提出预防喷溅的新方法。本文正是在这背景下,提出了基于AOD炉预防喷溅的方法,并设计和实现了基于炉气分析的在线检测系统,它由炉气参数检测系统、AOD参数、过程参数检测系统和主控制系统构成。并对在线检测仪采集的50炉数据进行初步分析,得出的分析结论符合AOD炉的炉气排放规律,从而证实此在线检测仪在AOD炉冶炼过程中的可行性。然后在参阅大量国内外相关资料基础上,分析喷溅的原因,得出AOD炉喷溅的根本原因是其在冶炼过程中炉内FeO大量积聚并和铁水中的C发生剧烈反应,产生巨大的膨胀功,使铁水溢出。在本文设计中,研究和分析了在线检测仪采集的烟气成分及各气体含量、流量等信息,利用氧累积量积分模型和曲线拟合建立了预报喷溅模型,在线检测铁水中FeO含量。操作者根据FeO含量的变化情况,采用改变氧枪位置的方法来控制铁水中FeO含量,防止其大量聚积。通过实验数据分析和对比论证了模型的正确性。最后利用VB编程语言,研究和设计了基于AOD炉预防喷溅系统的上位机界面,该系统界面具有简洁、直观、友好等优点。操作者只要在主界面上输入一些预报喷溅模型需要的静态参数,系统就能正确、在线检测铁水中FeO,并根据炉内的状况,自动控制氧枪位置,达到预防喷溅的目的。通过该AOD炉分析仪的开发和应用,不仅能在AOD炉冶炼过程中预防喷溅,而且能实现AOD炉冶炼完全自动化,降低AOD炉冶炼周期,提高AOD炉生产能力,提高铁水的质量,减少上下炉次铁水成分、温度的波动,大大提高铁合金产品的质量,节能降耗,为提升钢铁企业的市场竞争力、增强新产品开发力度提供先决保证条件。