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综述了国内外不锈钢AOD精炼过程的一些控制模型,介绍了这些应用于工业生产中控制模型的主要功能和特点。
在魏季和教授等建立的120 t侧顶复吹条件下AOD精炼过程数学模型的基础上初步研制和开发了120 t侧顶复吹AOD炉内不锈钢精炼过程控制模型。该过程控制模型主要分为三个模块:气体模块、物料添加模块以及脱碳和温度模块。采用Fortran语言编写计算程序,以Visual Basic 6.0软件开发控制模型界面。
以120 t侧顶复吹AOD转炉内生产304型不锈钢得到的14炉数据对该控制模型作了检验,结果表明:
1.该控制模型可以较为准确的估计冶炼过程钢液中碳、铬、锰、硅浓度和熔池温度的变化,在还原期终点,模型计算结果与实际值较为吻合。
2.在氧化和还原的精炼过程中,始终存在各元素间的竞争性氧化和各氧化物的竞争性供氧,反应的Gibbs自由能可用来表征其特性。
3.在侧顶复吹120 tAOD炉内304型不锈钢的精炼过程中,脱碳速率前期主要取决于供氧速率,在碳含量降低至较低水平时则主要取决于钢液中碳的传质;接近顶吹氧气终点时,存在碳的临界值。
4.按一维多层瞬态导热来处理炉壁的传热,与过程数学模型的估计结果相比较,控制模型估计的钢中C和Cr含量及和熔池温度的变化趋势相一致,但是控制模型和过程数学模型估计的结果会出现偏差。
5.本控制模型作为以理论模型为基础开发研制不锈钢侧顶复吹精炼过程控制模型的初步探索,可为进一步的开发研究提供较可靠的基础。