1、21世紀(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐吹煉的自動化和智能化，達(dá)到穩(wěn)定煉鋼工藝，提高終點(diǎn)成分、溫度控制精度和命中率，保證鋼水潔凈度和降低生產(chǎn)成本的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，國內(nèi)、外轉(zhuǎn)爐控制技術(shù)的發(fā)展趨勢是：采用計算機(jī)智能控制取代人工經(jīng)驗(yàn)控制；由靜態(tài)或終點(diǎn)動態(tài)控制轉(zhuǎn)變?yōu)榇禑捜^程的動態(tài)控制；簡單的終點(diǎn)碳、溫預(yù)報發(fā)展為對碳、溫和磷、錳、硫、氧的全面控制，進(jìn)一步提高控制精度和命中率，縮短冶煉周期，降低生產(chǎn)成本。
　　 本文研究開發(fā)出

2、了基于“煙氣分析的轉(zhuǎn)爐動態(tài)控制模型”。該模型的主要特點(diǎn)是根據(jù)轉(zhuǎn)爐煉鋼反應(yīng)的熱力學(xué)和動力學(xué)建立起轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的動力學(xué)預(yù)報模型，實(shí)現(xiàn)對吹煉過程中金屬、爐渣和爐氣成分、溫度、重量和流量的實(shí)時在線預(yù)報；并通過爐氣分析對動力學(xué)模型的預(yù)報值進(jìn)行全程的動態(tài)校正，提高預(yù)報精度；為提高終點(diǎn)碳和溫度的控制精度建立了終點(diǎn)碳、溫校正方程。該控制模型應(yīng)用于萊鋼60噸轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中，獲得較好的效果：終點(diǎn)碳在0.08～0.24％范圍內(nèi)控制精度為±0.025％，命中率達(dá)到

3、89％；溫度控制精度為±20℃時，命中率達(dá)到71％；終點(diǎn)錳和磷的控制精度分別為±0.03％和±0.005％時，命中率分別為83.8％和80.5％。本研究工作包括：轉(zhuǎn)爐吹煉中爐氣二次燃燒、傳熱傳質(zhì)和汽化冷卻煙道內(nèi)爐氣燃燒傳熱傳質(zhì)的數(shù)值模擬；轉(zhuǎn)爐吹煉過程中雜質(zhì)元素氧化、還原反應(yīng)規(guī)律的熱力學(xué)研究和轉(zhuǎn)爐脫磷反應(yīng)平衡及工藝優(yōu)化研究；轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中石灰、礦石和廢鋼的熔化動力學(xué)及渣·鋼反應(yīng)動力學(xué)的研究。研究表明：(1)通過數(shù)值模擬得出轉(zhuǎn)爐爐口爐氣流速

4、約為28.61m/s，出口壓力約為67Pa，爐氣成分以CO和CO2為主，爐氣流量與瞬時供氧量的關(guān)系為：VFG=9494×Qo2-11286，Nm3/h；(2)通過對煙道內(nèi)爐氣二次燃燒的數(shù)值模擬得到卷吸空氣量與煙氣流量的關(guān)系為：VWG=28702+0.63×VAir，Nm3/h；卷吸空氣量與煙氣中CO體積濃度的關(guān)系為：VAir=18524-222.3×(％CO)WG，Nm3/h；(3)根據(jù)轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)數(shù)據(jù)提出熔池碳含量是控制熔池氧位和決

5、定雜質(zhì)元素氧化限度的技術(shù)觀點(diǎn)，并研究了熔池中Si、Mn、P、S等雜質(zhì)元素的氧化規(guī)律與渣-鋼間的平衡分配比，總結(jié)前人熱力學(xué)數(shù)據(jù)得出γMnO的計算公式；(4)以前人熱力學(xué)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用規(guī)則離子溶液模型，建立了計算精度較高的P2O5和FeO活度系數(shù)γPO2.5和γFeO計算公式：并提出利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)模型研究脫磷反應(yīng)熱力學(xué)的新方法；(5)研究提出新的CaO飽和溶解度和礦石熔化速度的計算方法。研究提出計算煙氣流量、卷吸空氣量、爐內(nèi)二