炼钢过程转炉烟气分析
转炉烟气分析动态控制作为转炉炼钢终点控制的主要方法之一,其最大优势是能够连续推算熔池碳含量,其控制系统的核心是利用烟气信息确定熔池碳含量的算法。近年来国内转炉炼钢厂为提高转炉炼钢生产率和钢水质量,先后从国外引进了多套烟气分析动态控制系统。
整个系统一般由3个部分组成:①连续采集、处理转炉烟气系统;②在线分析质谱仪;③烟气分析动态控制系统。
转炉动态控制模型是整个系统的核心技术部分,该技术在转炉吹炼时全程快速分析烟气成分(115s周期),并根据烟气变化情况动态计算脱碳速率和钢水碳含量,特别是在吹炼末期[C][O]反应趋于平衡后,动态计算、校正熔池温度,准确预报吹炼终点碳和温度。动态控制模型主要由炉气定碳、温度预报、喷溅预报、冷却剂控制等模式构成,模型的自学习、自适应功能是提高模型精度和实用性的关键。
烟气采集和处理系统可以采集温度高达1800℃、烟尘含量高达100mg/m3的气体，由2气体采集探头、现场处理柜、气体处理柜、控制柜、分析柜组成。
在线分析质谱仪对系统采集处理后的转炉烟气进行成分分析，其主要特点是分析速度快、精度高,分析转炉烟气中的6种主要气体成分的周期小于1.5s，可以根据转炉烟气中CO、CO2和O2含量的变化进行及时、准确的测定,以便动态模型对吹炼后期脱碳速率变化进行计算,为终点的[C]、T预报提供准确的计算依据。
转炉烟气分析动态控制系统主要由静态模型和动态模型两部分组成,核心部分是动态控制模型(DYNACON),主要在吹炼末期2min,炉内[C][O]反应趋于平衡后,通过取样系统和质谱仪连续采集、分析(1.5s周期)转炉炉口逸出的炉气成分,根据炉气成分的变化,动态控制模型计算脱碳速率,为操作人员提供吹炼结束前2min钢中碳含量的变化情况,根据动态模型计算的终点[C]、T并结合转炉烟气变化曲线由模型自行确定吹炼终点。
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