LF炉钢液成分微调合金计算公式推导与解析

D0L:10.13374M.issm1001-053x.2011.s1.013 第33卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.33 Suppl.1 2011年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2011 LF炉钢液成分微调合金计算公式推导与解析 阁立懿)凶龚哲豪2) 1)东北大学材料与冶金学院，沈阳1100042)无锡中程自动化有限公司，无锡214028 通信作者，E-mail:liyi-yan(@yahoo.com.cn 摘要为了发挥LF炉精炼优质钢及流程节奏调节能力的作用，开展了L「炉过程优化主要内容之一的钢液成分微调优化 的研究.该研究有利于：实现快速准确的合金计算，缩短处理周期，提高流程节奏调节能力：实现自动称量、自动加入，减轻劳 动强度：可对钢液成分实现下限控制，尤其对贵重合金，降低合金消耗：可对钢液实现窄成分控制，提高钢质量，实现一材多 用，等.为建立LF炉钢液成分微调模型，给出了合金计算公式的推导过程及公式的解析，并给出LF炉钢液合金成分微调模型 框图，为LF炉过程优化奠定基础. 关键词LF炉：过程优化：成分微调：窄成分控制：合金收得率 分类号T℉769.2 Alloy formula derivation and analysis of composition adjustment of molten steel in ladle furnace YAN Li-i☒，c0 NG Zhe-hao2 1)School of Materials and Metallurgy.Northeastern University,Shenyang 110004.China 2)Wuxi Zhong Cheng Automation Co.Ltd..Wuxi 214028.China Corresponding author,E-mail:liyi-yan@yahoo.com.cn ABSTRACT In order to play the role of refining high quality steel and process rhythm adjustment ability of ladle furnace,the molten steel composition adjustment and optimization in ladle furnace process were researched.The work would help to realize fast and accu- rate alloy calculation,reduce processing cycle,and improve process rhythm adjustment ability.The work was also in favor of realization of automatic weighing,automatic addition as well as reduction of labor intensity.It would achieve the lower limit control for the molten steel composition and reduce alloy consumption,especially,for the precious alloy.It also would realize narrow composition control for molten steel,improve the quality of steel and achieve a material to be multi-purpose,etc.In order to establish the model of molten steel composition adjustment in ladle furnace,the derivation process and analysis of alloy calculation formulas were given for the first time.The flow diagram for the ladle furnace molten steel alloy composition fine-tuning was given.And a foundation for the ladle fur- nace process optimization had been lain. KEY WORDS ladle furnaces;process optimization;composition adjustment;narrow composition control:alloy yield 钢液成分调整包括初炼炉（电炉或转炉）出钢 炉工艺过程优化的主要内容] 过程钢液的合金化及LF炉精炼后期（钢液升温期 LF炉精炼过程采用钢液成分微调的目的：(1) 后、吊包前)钢液的合金成分微调.为了发挥LF炉 实现快速准确的计算，缩短处理周期，提高流程节奏 精炼优质钢及流程节奏调节能力的作用而开展的 调节能力：(2)实现自动称量、自动加入，减轻劳动 LF炉过程优化研究，有利于缩短LF炉精炼处理周 强度：(3)可对钢液成分实现下限控制，尤其对贵重 期，提高LF炉在电炉炼钢流程中的调节能力，实现 合金，降低合金消耗：(4)可对钢液实现窄成分控 连铸多炉连浇，进而实现F炉过程一人一键式操 制，提高钢质量，实现一材多用，等 作.LF炉精炼过程钢液的合金成分微调模型是LF 本文系结合国家“863”课题“基于最佳工艺温 收稿日期：20110801 基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目(2007AA04Z194)

第 33 卷 增刊 1 2011 年 12 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 Suppl． 1 Dec． 2011 LF 炉钢液成分微调合金计算公式推导与解析 阎立懿1) 龚哲豪2) 1) 东北大学材料与冶金学院，沈阳 110004 2) 无锡中程自动化有限公司，无锡 214028 通信作者，E-mail: liyi-yan@ yahoo． com． cn 摘 要 为了发挥 LF 炉精炼优质钢及流程节奏调节能力的作用，开展了 LF 炉过程优化主要内容之一的钢液成分微调优化 的研究． 该研究有利于: 实现快速准确的合金计算，缩短处理周期，提高流程节奏调节能力; 实现自动称量、自动加入，减轻劳 动强度; 可对钢液成分实现下限控制，尤其对贵重合金，降低合金消耗; 可对钢液实现窄成分控制，提高钢质量，实现一材多 用，等． 为建立 LF 炉钢液成分微调模型，给出了合金计算公式的推导过程及公式的解析，并给出 LF 炉钢液合金成分微调模型 框图，为 LF 炉过程优化奠定基础． 关键词 LF 炉; 过程优化; 成分微调; 窄成分控制; 合金收得率 分类号 TF769. 2 Alloy formula derivation and analysis of composition adjustment of molten steel in ladle furnace YAN Li-yi 1) ，GONG Zhe-hao 2) 1) School of Materials and Metallurgy，Northeastern University，Shenyang 110004，China 2) Wuxi Zhong Cheng Automation Co． Ltd． ，Wuxi 214028，China Corresponding author，E-mail: liyi-yan@ yahoo． com． cn ABSTRACT In order to play the role of refining high quality steel and process rhythm adjustment ability of ladle furnace，the molten steel composition adjustment and optimization in ladle furnace process were researched． The work would help to realize fast and accu￾rate alloy calculation，reduce processing cycle，and improve process rhythm adjustment ability． The work was also in favor of realization of automatic weighing，automatic addition as well as reduction of labor intensity． It would achieve the lower limit control for the molten steel composition and reduce alloy consumption，especially，for the precious alloy． It also would realize narrow composition control for molten steel，improve the quality of steel and achieve a material to be multi-purpose，etc． In order to establish the model of molten steel composition adjustment in ladle furnace，the derivation process and analysis of alloy calculation formulas were given for the first time． The flow diagram for the ladle furnace molten steel alloy composition fine-tuning was given． And a foundation for the ladle fur￾nace process optimization had been lain． KEY WORDS ladle furnaces; process optimization; composition adjustment; narrow composition control; alloy yield 收稿日期: 2011--08--01 基金项目: 国家高技术研究发展计划资助项目( 2007AA04Z194) 钢液成分调整包括初炼炉( 电炉或转炉) 出钢 过程钢液的合金化及 LF 炉精炼后期( 钢液升温期 后、吊包前) 钢液的合金成分微调． 为了发挥 LF 炉 精炼优质钢及流程节奏调节能力的作用而开展的 LF 炉过程优化研究，有利于缩短 LF 炉精炼处理周 期，提高 LF 炉在电炉炼钢流程中的调节能力，实现 连铸多炉连浇，进而实现 LF 炉过程一人一键式操 作． LF 炉精炼过程钢液的合金成分微调模型是 LF 炉工艺过程优化的主要内容［1--5］． LF 炉精炼过程采用钢液成分微调的目的: ( 1) 实现快速准确的计算，缩短处理周期，提高流程节奏 调节能力; ( 2) 实现自动称量、自动加入，减轻劳动 强度; ( 3) 可对钢液成分实现下限控制，尤其对贵重 合金，降低合金消耗; ( 4) 可对钢液实现窄成分控 制，提高钢质量，实现一材多用，等． 本文系结合国家“863”课题“基于最佳工艺温 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.s1.013

增刊1 阎立懿等：LF炉钢液成分微调合金计算公式推导与解析 ·39· 度的炼钢一连铸流程能耗综合优化系统之炼钢流程 钢液中的烧损，合金元素平衡方程通用关系式为： 工艺优化”的内容，为实现LF炉钢液成分微调优 化，给出合金计算公式的推导过程及公式的解析，给 86=(c+点f小，-= 出LF炉钢液合金成分微调模型框图，为LF炉精炼 Ga,-b,)+a,×∑(gfD (4) 过程工艺优化奠定基础. 各种合金加入的元素量分别为：g1c、g2c2… 1LF炉精炼工艺过程描述 gc f,即： 当偏心底出钢(EBT)电炉中钢液的碳、磷等成 g1cf=G(a1-b)+a1× 分及钢液的温度符合要求时，电炉向钢包中出钢. 出钢过程中，在钢包中进行钢液的预脱氧、合金化及 8c5=G(a-b,)+a×∑(gf0, 加渣料造渣（包括大部分还原用渣料）等操作；同时 进行吹氩搅拌，均匀钢液的成分与温度.在LF炉钢 包到达F炉精炼工位后，进行测温、取样，然后合 炉盖、送电进行LF炉精炼操作.对于一般结构钢， --1=6a-6+a×月 当温度达到目标温度（一般是精炼过程最高温度） gcf=Ga-+a.×A(g0 时，进行成分微调、喂丝，保温.当VD炉或连铸需 将上列各式两边同除以合金成分℃：，然后相加 要钢液时，吊包、软吹，上VD炉或连铸机回转台. 得： 2LF炉钢液成分微调对温度的影响 含=6g,月gx豆酥( C LF炉精炼过程加入合金进行钢液成分调整会 将式(5)进行整理，得到所有合金加入后钢液 对钢液温度产生影响，成分微调后钢液温度降低值 量的增加值为： 可由能量平衡方程6确定： G万9-4 cG7+AcgT-合9：=c(G+A8) (6) 1-59 (1) 9 △T3=T2-T3= 将式(6)代入到通用式(4)中整理得某种合金 加人量计算公式，即“n元合金加入量计算公 cc+月6)n-月cg+A9g 式7”为： -Ts CG G∑9-4 (2) g=G0-64 式中，△Ta为成分微调后钢液温度降低值，℃；C为 cf:cfi 1-分4 (7) 钢液的比热容，一般为0.837kJ1(kg℃)或0.232 C kWh/(t℃)；G为LF炉中钢液量（成分微调以前 式中，g:为某种合金的加入量，kg:G为炉中钢液的 的)，kg;T2为钢液的目标温度，也是过程最高温 质量，kg:a:为某种元素的目标含量或控制含量，a 度，℃；T3为成分微调后钢液的温度，优化操作时应 为第j种元素的目标含量，%；b:为钢液中某种元素 该是吊包温度，℃；C:为某种合金的固态比热容， 的分析含量，b为钢液中第j种元素的分析含 kJ/(kg℃)；g:为某种合金的加入量，kg:T:为某种 量，%；：为合金中某种元素的含量，℃为合金中第j 合金加入时的温度，℃；9：为某种合金的熔化潜热， 种元素的含量，%；f:为某种元素的收得率，f为第j kJ/kg. 种元素的收得率，%. 3合金加入量计算公式推导 4合金加入量计算公式解析 首先建立“合金元素平衡方程”，即： 4.1计算步骤及说明 某种合金加入的元素量=规格的元素量- 计算合金加入量的过程可以分成以下几个步骤 炉内的元素量 (3) 进行： 为确保合金成分调整的准确性，考虑合金加入 (1)用式(7)计算各种合金的加人量g1~g2…

增刊 1 阎立懿等: LF 炉钢液成分微调合金计算公式推导与解析 度的炼钢--连铸流程能耗综合优化系统之炼钢流程 工艺优化”的内容，为实现 LF 炉钢液成分微调优 化，给出合金计算公式的推导过程及公式的解析，给 出 LF 炉钢液合金成分微调模型框图，为 LF 炉精炼 过程工艺优化奠定基础． 1 LF 炉精炼工艺过程描述 当偏心底出钢( EBT) 电炉中钢液的碳、磷等成 分及钢液的温度符合要求时，电炉向钢包中出钢． 出钢过程中，在钢包中进行钢液的预脱氧、合金化及 加渣料造渣( 包括大部分还原用渣料) 等操作; 同时 进行吹氩搅拌，均匀钢液的成分与温度． 在 LF 炉钢 包到达 LF 炉精炼工位后，进行测温、取样，然后合 炉盖、送电进行 LF 炉精炼操作． 对于一般结构钢， 当温度达到目标温度( 一般是精炼过程最高温度) 时，进行成分微调、喂丝，保温． 当 VD 炉或连铸需 要钢液时，吊包、软吹，上 VD 炉或连铸机回转台． 2 LF 炉钢液成分微调对温度的影响 LF 炉精炼过程加入合金进行钢液成分调整会 对钢液温度产生影响，成分微调后钢液温度降低值 可由能量平衡方程［6］确定: CGT2 + ∑ n i = 1 CigiTi － ∑ n i = 1 qigi = C ( G + ∑ n i = 1 gi ) T3 ( 1) ΔT23 = T2 － T3 = C ( G + ∑ n i = 1 gi ) T3 － ∑ n i = 1 CigiTi + ∑ n i = 1 qigi CG － T3 ( 2) 式中，ΔT23为成分微调后钢液温度降低值，℃ ; C 为 钢液的比热容，一般为 0. 837 kJ/( kg·℃ ) 或 0. 232 kWh /( t·℃ ) ; G 为 LF 炉中钢液量( 成分微调以前 的) ，kg; T2 为钢液的目标温度，也是过程最高温 度，℃ ; T3 为成分微调后钢液的温度，优化操作时应 该是吊包温度，℃ ; Ci 为某种合金的固态比热容， kJ/( kg·℃ ) ; gi 为某种合金的加入量，kg; Ti 为某种 合金加入时的温度，℃ ; qi 为某种合金的熔化潜热， kJ/kg． 3 合金加入量计算公式推导 首先建立“合金元素平衡方程”，即: 某种合金加入的元素量 = 规格的元素量 － 炉内的元素量 ( 3) 为确保合金成分调整的准确性，考虑合金加入 钢液中的烧损，合金元素平衡方程通用关系式为: gici fi = ( G + ∑ n j = 1 gj fj ) ai － Gbi = G( ai － bi ) + ai × ∑ n j = 1 ( gj fj ) ( 4) 各种合金加入的元素量分别为: g1 c1 f1、g2 c2 f2… gn cn fn，即: g1 c1 f1 = G( a1 － b1 ) + a1 × ∑ n j = 1 ( gj fj ) ， g2 c2 f2 = G( a2 － b2 ) + a2 × ∑ n j = 1 ( gj fj ) ， … gn － 1 cn － 1 fn － 1 = G( an － 1 － bn － 1 ) + an － 1 × ∑ n j = 1 ( gj fj ) ， gn cn fn = G( an － bn ) + an × ∑ n j = 1 ( gj fj ) ． 将上列各式两边同除以合金成分 cj ，然后相加 得: ∑ n j = 1 gj fj = G ∑ n j = 1 aj － bj cj + ∑ n j = 1 aj cj × ∑ n j = 1 gj fj ( 5) 将式( 5) 进行整理，得到所有合金加入后钢液 量的增加值为: ∑ n j = 1 gj fj = G∑ n j = 1 aj － bj cj 1 － ∑ n j = 1 aj cj ( 6) 将式( 6) 代入到通用式( 4) 中整理得某种合金 加入量 计 算 公 式，即“n 元 合 金 加 入 量 计 算 公 式［7--8］”为: gi = G ai － bi ci fi + ai ci fi × G∑ n j = 1 aj － bj cj 1 － ∑ n j = 1 aj cj ( 7) 式中，gi 为某种合金的加入量，kg; G 为炉中钢液的 质量，kg; ai 为某种元素的目标含量或控制含量，aj 为第 j 种元素的目标含量，% ; bi 为钢液中某种元素 的分析 含 量，bj 为 钢 液 中 第 j 种 元 素 的 分 析 含 量，% ; ci 为合金中某种元素的含量，cj 为合金中第 j 种元素的含量，% ; fi 为某种元素的收得率，fj 为第 j 种元素的收得率，% ． 4 合金加入量计算公式解析 4. 1 计算步骤及说明 计算合金加入量的过程可以分成以下几个步骤 进行: ( 1) 用式( 7) 计算各种合金的加入量 g1、g2 … ·39·

·40· 北京科技大学学报 第33卷 式中，α：为合金微调后，钢液中某种元素的分析含 (2)计算各种合金的总用量召： 量，%. 也就是说，有偏差就需要校正，负偏差大时就需 (3)计算山F炉中钢液总质量(c+三8)： 要补加合金.为了得到比较准确的合金元素收得 率，可以用历史炉次作为基本炉次反推合金收得率， (4)验算某元素在钢中的含量（质量分数）： 最后得到偏差小、符合现场要求的平均合金元素收 ag= Gb:+gicf (8) 得率.在每炉冶炼结束后存盘过程中，如果该炉次 G+o 为正常炉次，则将其作为历史数据存入待选炉次数 j=1 (5)当加入的合金含有磷、碳时要进行验算磷、 据库，作为新炉次的待选参考炉次，从而完成模型的 碳元素，为了保证不超限，假设合金中的磷或碳均进 学习 入钢液中，即设磷、碳的收得率为1，用式(8)改写， 计算合金的加入量时，在选择追加合金的种类 磷与碳元素的验算公式分别为： 与牌号时应注意以下优先原则：优先选择现场有的、 ap Gbp grce 高碳的、价格便宜的合金，但加入后要保证钢液中磷 (9) G+∑ 或/和碳不超标，否则应选择低磷、低碳含量的合金： 当需要用硅锰合金来调整钢液的硅与锰的含量时， ad= Gbe gccc 应首先保证钢中锰含量的情况下控制成分.另外， (10) G+∑f 所有生产钢种的规格成分、控制成分，各种合金成分 及其收得率等均应以数据库形式保存，以备随时 若磷含量高出规格(a,>ap),则改选低磷合 调用. 金；若碳含量高(a>ac)则改选低碳合金，若碳含 4.2合金加入量计算式解析 量低(a2<ac)则改选高碳合金，以至于调碳. 分析上述所推导的n元合金加入量计算公式 对一确定的钢号，上述n元合金加入量计算公 (7),并将其改写成如下形式： 式(7)中的五个变量： 8:=P:+M,Q (13) gi=fG.ai,bi,cif) (11) 即目标成分、钢液量判断、取样分析、合金牌号 式中，P:为某种合金的初步加入量，P,=G一： cf 确定后，合金元素的收得率直接影响合金的加入量 kg:MQ为某种合金的补加量，kg;Q为所有加入的 准确性，因此，根据合金加入时间不同、顺序不同，以 合金使纯钢液量（不含合金元素）增加值，即式(6)， 及炉渣性质及渣量大小等不同的状况，正确地给出 合金元素的收得率非常重要. 对于新的环境、新牌号合金、新的条件或及新的 Q= 8f= ,kg;M为某种合金的补 设备来说，其合金元素收得率是未知的或不准确的. 1- 可以通过选择与同类预测炉次钢种相同、生产条件 相近和生产时间距当前炉次最近的合金元素收得 加系数，M,= cfi 率，即参考炉次的收得率，作为本次计算合金的收得 式(7)的物理意义为：某种（元素）合金的加入 率.在确定参考炉次的合金元素收得率时，一般来 量由两部分组成，即合金的初步加入量和因纯钢液 说，合金元素的收得率取大不取小（这也是有的合 量的增加而需要合金补加量之和 金元素的收得率采用1，或说不考虑合金元素的收 得率，而采取补加合金的原因)· 5 钢液合金成分微调模型框图 当采用参考炉次的收得率进行合金微调，钢液 利用“n元合金计算公式”及其公式的解析，给 中某种元素的分析含量与目标含量或控制含量有偏 出钢液合金成分微调模型框图如图1所示⑨.通过 差时，可由式(8)整理出的某合金元素收得率计算 公式进行校正8) 钢液合金成分微调模型的建立，实现快速准确的计 算，实现自动称量、自动加入，以及实现LF炉冶炼 (G+5)ai-ch 过程一人一键式操作，为LF炉过程优化奠定坚实 (12) 基础. gici

北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 gn ; ( 2) 计算各种合金的总用量 ∑ n j = 1 gj ; ( 3) 计算 LF 炉中钢液总质量 ( G + ∑ n j = 1 gj fj ) ; ( 4) 验算某元素在钢中的含量( 质量分数) : a°i = Gbi + gici fi G + ∑ n j = 1 gj fj ( 8) ( 5) 当加入的合金含有磷、碳时要进行验算磷、 碳元素，为了保证不超限，假设合金中的磷或碳均进 入钢液中，即设磷、碳的收得率为 1，用式( 8) 改写， 磷与碳元素的验算公式分别为: a° P = GbP + gP cP G + ∑ n j = 1 gj fj ( 9) a° C = GbC + gC cC G + ∑ n j = 1 gj fj ( 10) 若磷含量高出规格( a°P ＞ aP ) ，则改选低磷合 金; 若碳含量高( a° C ＞ aC ) 则改选低碳合金，若碳含 量低( a° C ＜ aC ) 则改选高碳合金，以至于调碳． 对一确定的钢号，上述 n 元合金加入量计算公 式( 7) 中的五个变量: gi = f( G，ai，bi，ci，fi ) ( 11) 即目标成分、钢液量判断、取样分析、合金牌号 确定后，合金元素的收得率直接影响合金的加入量 准确性，因此，根据合金加入时间不同、顺序不同，以 及炉渣性质及渣量大小等不同的状况，正确地给出 合金元素的收得率非常重要． 对于新的环境、新牌号合金、新的条件或及新的 设备来说，其合金元素收得率是未知的或不准确的． 可以通过选择与同类预测炉次钢种相同、生产条件 相近和生产时间距当前炉次最近的合金元素收得 率，即参考炉次的收得率，作为本次计算合金的收得 率． 在确定参考炉次的合金元素收得率时，一般来 说，合金元素的收得率取大不取小( 这也是有的合 金元素的收得率采用 1，或说不考虑合金元素的收 得率，而采取补加合金的原因) ． 当采用参考炉次的收得率进行合金微调，钢液 中某种元素的分析含量与目标含量或控制含量有偏 差时，可由式( 8) 整理出的某合金元素收得率计算 公式进行校正［8--9］: fi ( = G + ∑ n j = 1 gj fj ) a'i － Gbi gici ( 12) 式中，a' i 为合金微调后，钢液中某种元素的分析含 量，% ． 也就是说，有偏差就需要校正，负偏差大时就需 要补加合金． 为了得到比较准确的合金元素收得 率，可以用历史炉次作为基本炉次反推合金收得率， 最后得到偏差小、符合现场要求的平均合金元素收 得率． 在每炉冶炼结束后存盘过程中，如果该炉次 为正常炉次，则将其作为历史数据存入待选炉次数 据库，作为新炉次的待选参考炉次，从而完成模型的 学习． 计算合金的加入量时，在选择追加合金的种类 与牌号时应注意以下优先原则: 优先选择现场有的、 高碳的、价格便宜的合金，但加入后要保证钢液中磷 或/和碳不超标，否则应选择低磷、低碳含量的合金; 当需要用硅锰合金来调整钢液的硅与锰的含量时， 应首先保证钢中锰含量的情况下控制成分． 另外， 所有生产钢种的规格成分、控制成分，各种合金成分 及其收得率等均应以数据库形式保存，以备随时 调用． 4. 2 合金加入量计算式解析 分析上述所推导的 n 元合金加入量计算公式 ( 7) ，并将其改写成如下形式: gi = Pi + MiQ ( 13) 式中，Pi 为某种合金的初步加入量，Pi = G ai － bi ci fi ， kg; MiQ 为某种合金的补加量，kg; Q 为所有加入的 合金使纯钢液量( 不含合金元素) 增加值，即式( 6) ， Q = ∑ n j = 1 gj fj = G∑ n j = 1 aj － bj cj 1 － ∑ n j = 1 aj cj ，kg; Mi 为某种合金的补 加系数，Mi = ai ci fi ． 式( 7) 的物理意义为: 某种( 元素) 合金的加入 量由两部分组成，即合金的初步加入量和因纯钢液 量的增加而需要合金补加量之和． 5 钢液合金成分微调模型框图 利用“n 元合金计算公式”及其公式的解析，给 出钢液合金成分微调模型框图如图 1 所示［9］． 通过 钢液合金成分微调模型的建立，实现快速准确的计 算，实现自动称量、自动加入，以及实现 LF 炉冶炼 过程一人一键式操作，为 LF 炉过程优化奠定坚实 基础． ·40·

增刊1 阎立懿等：LF炉钢液成分微调合金计算公式推导与解析 ·41· 始 析，给出钢液合金成分微调模型框图，为LF炉治炼 过程一人一键式操作，为LF炉过程优化奠定基础 输入口期、、钢与、钢液质量、分析成分 参考文献 确认 [1]LiJ.Composition adjustment and temperature prediction of molten steel in LF.J Iron Steel Res.1999.11(2):68 选择合金种类及抑号 (李品.钢包精炼过程中钢水成分微调及温度预报.钢铁研究 学报，1999.11(2)：68) 巾数报库调取钢液控刷成分、合金战分及其收得率 [2]Li G B,Zhao C L,Zhao S H,et al.Development of LF refining composition prediction model.A/SC Tech,2009(4):26-33 计算加入合金量 (李广帮，赵成林，赵素华，等.LF精炼成分预报模型的开发 鞍钢技术，2009(4)：26-33) [3] 核算闲液成分、质是 Mi W.Yan X L.The molten steel composition and temperature control model in LF.J Hebei Inst Technol Nat Sci Ed,2005,27 否 (4):2130 磷是否高山规格 (米卫，月小林.LF钢水成分与温度控制模.河北理工学院学 香是否尚出恩> 报，2005,27(4)：21-30) [4]Cao H T.Process optimization of LF-Model of Alloys Adjustment 计第加入炭粉量 and on-ine Temperature Prediction of Molten Steel [Dissertation]. Shenyang:Northeastern University,2001 核算钢液成分及质生 (曹鸿涛.山F工艺过程优化一合金微调与温度在线预报模 型的建立模型[学位论文].沈阳：东北大学，2001) 核算加入合金成木，保存行关数据 [5]Li J.LF Refining Technology.Beijing:Metallurgical Industry Press,2009:157H58 笳出钢液成分，合金利类、数堂，合金成本 (李品.LF精炼炉技术.北京：冶金工业出版社，2009157-158) [6]Yan L Y,Zhan D P,Cao H T.Prediction and control of molten 结束 steel temperature LF refining.Ind Heat,2010.39(2):16 (阁立懿.战东平，曹鸿涛.LF炉精炼过程钢液温度预报及控 图1钢液成分微调模型框图 制.工业加热.2010.39(2)：16 Fig.1 Flow diagram of composition adjustment model of molten steel [7]Zhu M Y.Du G,Yan L Y.Modern Metallurgical Science.Beijing: Metallurgical Industry Press,2005:246-248 6结论 (朱苗勇，杜钢，间立懿.现代治金学.北京：治金工业出版社， (1)给出了LF炉精炼过程钢液成分微调对钢 2005:246-248) [8]Li DL Development of the Prediction Model to the End-point Com- 液温度产生影响定量关系： position of Ladle Furnace [Dissertation].Shenyang:Northeastern (2)根据合金元素平衡方程，考虑合金加入钢 University,2005 液中的烧损，推导出n元合金计算公式，给出计算步 (李大亮.LF炉精炼终点成分预报及模型开发[学位论文]. 骤，并对n元合金计算公式进行了解析； 沈阳：东北大学，2005) (3)给出合金元素收得率选取原则，推导出合 [9]Yan LY.Modern Electric Arc Furnace Steel-making Technology and Equipment.Beijing:Metallurgical Industry Press.2011 金元素收得率修正计算公式； (阁立懿.现代电炉炼钢工艺及装备.北京：治金工业出版社， (4)利用“n元合金计算公式”及其公式的解 2011)

增刊 1 阎立懿等: LF 炉钢液成分微调合金计算公式推导与解析 图 1 钢液成分微调模型框图 Fig． 1 Flow diagram of composition adjustment model of molten steel 6 结论 ( 1) 给出了 LF 炉精炼过程钢液成分微调对钢 液温度产生影响定量关系; ( 2) 根据合金元素平衡方程，考虑合金加入钢 液中的烧损，推导出 n 元合金计算公式，给出计算步 骤，并对 n 元合金计算公式进行了解析; ( 3) 给出合金元素收得率选取原则，推导出合 金元素收得率修正计算公式; ( 4) 利用“n 元合金计算公式”及其公式的解 析，给出钢液合金成分微调模型框图，为 LF 炉冶炼 过程一人一键式操作，为 LF 炉过程优化奠定基础． 参 考 文 献 ［1］ Li J． Composition adjustment and temperature prediction of molten steel in LF． J Iron Steel Res，1999，11( 2) : 6-8 ( 李晶． 钢包精炼过程中钢水成分微调及温度预报． 钢铁研究 学报，1999，11( 2) : 6--8) ［2］ Li G B，Zhao C L，Zhao S H，et al． Development of LF refining composition prediction model． AISC Tech，2009( 4) : 26-33 ( 李广帮，赵成林，赵素华，等． LF 精炼成分预报模型的开发． 鞍钢技术，2009( 4) : 26--33) ［3］ Mi W，Yan X L． The molten steel composition and temperature control model in LF． J Hebei Inst Technol Nat Sci Ed，2005，27 ( 4) : 21-30 ( 米卫，闫小林． LF 钢水成分与温度控制模． 河北理工学院学 报，2005，27( 4) : 21--30) ［4］ Cao H T． Process optimization of LF—Model of Alloy's Adjustment and on-line Temperature Prediction of Molten Steel［Dissertation］． Shenyang: Northeastern University，2001 ( 曹鸿涛． LF 工艺过程优化———合金微调与温度在线预报模 型的建立模型［学位论文］． 沈阳: 东北大学，2001) ［5］ Li J． LF Refining Technology． Beijing: Metallurgical Industry Press，2009: 157-158 ( 李晶． LF 精炼炉技术． 北京: 冶金工业出版社，2009: 157--158) ［6］ Yan L Y，Zhan D P，Cao H T． Prediction and control of molten steel temperature LF refining． Ind Heat，2010，39( 2) : 16 ( 阎立懿，战东平，曹鸿涛． LF 炉精炼过程钢液温度预报及控 制． 工业加热，2010，39( 2) : 16) ［7］ Zhu M Y，Du G，Yan L Y． Modern Metallurgical Science． Beijing: Metallurgical Industry Press，2005: 246-248 ( 朱苗勇，杜钢，阎立懿． 现代冶金学． 北京: 冶金工业出版社， 2005: 246--248) ［8］ Li D L． Development of the Prediction Model to the End-point Com￾position of Ladle Furnace［Dissertation］． Shenyang: Northeastern University，2005 ( 李大亮． LF 炉精炼终点成分预报及模型开发［学位论文］． 沈阳: 东北大学，2005) ［9］ Yan L Y． Modern Electric Arc Furnace Steel-making Technology and Equipment． Beijing: Metallurgical Industry Press，2011 ( 阎立懿． 现代电炉炼钢工艺及装备． 北京: 冶金工业出版社， 2011) ·41·