專利名稱：一種從含釩鐵水中提取粗釩渣的方法
技術領域：
本發明涉及一種從含釩鐵水中提取粗釩渣的方法。
背景技術：
在我國、南非、俄羅斯、中國、新西蘭、芬蘭等，部分鋼鐵廠采用釩鈦磁鐵礦冶煉。為了保證釩和鐵資源的有效提取利用，在煉鋼之前需要進行提釩。所謂提釩就是利用選擇性氧化的原理，將鐵水中的釩氧化成高價穩定的釩氧化物來制取釩渣的一種物理化學反應過程，在反應過程中通常還需要加入冷卻劑，從而將熔池溫度控制在碳釩轉換溫度以下，以達至IJ “脫釩保碳”的目的。在已有技術中，鐵水提取粗釩渣的方式較多，例如，俄羅斯下塔吉爾鋼鐵聯合公司、丘索夫鋼鐵公司以及承鋼集團和馬鋼集團等采用的是轉爐提釩工藝，南非的鋼鐵公司大多采用搖包法進行提釩，而新西蘭的很多鋼鐵公司則采用鐵水包提釩工藝，然而，這些提釩工藝中普遍存在以下問題提釩控制自動化水平低，沿用人工經驗模糊控制不夠精確，隨意性大，導致勞動強度大，提釩效率低，提釩收率低，粗釩渣質量和半鋼質量不穩定等等。可見，現有的提取粗釩渣工藝還都存在著較大的改善空間，亟需一種改進的方法， 以提高提釩效率、穩定產品質量，進而推動鋼鐵企業生產、資源和設備管理變革。
發明內容
針對現有的提取粗釩渣工藝中普遍存在的上述諸多問題，本發明提出了一種從含釩鐵水中提取粗釩渣的自動控制方法。本發明提供了一種從含釩鐵水中提取粗釩渣的自動控制方法，該方法包括獲取鐵水信息和冷卻劑信息，并根據所獲取的鐵水信息和冷卻劑信息確定冷卻劑的用量；根據所述鐵水信息、所述冷卻劑信息和所述冷卻劑的用量確定總供氧量和氧氣供給參數；根據所述總供氧量和所述供氧參數來確定所述冷卻劑的冷卻劑供給參數；以及使用所述氧氣供給參數和所述冷卻劑供給參數，在提取粗釩渣的過程中自動控制對氧氣和所述冷卻劑的提 {共。本發明所提供的從含釩鐵水中提取粗釩渣的方法中，通過獲取的鐵水信息和冷卻劑信息及時的得到所需的冷卻劑用量和總供氧量，并進一步確定出冷卻劑和氧氣各自的加入過程中的參數設置，使得整個提釩過程能夠得到及時、準確而且穩定的控制，從而提高提釩效率、穩定產品質量。
圖1是根據本發明的一種實施方式的用于從含釩鐵水中提取粗釩渣的系統的示意圖；圖2是根據本發明的一種實施方式的從含釩鐵水中提取粗釩渣的方法的流程圖。
具體實施例方式圖1是根據本發明的一種實施方式的用于從含釩鐵水中提取粗釩渣的系統的示意圖。如圖1所示，該粗釩渣提取系統包括客戶端1、服務器2和附屬在煉鋼爐4上的操作端3，其中服務器2分別與客戶端1和操作端3電連接。應該指出的是，雖然圖1中只示出了一個服務器、一個客戶端和一個操作端，但本發明同樣適用于具有多個服務器、多個客戶端或分別附屬在多個煉鋼爐上的多個操作端的情形，這里只是為了描述方便將各個裝置的數量都選為一個，而并不是對保護范圍進行限制。操作端3從煉鋼爐4中采集鐵水信息，將所采集的信息傳遞到服務器2，并能夠經由服務器2將所采集的信息傳遞到客戶端1。其中，所采集的鐵水信息包括鐵水的成分、溫度、重量等等。操作端3還連接到位于煉鋼爐4的加氧槍和冷卻劑添加裝置，從而，服務器 2能夠通過操作端3對加氧槍和冷卻劑添加裝置進行控制。在本發明的另一種實施方式中，操作端3也可只從煉鋼爐4中采集諸如鐵水溫度、 鐵水中特定元素(諸如釩、碳)的含量等需要實時采集的信息，而其他原始信息(諸如鐵水重量、鐵水成分等)則可通過在客戶端1或服務器2處輸入來得到。在本發明的另一種實施方式中，服務器2也可以直接連接到加氧槍和冷卻劑添加裝置，而不必通過操作端3與其進行連接。服務器2獲取鐵水信息(比如，從操作端3)，結合冷卻劑種類信息確定冷卻劑用量，并根據鐵水信息和冷卻劑用量確定總供氧量和氧氣供給參數(諸如供氧時長、供氧壓力以及加氧槍的位置等)，其中所述冷卻劑種類信息可以預先在服務器2中設定、從客戶端 1獲得或由操作人員進行輸入。服務器2還進一步根據總供氧量和氧氣供給參數來確定開始和停止加入冷卻劑的時間，以及冷卻劑添加速率。在確定了以上各個參數后，服務器2便能夠對加氧槍和冷卻劑添加裝置進行控制，以完成整個提釩過程。客戶端1用于操作者對整個提釩過程進行監控，在提釩過程中涉及的各種參數均可以在客戶端1處的操作界面上進行顯示，操作者能夠通過客戶端1實時掌握提釩過程中鐵水的成分、溫度等。操作者也可以在客戶端1處對原始參數(比如冷卻劑種類等)進行輸入，以供服務器2使用。在本發明的一種實施方式中，服務器2還可以連接到數據庫5，數據庫5可以通過存儲器來實現，能夠存儲不同的冷卻劑成分、預設的鐵水成分、加氧槍位置設定、供氧壓力設定等多個參數，操作者還能夠在服務器2處對數據庫5進行讀寫，或在客戶端1處通過服務器2對對數據庫5進行讀寫。服務器2根據所確定的總供氧量、氧氣供給參數、冷卻劑用量、冷卻劑冷卻劑供給參數等，能夠預計整個提釩過程中的鐵、釩、碳等元素的含量變化曲線、鐵水溫度變化曲線、 以及最終的粗釩渣中的v205、TFe的含量，并且服務器2可以將所預計的曲線的數據發送到客戶端1進行顯示。操作端3還從煉鋼爐中實時采集鐵水中的元素含量數據和鐵水溫度數據，并發送給服務器2繪制出實時數據曲線，以便在客戶端1處進行顯示。這樣，針對某一項指標(如元素含量或鐵水溫度)存在一條預計曲線和一條實時曲線，當預計曲線與實時曲線差距(兩條曲線在同一時間點的取值之差)超過預定閾值時，服務器2可以改變總供氧量，從而對根據實時采集的數據計算出的曲線進行修正，使按照實時曲線的最終提釩結果與事先預計的提釩結果更加接近。
在本發明的一種實施方式中，當供氧壓力、加氧槍槍位、冷卻劑用量等參數超出預先設定的允許范圍時，客戶端1的操作界面上會出現報警情況，提示操作人員維護和處理。 其中所述允許范圍可以由操作者在進行提釩過程之前根據需要預先設定。圖2示出了根據本發明的一種實施方式的從含釩鐵水中提取粗釩渣的方法的流程圖。在步驟210中，獲取鐵水信息和冷卻劑信息，并根據所獲取的鐵水信息和冷卻劑信息確定冷卻劑的用量。需要獲得的鐵水信息包括鐵水溫度、成分、重量等等，這些信息可以由操作端3在煉鋼爐中采集，也可以由操作者在客戶端1或服務器2處輸入，信息采集后，發往服務器2， 由服務器2對冷卻劑的用量進行確定。冷卻劑信息指的是冷卻劑的種類及其具體成分。通常采用的冷卻劑包括生鐵塊、 冷固球團、絕廢渣和鐵皮球等。這些冷卻劑的成分各不相同，參見表1，可以預先根據鐵水的成分信息選擇其中的一種冷卻劑或幾種冷卻劑的組合作為提釩過程中使用的冷卻劑，優選的，可以選擇生鐵塊，再加上冷固球團、絕廢渣和氧化鐵皮中的一種或兩種。表1各種冷卻劑的成分范圍(重量百分比)
權利要求
1.一種從含釩鐵水中提取粗釩渣的自動控制方法，該方法包括獲取鐵水信息和冷卻劑信息，并根據所獲取的鐵水信息和冷卻劑信息確定冷卻劑的用量；根據所述鐵水信息、所述冷卻劑信息和所述冷卻劑的用量確定總供氧量和氧氣供給參數；根據所述總供氧量和所述氧氣供給參數來確定所述冷卻劑的冷卻劑供給參數；以及使用所述氧氣供給參數和所述冷卻劑供給參數，在提取粗釩渣的過程中自動控制對氧氣和所述冷卻劑的提供。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述鐵水信息包括鐵水的成分、溫度和重量。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述冷卻劑信息包括所使用的冷卻劑的種類以及所使用的冷卻劑的成分。
4.根據權利要求1所述的方法，其中在所述確定冷卻劑的用量的步驟中，通過熱平衡關系來確定冷卻劑的用量。
5.根據權利要求1所述的方法，其中在所述確定總供氧量的步驟中，通過物料平衡關系來確定總供氧量。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述氧氣供給參數包括針對提取粗釩渣的過程中一時刻的供氧壓力和加氧槍槍位。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述供氧壓力的取值范圍是0.6Mpa 0. 7Mpa,并且按如下方式確定針對提取粗釩渣的過程中一時刻的供氧壓力當該時刻的供氧量小于總供氧量的50%時，供氧壓力為0. 65Mpa 0. 7Mpa,當該時刻的供氧量大于或等于總供氧量的50%時，供氧壓力為0. 6Mpa 0. 65Mpa。
8.根據權利要求6所述的方法，其中所述加氧槍槍位的取值范圍是1.3m 1. 9m,并且按如下方式確定針對提取粗釩渣的過程中一時刻的加氧槍槍位當該時刻的供氧量小于總供氧量的20%時，將加氧槍槍位設定在1. 3m 1.細；當該時刻的供氧大于或等于總供氧量的20%且小于總供氧量的50%時，將加氧槍槍位設定在 1. 5m 1. 6m ；當該時刻的供氧大于或等于總供氧量的50%且小于總供氧量的90%時，將加氧槍槍位設定在1. 6m 1. 9m ；當該時刻的供氧大于或等于總供氧量的90%時，將加氧槍槍位設定在1. 4m 1. 5m。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述冷卻劑的冷卻劑供給參數包括開始加入冷卻劑的時間、停止加入冷卻劑的時間和冷卻劑加入速率。
10.根據權利要求9所述的方法，其中在確定開始加入冷卻劑的時間、停止加入冷卻劑的時間和冷卻劑加入速率時利用以下條件在供氧量達到總供氧量的10%時開始加入冷卻劑，而在供氧量達到總供氧量的40% 50%時停止加入冷卻劑。
11.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括當所述氧氣供給參數和/或所述冷卻劑供給參數的取值超出允許的范圍時，進行報警。
12.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括 在提取粗釩渣的過程中，對所述總供氧量進行修正。
全文摘要
本發明提供了一種從含釩鐵水中提取粗釩渣的自動控制方法，該方法通過獲取的鐵水信息和冷卻劑信息及時的得到所需的冷卻劑用量和總供氧量，并進一步確定出冷卻劑和氧氣各自的加入過程中的參數設置，使得整個提釩過程能夠得到及時、準確而且穩定的控制，從而提高提釩效率、穩定產品質量。
文檔編號G05B19/418GK102478848SQ20101057529
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者丁磊, 何為, 戈文蓀, 曾建華, 李安林, 楊森祥, 楊素波, 王建, 蔣龍奎, 陳永, 黃正華 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司, 攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司