6炼钢厂过程温度控制点目标温度计算20090505
炼钢部分各种计算公式汇总
炼钢部分各种计算公式汇总炼钢部分各种计算公式汇总1、转炉装入量装入量=钢坯(锭)单重×钢坯(锭)支数+浇注必要损失钢水收得率(%)-合金用量×合金收得率(%)2、氧气流量Q=V tQ-氧气流量（标态），m 3min 或 m3hV-1炉钢的氧气耗量（标态），m 3; t-1炉钢吹炼时间，min 或h 3、供氧强度 I=Q TI-供氧强度（标态），m3t ·min ；Q-氧气流量（标态），m3min；T-出钢量，t注：氧气理论计算值仅为总耗氧量的75%～85%。
氧枪音速计算α=(κgRT)1/2m/sα—当地条件下的音速，m/s ；κ—气体的热容比，对于空气和氧气，κ=1.4；g —重力加速度，9.81m/s 2；R —气体常数，26.49m/κ。
马赫数计算M=ν/αM —马赫数；ν—气体流速，m/s ；α—音速，m/s 。
冲击深度计算h 冲=K P 00.5·d 00.6ρ金0.4(1+H 枪/d c ·B)h 冲—冲击深度，m ；P 0—氧气的滞止压力（绝对），㎏/㎝2；d 0—喷管出口直径，m ；H 枪—枪位，m ；ρ金—金属的密度，㎏/m 3；d c —候口直径，m ；B —常数，对低粘度液体取作40；K —考虑到转炉实际吹炼特点的系数，等于40。
在淹没吹炼的情况下，H=0，冲击深度达到最大值，即 h max =P 00.5·d 00.6ρ金0.4有效冲击面积计算R=2.41×104（h νmax）2R —有效冲击半径，m ；νmax —液面氧射流中心流速，m/s ；νmax =ν出d 出H ·P 00.404ν出—氧射流在出口处的流速，m/s 。
金属－氧接触面积计算在淹没吹炼时，射流中的金属液滴重是氧气重量的3倍，吹入1m3氧气的液滴总表面积（金属-氧气的接触面积）：S Σ=3G 金r 平均·ρ金G 金—1标米3氧气中的金属液滴重量=3×1.43㎏；r 平均—液滴的平均半径，m ；ρ金—金属液的密度，7×103㎏/m 3。
炼钢厂质量控制预案
2、在浇注3锭盘以内的炉号上进行降低浇注温度试验。
3、在铸锭操作水平逐渐提高，浇注辅助时间逐渐缩短的前提下逐渐降低下注钢锭的浇注温度
浇注温度100%满足工艺要求。
在铸锭操作水平提高的前提下，摸索出最佳的浇注温度
邓玉峰
炼钢厂质量控制预案
工序
名称
要求
措施
目标
责任人
管理
技术
模
铸
钢锭模的清理使用
1、钢锭模、底盘、底塞、底塞套清洁无锈，内壁光滑。
2、钢锭模、底板使用前烘烤至150-200℃，烘烤时间大于4小时。
严格按要求执行
钢锭模使用前要100%满足标准要求
邓玉峰
曲景春
导流管的安装使用
导流管浇注前烘烤6小时以上，烘烤温度大于600℃；安装时，使其下端距保温冒上端距离在200～300mm。
底盘砌筑满足工艺要求，保证使用时清洁干燥，无跑漏事故发生
1、要做到趁热镶砖，镶砖前底盘温度不低于100℃。
2、按规程要求确认好流钢砖的质量。
3、砌筑结束进行彻底吹风，必要时用小镜子检查保证流钢系统清洁。
杜绝砖缝跑钢事故
确保流钢系统清洁
邓玉峰
曲景春
浇注温度的控制
下注钢锭浇注温度按液相线+50-60℃控制
1、加强VC真空系统的点检与维护，保证设备正常运转。
2、VC操作人员注意对VC密封处的检查，保证大罐沿、移动弯头、罐盖等处密封圈周围的清洁。
3、生产前VC主控必须确认好蒸汽、浊环水等能源介质的压力、温度、流量满足要求。
100%满足要求
邓玉峰
值班主任
曲景春
转炉炼钢过程中钢包温度控制
转炉炼钢过程中钢包温度控制摘要：虽然转炉炼钢是目前中国钢材制造领域一种使用频次最大的传统炼铁工序，但近年来，由于中国钢材生产供应量的逐渐递增，经济与社会各领域对钢材质量也提出了越来越严格的要求，在这一背景下，科研人员经过对转炉炼钢过程的分析后表明，通过合理调控钢包温度可以提高与改进钢坯品质，从而降低环境资源和能源的消耗。
为此，本章将着重围绕混凝土浇筑温度和出钢温的正确确定方式，及其对钢包温的有效控制措施进行全面阐述。
关键词：转炉炼钢；过程中；钢包温度控制科研人员经过多次实验后证明，由于钢包的温降速度与分红的产钢量、钢包的无人居住年限和钢包的周转效率都有密切联系，所以，钢铁企业必须根据钢包的这一特性，建立一整套合理有效的钢包调节的技术方法，以在促进大炼钢铁产量速度的同时，为钢铁质量的改善提供更有力的科技保障。
1 温度对炼钢的重要性在熔炼钢中，钢材的工作温度也是一项关键技术参数。
工作温度一般包括了阶段温度控制和最后高温限制。
终点温度的高低，会直接关系到整个冶金反应中的能耗、合金成分的收得量、炉衬的年限和成品钢的品质等重要技术经济指标；而合理的掌握熔池温度，则成为掌握整个冶金工程反应发生的方式和程度的关键手段，如在适当低的高温下可以脱磷、在较高的工作温度下有助于碳的氧化等。
概括的来说，熔池高温对炼钢产品的影响，主要体现在冶金技术、配料管理、浇筑工艺，以及锭抷管理等方面。
2 炼钢过程的温度控制通过在吹炼流程中，对炉况的判别来调节温度限制。
吹炼前期，一旦碳焰出来的快，就表明溶池的水温教高。
一般采用适当的添加二批料进行控制；相反，若碳焰出来的太晚，则说明在前期气温降低，就需要进一步降枪高溶池的气温。
在吹炼中期，可以通过炉口火焰温度来确定溶池气温，一旦气温太高，则可以加入矿石温度控制来加以调节。
3 温度对浇筑操作和锭坏质量的影响对水泥浇灌作业和锭坏质量产生影响的重点是氧化结束环境温度，也即转炉炼铁法的出钢环境温度。
钢水温度测量过程控制程序
作业文件
钢水温度测量过程控制程序
编制：炼钢厂日期：2010－04－21 审查：康殿才日期：2010－04－25 批准：刘久平日期：2010－04－28
2010－05－01发布2009－05－01实施
1. 目的
为保证钢水温度准确有效，结合炼钢厂实际，制定本办法。
2. 适应范围
炼钢钢水温度检测。
3. 参照文件
转炉炉前、吹氩、连铸钢水温度控制标准
4. 职责
4.1设备科、技术科负责监督实施。
4.2使用单位执行本办法中的各项规定。
4.3设备科负责检测设备的检定和验证。
4.4维修车间负责检测设备的点检、维护、修理。
5. 管理程序
1、钢水温度是炼钢的重要参数，直接影响钢水成分和铸坯质量。
钢水温度的正常范围是1500-1730℃，最大允许误差为±1%，环境要求：常温。
钢水温度使用钢水测温仪进行检测，钢水测温仪的量程为1100-1750℃，精度0.5级。
2、测量方法：操作工将快速测温热电偶装在测温枪上，将测温枪插入钢水中，快速测温热电偶检测出钢水温度并将信号传给钢水测温仪，钢水测温仪显示钢水温度，操作工根据钢水温度判断钢水情况。
3、操作人员：操作人员要求学历达到高中以上(含高中)，经过岗位工艺培训。
4、监视方法：钢水测温仪的检定周期为12个月，每月进行一次验证，误差应小于0.5%，误差大于0.5%为不合格。
钢液过程温度的控制
合金加入到钢液中，对钢液的温度影响较小，在合金补加量不大的情况下， 可忽略合金补加对钢液温度的影响。
三、工艺过程涉及的问题
5、喂铝线对钢液温度的影响
铝线浸入钢液后在线表面上凝有一层钢壳，铝在钢壳内熔化，在此期间，钢
壳阻碍了铝溶入钢液。然而，一旦端部的钢壳熔化，熔化了的铝即溶入钢液中。
同时，迅速产生溶解热，导致铝线周围的钢壳迅速熔化掉。钢壳融化掉后，又允 许钢液与剩下部分的固体铝接触。一层新的钢壳在铝线上凝固，铝的侵入深度进 一步增加，直到铝线表面的钢壳又熔化掉为止。当铝溶解时，热流又一次释放出 来，整个周期在喂线过程中是连续的、重复的。所以铝线的熔化、溶解分为两个 过程，即铝线在钢壳内的熔化和钢壳的熔化。 A 根据铝线的熔化机理及假定形成的钢壳厚度为一般包芯线的外壳厚度，计
其中：
cr 2
R
r 2R r
三、工艺过程涉及的问题
计算不同耐火材料之间的传热时，为保证 计算精度，要把控制体边界设在不同耐火材 料交界面处。包壁控制体划分示意图如图：
Qi R Qo
dr
根据热平衡原理：
进入控制体的热量-离开控制体的热量=控制体内热量的增加
进入控制体热量： 离开控制体热量：
4
4
对（1）积分,可得钢流的热损失量。引起钢液的温降为： Ttap
Qtap G cs
由上式可以看出，1、出钢温度越高损失的热量越多；2、出钢量越大温降越小。 3、钢种不同，比热容也不同，温降也不同。
三、工艺过程涉及的问题
3、渣对钢液温度的影响
渣内部温度的变化可认为是传到热的结果，且钢包内径远大于 渣层厚度，可完全忽略径向传热，所以渣内部传热可看做是一维不
经验公式确定钢的热处理温度
钢的热处理工艺设计经验公式------------根据经验公式确定热处理的保温温度------------1 钢的热处理1.1正火加热时间加热时间t=KD （1）式中t为加热时间(s);D使工件有效厚度（mm）；K是加热时间系数（s/mm）。
K值的经验数据见表1。
表1 K值的经验数据1.2 正火加热温度根据钢的相变临界点选择正火加热温度低碳钢：T=Ac3+（100～150℃）（2）中碳钢：T=Ac3+（50～100℃）（3）高碳钢：T=A Cm+（30～50℃）（4）亚共析钢：T=Ac3+（30～80℃）（5）共析钢及过共析钢：T=A Cm+（30～50℃）（6）1.3淬火加热时间为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式：t=a·K ·D︱(不经预热) （7）t=(a+b)·K ·D︱(经一次预热) （8）t=(a+b+c)·K ·D︱(经二次预热) （9）式中t—加热时间（min）；a—到达淬火温度的加热系数（min/mm）；b—到达预热温度的加热系数（min/mm）；c—到达二次预热温度的加热系数（min/mm）；K—装炉修正系数；D︱--工件的有效厚度（mm）。
在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1～1.5min/mm；b为1.5～2min/mm（高速钢及合金钢一次预热a=0.5～0.3；b=2.5～3.6；二次预热a=0.5～0.3；b=1.5～2.5；c=0.8～1.1），若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100～150℃时，系数a约为1.5～20秒/毫米，系数b不用另加。
若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少五分之一（经预热）至三分之一（不经预热）左右。
工件装炉修正系数K的经验值如表2：表2 工件装炉修正系数K1.4淬火加热温度按常规工艺,亚共析钢的淬火加热温度为Ac3＋（30～50℃）；（10）共析和过共析钢为Ac1＋（30～50℃）；（11）合金钢的淬火加热温度常选用Ac1（或Ac3）＋（50～100℃）（12）1.5回火加热时间对于中温或高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列经验公式计算：t=aD+b（13）式中t—回火保温时间（min）；D—工件有效尺寸；（mm）；a—加热系数（min/mm）；b—附加时间，一般为10～20分钟。
轧钢过程温度控制
轧件单位时间散失的热量为：
Q = λ 2 F (t − t 0 ) / S
轧件在单位时间内热量的变化为：
10.48 （10.48）
Q = c p γh平 bv∆t 传
（10.49）
轧件散失的热量等于其热含量的变化：
∆t 传 2λ l = (t − t 0 ) c P γS vh 平
∆τ = l / v
在对流过程中，随着热量的散失，轧件的温度会 下降，当轧件的温降为 Δt 对 时，则轧件热含量的变 化为：
∆ Q = c p γ Fh ∆ t 对
根据热平衡关系得：
c p γ Fh ∆ t 对 = − α ( t − t 水 ) 2 F ∆ τ
所以轧件在高压水除鳞时的温降方程为：
轧件热含量的变化为：
dQ = Gc P dt = c P γ hFdt
（10.42）
轧件散失的热量应等于热含量的变化:
t + 273 4 cPγFhdt = −εσ ( ) 2Fdτ 100
因此轧件辐射温降公式为：
（10.43）
εσ t + 273 4 dt = − ( ) dτ c P γh 100
（10.66）
其中：
K精=2α/cpγ
由于精轧机组入口测温仪至F1之间装有高压水 除鳞装置，其α值要比机架间的低压喷水冷却时要 大，因而应采用 L1′ 作为第一段的当量距离，即 L1′=βL1。
带钢在连轧过程中 应遵守金属秒流量相等的原则
hi vi = hn vn
因此，可将式(10.66)改写为：
沿着等温面移动不会产生温度变化 沿着等温面法向方向移动时， 沿着等温面法向方向移动时，温度变化最大
炼钢工艺控制点
炼钢主要工艺控制点一、转炉炉后工艺控制点1、脱氧合金化要求：（1）合金加入顺序必须遵循先弱后强的原则。
即硅锰——硅铁——脱氧剂；为了保证合金的有效收得率，在过氧化钢水的处理上可以先加部分硅铁或脱氧剂进行预脱氧，但为了避免钢水翻包，预脱氧剂不能加到包底。
（2）合金加入时间必须遵循在出钢到四分之一开始加入，在钢水出到四分之三时必须加完。
出钢时间必须大于三分钟。
（3）为避免钢水成分不均匀，严禁在出完钢后补加合金。
（4）有条件的钢车可以在加入合金后来回晃动，增加合金的融化速度和均匀性。
（5）合金加入点必须对准钢流加入。
2、出钢挡渣要求：（1）任何钢种必须进行双挡渣操作。
即出钢之前必须检查挡渣塞是否堵好。
（2）出钢到五分之四时必须加入挡渣锥或挡渣球。
（3）出完钢后检查出钢口情况，必须把残渣或堵塞物清理干净，然后堵上挡渣塞。
3、精炼要求：（1）出完钢后必须进行吹氩气（或氮气）操作，有条件的必须在出钢过程中进行。
（2）吹气时间必须大于五分钟，吹气效果以钢水表面微翻波动为准则，为避免钢水二次氧化不允许钢水大翻。
吹气压力0.4-.0.6Mp.（3）吹气前和吹完气后必须进行钢水测温，其温度制度根据不同的钢种和上连铸包次要求执行工艺制度。
（4）同时在吹完气后必须进行取样观察和检验，如果钢水成分和含氧量不合乎要求，必须经行喂丝操作，具体数量根据成分和含氧量而定。
（5）完毕后必须加入钢包覆盖剂，具体数量已覆盖钢包表面为原则。
二、钢包工艺控制点1、必须热包出钢，钢包烘烤温度大于800℃要求。
2、钢包出钢前必须清理干净，不允许有残渣或残钢，特别是水口和透气砖部分。
3、出钢前必须对底吹透气砖进行确认检查是否透气。
4、出钢前必须对引流砂确认检查，要求覆盖碗口且成堆积状。
三、连铸浇注平台工艺控制点1、中间包浇注前工艺检查要求（1）中间包浇注前必须烘烤，烘烤温度必须大于800℃。
（2）中间包浇注前必须检查是否清理干净，特别是水口部位。
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炼钢厂过程温度控制点目标温度计算
红色部分为2009年5月5日修改
炼钢厂过程目标温度控制点为：连铸中间包钢水温度、精炼（吹氩、LF、RH）出站温度，转炉终点温度，通过以下来计算确定各控制点的目标温度，将目标温度显示在ERP中供操作工参考，计算的目标温度和时间显示为红色，再按照控制精度要求统计操作水平。
一、连铸中间包钢水目标温度计算
1、各钢种液相线温度
根据钢中元素含量计算出该钢的液相线温度值。
T液相线=1536-[78*（%C）+7.6*（%Si）+4.9*（%Mn）+34*（%P）+30*（%S）+5.0*（%Cu）+3.1*（%Ni）+1.3*（%Cr）+3.6*（%Al）+2.0*（%Mo）+2.0*（%V）+18*（%Ti）]
注：（%P）和（%S）使用判钢GE标准的（上限+下限）/2作为液相线计算值，其他元素使用判钢GE标准目标值作为液相线计算值。
T液相线按照4舍6入5凑偶原则对小数点后一位数处理取成整数
浇铸温度指中间包内的钢水温度，通常一炉钢水在中间包内各次测温的温度平均值被视为平均浇铸温度。
中间包钢水过热度定义为：连铸浇铸中间包平均温度-该钢种液相线温度（1#和2#机统一为25℃）
中间包钢水目标温度=钢种液相线温度+中间包钢水目标过热度
如果是中间包第一炉，中间包钢水目标温度加5度
对应ERP中间包过热度的适中范围为1#CC和2#CC：25±10℃。
计算触发条件：连铸浇铸开始
二、精炼（吹氩、LF、RH）出站目标温度计算
由于梅山在连铸平台钢包不具备测温条件，因此精炼（包括吹氩、LF、RH）的出站温度决定了连铸的中间包温度，必须对精炼出站温度进行控制才能够控制连铸中间包温度，从而为连铸的顺利浇铸提供条件。
为间化起见，考虑浇铸周期和过热度，将1#和2#连铸机统一对应CC浇铸周期为49分钟时中间包钢水目标过热度确定为25℃度。
精炼出站目标温度由以下计算公式确定：
T精炼出站目标=T液相线+T出站钢水过热度+T路线补正+T浇铸周期
补正+T传搁时间补正+T连铸条件补正+ T钢包条件补正
式中：1）T精炼出站目标：吹氩、LF、RH处理结束出站目标温度。
2）T液相线：钢种液相线温度。
3）T出站钢水过热度=70℃
4）T路线补正：吹氩站：走吹氩-连铸路线时为8℃；如果内控钢种C下限>=0.08%，走吹氩-连铸路线时为10℃。
走吹氩-LF路线时为-30℃
走吹氩-RH路线时为25℃
LF : 走LF-连铸路线时为0℃
走LF-RH路线时为20℃
RH : 为走RH-连铸路线时为-8℃
走RH-LF路线时为-30℃
5）T浇铸周期补正=（浇铸周期-42）*0.5，最大补正为10℃。
6）T传搁时间补正=（传搁时间-25）*0.5，传搁时间指精练计划出站至钢包开浇时间，最大补正为30℃。
7）T连铸条件补正= 浇次第一炉或换中间包第一炉时为10℃，其他情况0℃。
8）T钢包条件补正：精炼工序时间=计划浇铸开始时间-计划出钢结束时间-23；
精炼工序时间>45分钟，T钢包条件补正=0；
25<精炼工序时间<45分钟，T钢包条件补正=滑板钢包提温要求/2；
精炼工序时间<25分钟，T钢包条件补正=滑板提温要求2/3；
最大T钢包条件补正为20℃，超过20℃按20℃补正。
4、5、6、7、8补正温度合计最大为40℃。
精炼出站温度要求按照计算温度T精炼出站目标±5℃控制。
特别注意：对应T精炼出站目标的时刻为t精炼出站目标时刻，如果没有在t 精炼出站目标时刻出站，操作工应该根据提前或延后的时间，按照每分钟0.5度的温降升高或降低T精炼出站目标。
计算触发条件：精炼（吹氩、LF、RH）开始
三、转炉出钢目标温度计算
T转炉终点目标 = T液相线+T出站钢水过热度+ T精炼过程温降 + T 精炼方式校正 + T出钢温降 + T出钢口校正 + T合金温降 + T钢包状况补正 + T空炉时间补正 + T转炉差异
式中：1）T转炉终点目标：转炉吹炼终点目标出钢温度。
2）T液相线：钢种液相线温度。
3）T出站钢水过热度=74℃
4）T精炼过程温降=（计划浇铸开始时间-计划出钢结束时间-25）*0.5，最大30℃
5）T精炼方式校正：钢水经吹氩-连铸校正20℃
钢水经吹氩-LF-连铸校正-30℃
钢水经吹氩-RH-连铸校正25℃，如果内控钢种C上限<=0.030%，经吹氩-RH-连铸校正0℃。
钢水经吹氩-LF-RH-连铸校正-30℃, 如果内控钢种C上限<=0.030%，经吹氩-LF-RH-连铸校正-40℃。
6）T出钢温降=30℃
7）T出钢口校正=(100-出钢口寿命)*0.1℃
8）T合金温降 = -10 C目标 - 21 Si目标 + 19 Mn目标 + 86 P目标 + 19 Cr目标+ 441 Ti目标 + 4 V目标，最大50℃
9）T钢包状况补正=滑板钢包提温要求/3*2，最大30℃
10）T空炉时间补正=（吹炼开始时间-前一炉结束时间）/5，最大30℃
11）T转炉差异：1#转炉=0℃，2#转炉=0℃。
4、7、8、9、10温度合计最大为80℃。
如果计算得出T转炉终点目标<1650，而且钢水经吹氩-LF-连铸路线，为避免精炼加热时间不足，以T转炉终点目标+20作为最终的T转炉终点目标。
（可以使用一个循环保证转炉终点目标温度>=1650）。
如果计算得出T转炉终点目标>1700，而且钢水经吹氩-连铸以外的路线，为避免转炉终点温度过高，以T转炉终点目标1700作为最终的T转炉终点目标。
（可以使用一个循环保证转炉终点目标温度<=1700）。
转炉终点出钢温度要求按照计算温度T转炉终点目标±12℃控制。
特别注意：如果计划出钢结束时间与实际相差大于10分钟以上时，操作工应该根据提前或延后的时间，按照每分钟0.5度的温降升高或降低转炉终点目标温度。
计算触发条件：炉次开始进行第一次计算（如果钢包提温数据没有缺省为0）
吹炼开始进行第二次计算（如果钢包提温数据没有缺省为0）
空钢包称重后进行第三次计算（如果钢包提温数据没有缺省为0）
副枪测量后进行第四次计算（如果钢包提温数据没有缺省为0）
为提高计算的准确性，在钢包有提温要求时，需要尽快获得钢包提温信息，以便纳入计算。
以上计算为统计回归和经验数据的结合，先试行后再分析调整，可以按照以下表格进行统计分类。
左康林
2008年12月5日
第11次修改。