鋼水脫氧合金收得率影響因素分析研究

張嘉翔

摘 ?要：本文圍繞鋼水“脫氧合金化”配料方案的優(yōu)化問題，對煉鋼過程中影響C、Mn收得率的主要因素進行了分析研究。針對C、Mn的歷史收得率及其17種影響指標進行相關性分析，分析結果顯示Mn的歷史收得率與指標幾乎沒有相關性或相關性很弱。對此，本文單獨對Mn元素及其影響指標進行逐步回歸分析，最終得出影響C、Mn歷史收得率的主要因素。

關鍵詞：鋼水脫氧合金化;合金收得率;相關性分析

引言

隨著鋼鐵行業(yè)中高附加值鋼種產(chǎn)量的不斷提高，如何通過歷史數(shù)據(jù)對脫氧合金化環(huán)節(jié)建立數(shù)學模型，在線預測并優(yōu)化投入合金的種類及數(shù)量，在保證鋼水質量的同時最大限度地降低合金鋼的生產(chǎn)成本，是各大鋼鐵企業(yè)提高競爭力所要解決的重要問題。

1 數(shù)據(jù)處理

在鋼水脫氧合金化過程中，合金收得率受多種因素影響，難以采用顯式表達式確定。通過對低合金鋼種前期冶煉數(shù)據(jù)的采集，得到歷史真實數(shù)據(jù)以及常用合金成分說明。在對研究數(shù)據(jù)進行預處理后，進行數(shù)據(jù)分析。

合金收得率指脫氧合金化時被鋼水吸收的合金元素的重量與加入該元素總重量之比。其中，被鋼水吸收的合金元素的重量 = 脫氧脫氧合金化之后鋼水中相應元素的含量 *（鋼水凈重 + 加入的純凈合金料的質量）—轉爐終點 * 鋼水凈重，其中，加入的純凈合金料的質量 = 加入合金料的質量 *每種合金對應的元素含量比重之和;加入該元素總重量 = 轉爐終點時元素含量 * 鋼水凈重 + 加入合金料的質量 * 其對應元素所占的百分比。依照研究數(shù)據(jù)可以計算出不同爐號、不同鋼種、不同鋼號的 C，Mn 元素分別對應的歷史收得率。考慮到樣本容量較大的特點，取平均值來代表不同鋼種不同鋼號的 C 和 Mn 的歷史收得率。計算結果如下表所示：

下面僅考慮加入的 10 種不同的合金料質量、轉爐終點溫度、轉爐終點 C 含量、轉爐終點 Mn 含量、鋼水凈重等因素對 C、Mn 兩種元素的歷史收得率的影響。對 C、Mn 兩種元素的歷史收得率及其影響指標進行相關性分析，得出各指標與相應歷史收得率的相關系數(shù)。

從中得知，對于低合金 HRB400B，C 元素的歷史收得率主要受 X5 和 X12 兩種指標的影響;對于低合金 HRB400D，C 元素的歷史收得率主要受 X4 指標的影響;對于低合金 HRB500B，C 元素的歷史收得率主要受 X6 和 X12 兩種指標的影響;對于低合金 HRB500D，C 元素的歷史收得率主要受 X6、X12 和 X13 三種指標的影響;對于低合金 Q345B，C 元素的歷史收得率主要受 X1、X5、X12 和 X13 四種指標的影響。對于低合金 HRB400B、低合金 HRB400D、低合金 HRB500D、低合金 Q345B，Mn 的歷史收得率與這十七種指標均沒有顯著的相關關系。

結論

煉鋼過程中的脫氧合金化是鋼鐵冶煉中的重要工藝環(huán)節(jié)。對于不同的鋼種在熔煉結束時，需加入不同量、不同種類的合金，以使其所含合金元素達標，最終使得成品鋼在某些物理性能上達到特定要求。本文圍繞鋼水“脫氧合金化”配料方案的優(yōu)化問題，對煉鋼過程中影響C、Mn收得率的主要因素進行了分析研究，研究結果能夠保證鋼水質量的同時最大限度地降低合金鋼的生產(chǎn)成本。

參考文獻

[1] ?韓敏，徐俏，趙耀，林東，楊溪林. 基于收得率預測模型的轉爐煉鋼合金加入量計算[J]. 煉鋼，26（11）：45，2010.

[2] ?龔偉，姜周華，鄭萬，陳念鈾. 轉爐冶煉過程中合金成分控制模型[J]. 東北大學學報（自然科學版），23（12）：156，2002.