鋼水“脫氧合金化”配料方案研究

谷梓岐 河南大學(xué)

1 引言

煉鋼過程中脫氧合金化是鋼鐵冶煉過程中的重要工藝環(huán)節(jié)。對于不同的鋼種在熔煉結(jié)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。隨著鋼鐵行業(yè)高附加值鋼種產(chǎn)量的不斷提高，如何通過歷史數(shù)據(jù)對脫氧合金化建立數(shù)學(xué)模型，在線預(yù)測并優(yōu)化投入合金的種類及數(shù)量，在保證鋼水質(zhì)量的同時最大限度的降低合金鋼的生產(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。

2 模型的建立與求解

2.1 計算C 和Mn 的歷史收得率

合金收得率是指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，在忽略誤差時計算如下：

S1=C2*H2/C3，S2=Mn2*H2/Mn3

計算出C 和Mn 元素的平均收得率為：

S1=94.53%，S2=95.03%

2.2 建立相關(guān)性檢驗?zāi)Ｐ停肧PSS 軟件完成。

主成分分析法：假設(shè)有n 個評價對象，p 個評價指標，則可構(gòu)成大小為n*p 的樣本矩陣：

(1）我們首先對其進行標準化處理：

(2）計算特征值和特征向量

(3）計算主成分貢獻率及累計貢獻率

(4）求指標對應(yīng)的系數(shù)并建立主成分綜合評價模型：

(5）綜合排序：將n 個評價對象的標準化數(shù)據(jù)帶入主成分綜合評價模型，求出最終的結(jié)果，確定最終的排序。

圖1 相關(guān)性矩陣

圖2 相關(guān)性矩陣

利用SPSS 的主成分分析法做出Mn 和C 元素收得率與相關(guān)因素的相關(guān)性矩陣其中由圖1 可以看出影響C 元素收得的主要因素使轉(zhuǎn)爐終點溫度、碳化硅55%的配料的用量、鋼水凈重。因此，可以通過提高鋼水凈重、轉(zhuǎn)爐終點溫度、碳化硅55%的配料的用量提高C 元素的收得率。圖2 可以看出影響Mn 元素收得的主要因素使轉(zhuǎn)爐終點溫度、錳硅合金FeMn68Si18(合格塊)的配料的用量、鋼水凈重。因此，可以通過提高鋼水凈重、轉(zhuǎn)爐終點溫度、錳硅合金FeMn68Si18(合格塊)的配料的用量提高Mn 元素的收得率。