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LF精炼作为炼钢生产的一个重要环节,具有白渣精炼脱硫等功能,因此研究合理的造渣制度和影响脱硫的因素,建立LF精炼造渣脱硫模型,准确预报钢水硫含量和精炼渣的加入量,对生产(超)低硫钢和实现自动化炼钢具有重要意义。本文以脱氧和脱硫热力学及动力学为基础,对某钢厂转炉出钢过程进行脱氧脱硫研究,并以该钢厂135 t LF精炼炉为研究重点,建立了LF精炼过程钢水硫含量和精炼渣加入量的实时预报模型,并实现了模型的自动控制和在线验证。本文研究的主要内容和结论如下:(1)通过建立出钢过程的预脱氧和预脱硫模型,可使入LF工位的钢水中的硫含量控制在0.005%以下,将LF精炼脱硫任务前移,减轻了LF炉精炼脱硫的负担。(2)通过实验数据与热力学计算分析,得出了不同氧含量下钢水中铝的收得率,并根据脱氧过程中铝的收得率变化建立了喂线脱氧模型。(3)建立了LF精炼造渣脱硫模型,模型中的脱硫机理采用了KTH硫容量模型计算硫分配比,并根据生产实际实现了对硫分配比的实时计算,从而使所建立的模型能够实时计算钢水中硫含量和精炼渣量。(4)对LF精炼过程在线造渣脱硫模型进行了现场校验,结果表明:喂入铝线量的预报误差在±10 m以内的命中率为84.2%,硫含量的预报误差在±8×10-6以内的命中率为86.8%,精炼渣量的预报误差在±10 kg以内的命中率为81.6%。(5)模型实现了在线自动控制应用,通过对造渣脱硫机理更深入的研究和模型的进一步现场调试,预报命中率将仍有进一步提升的空间。