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(wèn)題，對(duì)煉鋼過(guò)程中影響C、Mn收得率的主要因素進(jìn)行了分析研究。針對(duì)C、Mn的歷史收得率及其17種影響指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，分析結(jié)果顯示Mn的歷史收得率與指標(biāo)幾乎沒(méi)有相關(guān)性或相關(guān)性很弱。對(duì)此，本文單獨(dú)對(duì)Mn元素及其影響指標(biāo)進(jìn)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(guān)鍵詞：鋼水脫氧合金化;合金收得率;相關(guān)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(guò)歷史數(shù)據(jù)對(duì)脫氧合金化環(huán)節(jié)建立數(shù)學(xué)模型，在線預(yù)測(cè)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(shí)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(jìng)爭(zhēng)力所要解決的重要問(wèn)題。

1 數(shù)據(jù)處理

在鋼水脫氧合金化過(guò)程中，合金收得率受多種因素影響，難以采用顯式表達(dá)式確定。通過(guò)對(duì)低合金鋼種前期冶煉數(shù)據(jù)的采集，得到歷史真實(shí)數(shù)據(jù)以及常用合金成分說(shuō)明。在對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

合金收得率指脫氧合金化時(shí)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(yīng)元素的含量 *（鋼水凈重 + 加入的純凈合金料的質(zhì)量）—轉(zhuǎn)爐終點(diǎn) * 鋼水凈重，其中，加入的純凈合金料的質(zhì)量 = 加入合金料的質(zhì)量 *每種合金對(duì)應(yīng)的元素含量比重之和;加入該元素總重量 = 轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)時(shí)元素含量 * 鋼水凈重 + 加入合金料的質(zhì)量 * 其對(duì)應(yīng)元素所占的百分比。依照研究數(shù)據(jù)可以計(jì)算出不同爐號(hào)、不同鋼種、不同鋼號(hào)的 C，Mn 元素分別對(duì)應(yīng)的歷史收得率。考慮到樣本容量較大的特點(diǎn)，取平均值來(lái)代表不同鋼種不同鋼號(hào)的 C 和 Mn 的歷史收得率。計(jì)算結(jié)果如下表所示：

下面僅考慮加入的 10 種不同的合金料質(zhì)量、轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)溫度、轉(zhuǎn)爐終點(diǎn) C 含量、轉(zhuǎn)爐終點(diǎn) Mn 含量、鋼水凈重等因素對(duì) C、Mn 兩種元素的歷史收得率的影響。對(duì) C、Mn 兩種元素的歷史收得率及其影響指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，得出各指標(biāo)與相應(yīng)歷史收得率的相關(guān)系數(shù)。

從中得知，對(duì)于低合金 HRB400B，C 元素的歷史收得率主要受 X5 和 X12 兩種指標(biāo)的影響;對(duì)于低合金 HRB400D，C 元素的歷史收得率主要受 X4 指標(biāo)的影響;對(duì)于低合金 HRB500B，C 元素的歷史收得率主要受 X6 和 X12 兩種指標(biāo)的影響;對(duì)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(biāo)的影響;對(duì)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(biāo)的影響。對(duì)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(biāo)均沒(méi)有顯著的相關(guān)關(guān)系。

結(jié)論

煉鋼過(guò)程中的脫氧合金化是鋼鐵冶煉中的重要工藝環(huán)節(jié)。對(duì)于不同的鋼種在熔煉結(jié)束時(shí)，需加入不同量、不同種類的合金，以使其所含合金元素達(dá)標(biāo)，最終使得成品鋼在某些物理性能上達(dá)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(wèn)題，對(duì)煉鋼過(guò)程中影響C、Mn收得率的主要因素進(jìn)行了分析研究，研究結(jié)果能夠保證鋼水質(zhì)量的同時(shí)最大限度地降低合金鋼的生產(chǎn)成本。

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