模糊控制在AOD炉冶炼铬铁合金喷溅系统中的应用

于欢欢， 许红岩， 张 洋， 隋添翼

(长春工业大学电气与电子工程学院，吉林长春 130012)

0 引 言

喷溅是冶金行业经常发生的事故。即在冶炼过程中溶液与渣两相间发生激烈的氧化反应，炉膛内瞬间产生大量CO气体，熔池内产生大沸腾，大量的含有粒状的渣从炉口溢出[1]。炉渣喷溅会威协生产安全，恶化多项技术经济指标。据统计，因喷溅损失的钢铁料占总钢铁料的0.5%～5%，恶性喷溅时损失的钢铁料占总钢铁料的10%以上[2]。

由于铁合金冶炼过程的温度要比炼钢温度高，更容易发生喷溅[3]，所以把模糊控制技术应用到冶炼低碳铬铁合金中是十分必要的，实现智能控制以降低喷溅的发生率。

1 系统分析

1.1 AOD炉冶炼铬铁合金发生喷溅的原理

AOD炉精炼铬铁合金过程中，铬铁合金熔体内及其熔体液面会发生3个化学反应[4-5]。

其中:反应(1)和反应(2)是放热反应;反应(3)是吸热反应。其反应速度受供氧量、熔池碳含量、CO含量、渣中Cr2O3含量和温度的共同影响。如果冶炼过程中熔池骤然受到冷却，抑制了正在激烈进行的反应(3)，供入的氧气生成了大量Cr2O3并聚积;当熔池温度再度升高到一定程度，反应(3)重新快速进行，在反应(1)和反应(3)的共同作用下，瞬间产生大量的CO气体，由于Cr2O3含量较高，渣液张力较小、渣液泡沫化程度较高且渣层较厚，致使CO逸出困难，导致AOD炉喷溅的发生。

综上所述，渣中Cr2O3的含量可以表征喷溅的发生情况。但目前无法实现∑(C r2O3)含量的在线测量，所以要选出一种能在线监测且能表征喷溅发生的信号。……