钢水“脱氧合金化”配料方案研究

谷梓岐 河南大学

1 引言

炼钢过程中脱氧合金化是钢铁冶炼过程中的重要工艺环节。对于不同的钢种在熔炼结束时，需加入不同量不同种类的合金，以使其所含合金元素达标，最终使得成品钢在某些物理性能上达到特定要求。随着钢铁行业高附加值钢种产量的不断提高，如何通过历史数据对脱氧合金化建立数学模型，在线预测并优化投入合金的种类及数量，在保证钢水质量的同时最大限度的降低合金钢的生产成本，是各大钢铁企业提高竞争力所要解决的重要问题。

2 模型的建立与求解

2.1 计算C 和Mn 的历史收得率

合金收得率是指合金化时被钢水吸收的合金元素的重量与加入该元素总重量之比，在忽略误差时计算如下：

S1=C2*H2/C3，S2=Mn2*H2/Mn3

计算出C 和Mn 元素的平均收得率为：

S1=94.53%，S2=95.03%

2.2 建立相关性检验模型，用SPSS 软件完成。

主成分分析法：假设有n 个评价对象，p 个评价指标，则可构成大小为n*p 的样本矩阵：

(1）我们首先对其进行标准化处理：

(2）计算特征值和特征向量

(3）计算主成分贡献率及累计贡献率

(4）求指标对应的系数并建立主成分综合评价模型：

(5）综合排序：将n 个评价对象的标准化数据带入主成分综合评价模型，求出最终的结果，确定最终的排序。

图1 相关性矩阵

图2 相关性矩阵

利用SPSS 的主成分分析法做出Mn 和C 元素收得率与相关因素的相关性矩阵其中由图1 可以看出影响C 元素收得的主要因素使转炉终点温度、碳化硅55%的配料的用量、钢水净重。因此，可以通过提高钢水净重、转炉终点温度、碳化硅55%的配料的用量提高C 元素的收得率。图2 可以看出影响Mn 元素收得的主要因素使转炉终点温度、锰硅合金FeMn68Si18(合格块)的配料的用量、钢水净重。因此，可以通过提高钢水净重、转炉终点温度、锰硅合金FeMn68Si18(合格块)的配料的用量提高Mn 元素的收得率。