CN111088452B - 一种降低冶炼合金成本的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种降低冶炼合金成本的方法，方法包括：确定每吨钢中所述待加入合金的加入量；对所述钢种合金化后，确定所述钢液中C元素的总重量百分比；确定所述钢液中P元素的总重量百分比；确定所述钢液中S元素的总重量百分比；根据所述待加入合金的加入量及所述待加入合金的当前单价确定所述待加入合金的成本；根据所述钢液中C元素的总重量百分比、定所述钢液中P元素的总重量百分比、所述钢液中S元素的总重量百分比及所述待加入合金的成本确定合金最低成本控制模型；根据所述合金最低成本控制模型确定出加入至所述钢液中的合金最佳成本化的配比方案。

Description

一种降低冶炼合金成本的方法及装置
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种降低冶炼合金成本的方法及装置。
背景技术
钢铁冶炼过程的制造成本直接关系到钢铁企业效益。钢铁冶炼制造成本由原料成本、工序成本和合金成本组成，合金成本直接关系到钢铁产品的制造成本，因此，对于冶炼合金成本的控制就显得极为重要。
钢铁冶炼中为保证产品性能，需要在钢中添加一些合金元素。为实现在冶炼过程中对各种合金元素控制，在冶炼过程中需要采用不同的铁合金对各种合金元素进行控制，个别元素对应的还有多种类型的铁合金，由于不同的合金含有杂质元素含量不同，其合金价格也不同，因此根据冶炼需求选择成本最优的合金化方法，可降低冶炼制造成本。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种降低冶炼合金成本的方法及装置，用于解决现有技术中无法对加入钢水中的合金成本进行控制，进而导致无法对钢铁冶炼成本进行有效控制的技术问题。
本发明提供一种降低冶炼合金成本的方法，所述方法包括：
根据钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比、精炼后钢水中各合金元素的重量百分比、待加入合金中各合金元素的重量百分比及所述待加入合金中各合金元素的收得率确定每吨钢中所述待加入合金的加入量；
对所述钢种合金化后，根据待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中C元素的重量百分比及精炼后所述钢液中C元素的重量百分比确定所述钢液中C元素的总重量百分比；
根据所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中P元素的重量百分比及精炼后所述钢液中P元素的重量百分比确定所述钢液中P元素的总重量百分比；
根据所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中S元素的重量百分比及精炼后所述钢液中S元素的重量百分比确定所述钢液中S元素的总重量百分比；
根据所述待加入合金的加入量及所述待加入合金的当前单价确定所述待加入合金的成本；
根据所述钢液中C元素的总重量百分比、所述钢液中P元素的总重量百分比、所述钢液中S元素的总重量百分比及所述待加入合金的成本确定合金最低成本控制模型；
根据所述合金最低成本控制模型确定出加入至所述钢液中的合金配比方案；其中，所述合金最低成本控制模型包括：
Figure GDA0002984650440000021
所述n为待加入合金中合金元素的数量，l为所述待加入合金种类的数量，所述i为所述待加入合金中的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure GDA0002984650440000022
为所述待加入合金的成本，所述
Figure GDA00029846504400000211
为多个待加入合金中成本最小的合金，所述
Figure GDA0002984650440000023
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中C元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000024
为精炼后所述钢液中C元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000025
为所述待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000026
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中P元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000027
为精炼后所述钢液中P元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000028
为所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000029
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中S元素的重量百分比，所述
Figure GDA00029846504400000210
为精炼后所述钢液中S元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000031
为所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比，所述aC为所述钢种目标成分中C元素的重量百分比，所述aP为所述钢种目标成分中P元素的重量百分比，所述aS为所述钢种目标成分中S元素的重量百分比。
可选地，所述根据钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比、精炼后钢水中各合金元素的重量百分比、待加入合金中各合金元素的重量百分比及所述待加入合金中各合金元素的收得率确定每吨钢中所述待加入合金的加入量，包括：
根据公式
Figure GDA0002984650440000032
确定所述每吨钢中所述待加入合金的加入量
Figure GDA0002984650440000033
其中，
所述ai为所述钢种目标成分中各合金元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000034
为钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000035
为精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000036
为所述待加入合金中各合金元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000037
为所述待加入合金中各合金元素的收得率，所述x为所述待加入合金，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类。
可选地，所述根据待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中C元素的重量百分比及精炼后所述钢液中C元素的重量百分比确定所述钢液中C元素的总重量百分比之前，包括：
根据公式
Figure GDA0002984650440000038
确定所述待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比
Figure GDA0002984650440000039
其中，所述i为所述待加入合金中的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure GDA00029846504400000310
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure GDA00029846504400000311
为所述待加入合金中碳C元素的重量百分比，所述
Figure GDA00029846504400000312
为所述待加入合金中C元素的收得率。
可选地，所述根据所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中P元素的重量百分比及精炼后所述钢液中P元素的重量百分比确定所述钢液中P元素的总重量百分比之前，包括：
根据公式
Figure GDA00029846504400000313
确定所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比
Figure GDA0002984650440000041
其中，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure GDA0002984650440000042
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure GDA0002984650440000043
为所述待加入合金中碳P元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000044
为所述待加入合金中P元素的收得率。
可选地，所述根据所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中S元素的重量百分比及精炼后所述钢液中S元素的重量百分比确定所述钢液中S元素的总重量百分比之前，包括：
根据公式
Figure GDA0002984650440000045
确定所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比
Figure GDA0002984650440000046
其中，所述i为所述待加入合金中的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure GDA0002984650440000047
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure GDA0002984650440000048
为所述待加入合金中碳S元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000049
为所述待加入合金中S元素的收得率。
可选地，所述根据所述待加入合金的加入量及所述待加入合金的当前单价确定所述待加入合金的成本，包括：
根据公式
Figure GDA00029846504400000410
确定所述待加入合金的成本
Figure GDA00029846504400000411
其中，所述
Figure GDA00029846504400000412
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure GDA00029846504400000413
为所述待加入合金的当前单价，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类，所述x为所述待加入合金。
本发明还提供一种降低冶炼合金成本的装置，所述装置包括：
第一确定单元，用于根据钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比、精炼后钢水中各合金元素的重量百分比、待加入合金中各合金元素的重量百分比及所述待加入合金中各合金元素的收得率确定每吨钢中所述待加入合金的加入量；
第二确定单元，用于对所述钢种合金化后，根据待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中C元素的重量百分比及精炼后所述钢液中C元素的重量百分比确定所述钢液中C元素的总重量百分比；
根据所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中P元素的重量百分比及精炼后所述钢液中P元素的重量百分比确定所述钢液中P元素的总重量百分比；
根据所述待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中P元素的重量百分比及精炼后所述钢液中S元素的重量百分比确定所述钢液中S元素的总重量百分比；
第三确定单元，用于根据所述待加入合金的加入量及所述待加入合金的当前单价确定所述待加入合金的成本；
第四确定单元，用于根据所述钢液中P元素的总重量百分比、所述钢液中S元素的总重量百分比、所述钢液中S元素的总重量百分比及所述待加入合金的成本确定合金最低成本控制模型；
第五确定单元，用于根据所述合金最低成本控制模型确定出加入至所述钢液中的合金配比方案；其中，所述合金最低成本控制模型包括：
Figure GDA0002984650440000051
所述n为待加入合金中合金元素的数量，所述l为所述待加入合金种类的数量，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure GDA0002984650440000052
为所述待加入合金的成本，所述
Figure GDA00029846504400000512
为多个待加入合金中成本最小的合金，所述
Figure GDA0002984650440000053
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中C元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000054
为精炼后所述钢液中C元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000055
为所述待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000056
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中P元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000057
为精炼后所述钢液中P元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000058
为所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000059
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中S元素的重量百分比，所述
Figure GDA00029846504400000510
为精炼后所述钢液中S元素的重量百分比，所述
Figure GDA00029846504400000511
为所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比，所述aC为所述钢种目标成分中C含量的重量百分比，所述aP为所述钢种目标成分中P含量的重量百分比，所述aS为所述钢种目标成分中S含量的重量百分比。
可选地，所述第一确定单元具体用于：
根据公式
Figure GDA0002984650440000061
确定所述每吨钢中所述待加入合金的加入量
Figure GDA0002984650440000062
其中，
所述ai为所述钢种目标成分中各合金元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000063
为钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000064
为精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000065
为所述待加入合金中各合金元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000066
为所述待加入合金中各合金元素的收得率，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类。
可选地，所述第二确定单元还用于：
根据公式
Figure GDA0002984650440000067
确定所述待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比
Figure GDA0002984650440000068
其中，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure GDA0002984650440000069
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure GDA00029846504400000610
为所述待加入合金中碳C元素的重量百分比，所述
Figure GDA00029846504400000611
为所述待加入合金中C元素的收得率。
可选地，所述第二确定单元还用于：
根据公式
Figure GDA00029846504400000612
确定所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比
Figure GDA00029846504400000613
其中，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure GDA00029846504400000614
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure GDA00029846504400000615
为所述待加入合金中碳S元素的重量百分比，所述
Figure GDA00029846504400000616
为所述待加入合金中S元素的收得率。
本发明实施例提供一种降低冶炼合金成本的方法，其特征在于，所述方法包括：根据钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比、精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比、待加入合金中各合金元素的重量百分比及所述待加入合金中各合金元素的收得率确定每吨钢中所述待加入合金的加入量；对所述钢种合金化后，根据待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中C元素的重量百分比及精炼后所述钢液中C元素的重量百分比确定所述钢液中C元素的总重量百分比；根据所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中P元素的重量百分比及精炼后所述钢液中P元素的重量百分比确定所述钢液中P元素的总重量百分比；根据所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中S元素的重量百分比及精炼后所述钢液中S元素的重量百分比确定所述钢液中S元素的总重量百分比；根据所述待加入合金的加入量及所述待加入合金的当前单价确定所述待加入合金的成本；根据所述钢液中C元素的总重量百分比、所述钢液中P元素的总重量百分比、所述钢液中S元素的总重量百分比及所述待加入合金的成本确定合金最低成本控制模型；根据所述合金最低成本控制模型确定出加入至所述钢液中的合金配比方案；其中，所述合金最低成本控制模型包括：
Figure GDA0002984650440000071
所述n为待加入合金中合金元素的数量，所述i为所述待加入合金中的合金元素种类，所述l为所述待加入合金种类的数量，所述x为所述待加入合金，所述
Figure GDA0002984650440000072
为所述待加入合金的成本，所述
Figure GDA00029846504400000712
为多个待加入合金中成本最小的合金，所述
Figure GDA0002984650440000073
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中C元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000074
为精炼后所述钢液中C元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000075
为所述待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000076
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中P元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000077
为精炼后所述钢液中P元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000078
为所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比，所述
Figure GDA0002984650440000079
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中S元素的重量百分比，所述
Figure GDA00029846504400000710
为精炼后所述钢液中S元素的重量百分比，所述
Figure GDA00029846504400000711
为所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比，所述aC为所述钢种目标成分中C含量的重量百分比，所述aP为所述钢种目标成分中P含量的重量百分比，所述aS为所述钢种目标成分中S含量的重量百分比；如此，确定出的合金最低成本控制模型充分考虑到了钢种的目标成分、合金加入后带入的杂质元素的含量、合金的成本等因素，因此在钢铁冶炼之前，利用该模型确定出的合金配比方案既能满足钢种目标成分的要求，也能有效控制合金成本，进而可以对钢铁冶炼成本进行控制。
附图说明
图1为本发明实施例提供的降低冶炼合金成本的方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的降低冶炼合金成本的装置结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中无法对加入钢水中的合金成本进行控制，进而导致无法对钢铁冶炼成本进行有效控制的技术问题。本发明提供了一种降低冶炼合金成本的方法及装置，确定出的合金最低成本控制模型充分考虑到了钢种的目标成分、合金加入后带入的杂质元素的含量、合金的成本等因素，因此在钢铁冶炼之前，利用该模型确定出的合金配比方案既能满足钢种目标成分的要求，也能有效控制合金成本，进而可以对钢铁冶炼成本进行控制。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种降低冶炼合金成本的方法，如图1所示，方法包括：
S110，根据钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比、精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比、待加入合金中各合金元素的重量百分比及所述待加入合金中各合金元素的收得率确定每吨钢中所述待加入合金的加入量；
钢铁生产中为保证产品性能，需要在钢中添加一些合金元素，常见的合金元素有Ni、Cu、Mo、Si、Mn、Cr、Al、Nb、V、Ti、Ca等。钢铁冶炼过程中的合金的添加按照其物性特征，分为惰性元素和易氧化元素；结合“初炼炉冶炼—精炼—连铸”的冶炼工艺，惰性元素(Ni、Cu)在初炼炉冶炼中进行合金化；易氧化性元素(Si、Mn、Cr、Al、Nb、V、Ti、Ca等)在初炼炉后进行合金化。在添加相关的合金元素时，一般是通过添加相应的合金来实现的；比如若需要添加Mn元素，那么可以在钢液中添加相应的硅锰合金、金属锰、低碳锰铁、中碳锰铁或者高碳锰铁等合金。需要说明的是，各合金中包括很多种合金元素，比如硅锰合金中不但包括有Mn元素，还包括有C、P、S、Si元素等。
本步骤中按照钢种的目标成分，在利用某种合金(待加入合金)对钢液进行合金化时，可以根据钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比、精炼连铸(本实施例的钢种需要经过精炼、连铸，这里获取的是连铸后的钢水中各合金元素的重量百分比)后所述钢水中各合金元素的重量百分比、待加入合金中各合金元素的重量百分比及所述待加入合金中各合金元素的收得率确定每吨钢中待加入合金的加入量，具体可由公式(1)实现：
Figure GDA0002984650440000091
在公式(1)中，
Figure GDA0002984650440000092
为每吨钢中所述待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000093
为钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000094
为精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000095
为待加入合金中各合金元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000096
为待加入合金中各合金元素的收得率，x为待加入合金，i为待加入合金中包含的合金元素种类。
S111，对所述钢种合金化后，根据待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中C元素的重量百分比及精炼后所述钢液中C元素的重量百分比确定所述钢液中C元素的总重量百分比；
当对钢液进行合金化后，合金中的杂质元素不可避免地会带到钢液中，影响钢液的目标成分，杂质元素一般包括：C、P和S。
那么对钢种合金化后，还需根据每吨钢中待加入合金的加入量、待加入合金中碳C元素的重量百分比及待加入合金中C元素的收得率确定出待加入合金带入至钢液中的C元素的重量百分比，具体可由公式(2)实现：
Figure GDA0002984650440000097
在公式(2)中，i为待加入合金中包含的所有合金元素种类，x为待加入合金，
Figure GDA0002984650440000101
为所述待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000102
为所述待加入合金中碳C元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000103
为所述待加入合金中C元素的收得率。其中，
Figure GDA0002984650440000104
是可以预先根据待加入合金的成分表确定，
Figure GDA0002984650440000105
可以根据生产经验数据确定出。
待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比确定出之后，再根据待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比、初炼炉冶炼后钢液中C元素的重量百分比及精炼后钢液中C元素的重量百分比确定所述钢液中C元素的总重量百分比。而最终冶炼后的钢液中，钢液中C元素的总重量百分比应该小于或等于钢种目标成分中规定的C元素的总重量百分比aC，这样才可以保证产品的质量。
S112，根据所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中P元素的重量百分比及精炼后所述钢液中P元素的重量百分比确定所述钢液中P元素的总重量百分比；
同样的道理，对钢种合金化后，还需根据每吨钢中待加入合金的加入量、待加入合金中碳P元素的重量百分比及待加入合金中P元素的收得率确定出待加入合金带入至钢液中的P元素的重量百分比，具体可由公式(3)实现：
Figure GDA0002984650440000106
在公式(3)中，i为待加入合金中包含的所有合金元素种类，x为所述待加入合金，
Figure GDA0002984650440000107
为待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000108
为所述待加入合金中碳P元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000109
为所述待加入合金中P元素的收得率。其中，
Figure GDA00029846504400001010
是可以预先根据待加入合金的成分表确定，
Figure GDA00029846504400001011
可以根据生产经验数据确定出。
待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比确定出之后，再根据待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比、初炼炉冶炼后钢液中P元素的重量百分比及精炼后钢液中P元素的重量百分比确定所述钢液中P元素的总重量百分比。而最终冶炼后的钢液中，钢液中P元素的总重量百分比应该小于或等于钢种目标成分中规定的P元素的总重量百分比aP，这样才可以保证产品的质量。
S113，根据所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中S元素的重量百分比及精炼后所述钢液中S元素的重量百分比确定所述钢液中S元素的总重量百分比；
同样的道理，对钢种合金化后，还需根据每吨钢中待加入合金的加入量、待加入合金中碳S元素的重量百分比及待加入合金中S元素的收得率确定出待加入合金带入至钢液中的S元素的重量百分比，具体可由公式(4)实现：
Figure GDA0002984650440000111
公式(4)中，i为待加入合金中的所有合金元素种类，x为待加入合金，
Figure GDA0002984650440000112
为待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000113
为待加入合金中碳S元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000114
为待加入合金中S元素的收得率。其中，
Figure GDA0002984650440000115
是可以预先根据待加入合金的成分表确定，
Figure GDA0002984650440000116
可以根据生产经验数据确定出。
待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比确定出之后，再根据待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比、初炼炉冶炼后钢液中S元素的重量百分比及精炼后钢液中S元素的重量百分比确定所述钢液中S元素的总重量百分比。而最终冶炼后的钢液中，钢液中S元素的总重量百分比应该小于或等于钢种目标成分中规定的S元素的总重量百分比aS，这样才可以保证产品的质量。
S114，根据所述待加入合金的加入量及所述待加入合金的当前单价确定所述待加入合金的成本；
待加入合金的加入量确定出之后，可以根据待加入合金的加入量及待加入合金的当前单价确定待加入合金的成本，具体可由公式(5)实现：
Figure GDA0002984650440000117
在公式(5)中，
Figure GDA0002984650440000118
为待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000119
为待加入合金的当前单价，i为待加入合金中包含的所有合金元素种类，x为待加入合金。
S115，根据所述钢液中C元素的总重量百分比、所述钢液中P元素的总重量百分比、所述钢液中S元素的总重量百分比及所述待加入合金的成本确定合金最低成本控制模型；
上述钢液中C元素的总重量百分比、P元素的总重量百分比及S元素的总重量百分比及待加入合金的成本确定出之后，就可以根据钢液中C元素的总重量百分比、P元素的总重量百分比及S元素的总重量百分比及待加入合金的成本确定合金最低成本控制模型。其中，合金最低成本控制模型由公式(6)所示：
Figure GDA0002984650440000121
结合上述公式(2)～(5)，公式(6)也可以为公式(7)所示：
Figure GDA0002984650440000122
在公式(6)中，
Figure GDA00029846504400001213
为多个待加入合金中成本最小的合金，n为待加入合金中包含的所有合金元素的数量，l为所述待加入合金种类的数量，i为待加入合金中包含的所有合金元素种类，x为待加入合金，
Figure GDA0002984650440000123
为待加入合金的成本；
Figure GDA0002984650440000124
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中C元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000125
为精炼后钢液中C元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000126
为所述待加入合金带入至钢液中的C元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000127
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中P元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000128
为精炼后钢液中P元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000129
为所述待加入合金带入至钢液中的P元素的重量百分比，所述
Figure GDA00029846504400001210
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中S元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400001211
为精炼后钢液中S元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400001212
为待加入合金带入至钢液中的S元素的重量百分比，aC为钢种目标成分中C含量的重量百分比，aP为钢种目标成分中P含量的重量百分比，aS为钢种目标成分中S含量的重量百分比。
S116，根据所述合金最低成本控制模型确定出加入至所述钢液中的合金配比方案；
合金最低成本控制模型确定出之后，基于钢种目标组分中的合金元素对合金最低成本控制模型进行线性求解，确定出加入至钢液中的合金配比方案。这样确定出的合金匹配方案既可以保证了合金元素的含量和元素的稳定控制；同时又有保证了碳和杂质元素(C、P、S)的含量不超过钢种的成分要求，并且合金成本还能控制在最低成本。
基于同样的发明构思，本文还提供了一种降低冶炼合金成本的装置，详见实施例二。
实施例二
本实施例提供一种降低冶炼合金成本的装置，如图2所示，装置包括：第一确定单元21、第二确定单元22、第三确定单元23、第四确定单元24及第五确定单元25；其中，
钢铁生产中为保证产品性能，需要在钢中添加一些合金元素，常见的合金元素有Ni、Cu、Mo、Si、Mn、Cr、Al、Nb、V、Ti、Ca等。钢铁冶炼过程中的合金的添加按照其物性特征，分为惰性元素和易氧化元素；结合“初炼炉冶炼—精炼—连铸”的冶炼工艺，惰性元素(Ni、Cu)在初炼炉冶炼中进行合金化；易氧化性元素(Si、Mn、Cr、Al、Nb、V、Ti、Ca等)在初炼炉后进行合金化。在添加相关的合金元素时，一般是通过添加相应的合金来实现的；比如若需要添加Mn元素，那么可以在钢液中添加相应的硅锰合金、金属锰、低碳锰铁、中碳锰铁或者高碳锰铁等合金。需要说明的是，各合金中包括很多种合金元素，比如硅锰合金中不但包括有Mn元素，还包括有C、P、S、Si元素等。
本步骤中按照钢种的目标成分，在利用某种合金(待加入合金)对钢液进行合金化时，第一确定单元21可以根据钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比、精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比、待加入合金中各合金元素的重量百分比及所述待加入合金中各合金元素的收得率确定每吨钢中待加入合金的加入量，具体可由公式(1)实现：
Figure GDA0002984650440000131
在公式(1)中，
Figure GDA0002984650440000141
为每吨钢中所述待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000142
为钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000143
为精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000144
为待加入合金中各合金元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000145
为待加入合金中各合金元素的收得率，x为待加入合金，i为待加入合金中包含的所有合金元素。
当对钢液进行合金化后，合金中的杂质元素不可避免地会带到钢液中，影响钢液的目标成分，杂质元素一般包括：C、P和S。
那么对钢种合金化后，第二确定单元22还需根据每吨钢中待加入合金的加入量、待加入合金中碳C元素的重量百分比及待加入合金中C元素的收得率确定出待加入合金带入至钢液中的C元素的重量百分比，具体可由公式(2)实现：
Figure GDA0002984650440000146
在公式(2)中，i为待加入合金中包含的所有合金元素种类，x为待加入合金，
Figure GDA0002984650440000147
为所述待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000148
为所述待加入合金中碳C元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000149
为所述待加入合金中C元素的收得率。其中，
Figure GDA00029846504400001410
是可以预先根据待加入合金的成分表确定，
Figure GDA00029846504400001411
可以根据生产经验数据确定出。
待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比确定出之后，再根据待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比、初炼炉冶炼后钢液中C元素的重量百分比及精炼后钢液中C元素的重量百分比确定所述钢液中C元素的总重量百分比。而最终冶炼后的钢液中，钢液中C元素的总重量百分比应该小于或等于钢种目标成分中规定的C元素的总重量百分比aC，这样才可以保证产品的质量。
同样的道理，对钢种合金化后，第二确定单元22还需根据每吨钢中待加入合金的加入量、待加入合金中碳P元素的重量百分比及待加入合金中P元素的收得率确定出待加入合金带入至钢液中的P元素的重量百分比，具体可由公式(3)实现：
Figure GDA0002984650440000151
在公式(3)中，i为待加入合金中包含的所有合金元素种类，x为所述待加入合金，
Figure GDA0002984650440000152
为待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000153
为所述待加入合金中碳P元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000154
为所述待加入合金中P元素的收得率。其中，
Figure GDA0002984650440000155
是可以预先根据待加入合金的成分表确定，
Figure GDA0002984650440000156
可以根据生产经验数据确定出。
待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比确定出之后，再根据待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比、初炼炉冶炼后钢液中P元素的重量百分比及精炼后钢液中P元素的重量百分比确定所述钢液中P元素的总重量百分比。而最终冶炼后的钢液中，钢液中P元素的总重量百分比应该小于或等于钢种目标成分中规定的P元素的总重量百分比aP，这样才可以保证产品的质量。
同样的道理，对钢种合金化后，第二确定单元22还需根据每吨钢中待加入合金的加入量、待加入合金中碳S元素的重量百分比及待加入合金中S元素的收得率确定出待加入合金带入至钢液中的S元素的重量百分比，具体可由公式(4)实现：
Figure GDA0002984650440000157
公式(4)中，i为待加入合金中的所以合金元素种类，x为待加入合金，
Figure GDA0002984650440000158
为待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000159
为待加入合金中碳S元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400001510
为待加入合金中S元素的收得率。其中，
Figure GDA00029846504400001511
是可以预先根据待加入合金的成分表确定，
Figure GDA00029846504400001512
可以根据生产经验数据确定出。
待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比确定出之后，再根据待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比、初炼炉冶炼后钢液中S元素的重量百分比及精炼后钢液中S元素的重量百分比确定所述钢液中S元素的总重量百分比。而最终冶炼后的钢液中，钢液中S元素的总重量百分比应该小于或等于钢种目标成分中规定的S元素的总重量百分比aS，这样才可以保证产品的质量。
待加入合金的加入量确定出之后，第三确定单元23可以根据待加入合金的加入量及待加入合金的当前单价确定待加入合金的成本，具体可由公式(5)实现：
Figure GDA0002984650440000161
在公式(5)中，
Figure GDA0002984650440000162
为待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000163
为待加入合金的当前单价，i为待加入合金中包含的所以合金元素种类，x为待加入合金。
上述钢液中C元素的总重量百分比、P元素的总重量百分比及S元素的总重量百分比及待加入合金的成本确定出之后，第四确定单元24就可以根据钢液中C元素的总重量百分比、P元素的总重量百分比及S元素的总重量百分比及待加入合金的成本确定合金最低成本控制模型。
其中，合金最低成本控制模型由公式(6)所示：
Figure GDA0002984650440000164
在公式(6)中，
Figure GDA00029846504400001615
为多个待加入合金中成本最小的合金，n为待加入合金中合金元素的数量，l为所述待加入合金种类的数量，i为待加入合金中包含的合金元素种类，x为待加入合金，
Figure GDA0002984650440000165
为待加入合金的成本；
Figure GDA0002984650440000166
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中C元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000167
为精炼后钢液中C元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000168
为所述待加入合金带入至钢液中的C元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000169
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中P元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400001610
为精炼后钢液中P元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400001611
为所述待加入合金带入至钢液中的P元素的重量百分比，所述
Figure GDA00029846504400001612
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中S元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400001613
为精炼后钢液中S元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400001614
为待加入合金带入至钢液中的S元素的重量百分比，aC为钢种目标成分中C含量的重量百分比，aP为钢种目标成分中P含量的重量百分比，aS为钢种目标成分中S含量的重量百分比。
合金最低成本控制模型确定出之后，第五确定单元25基于钢种目标组分中的合金元素对合金最低成本控制模型进行线性求解，确定出加入至钢液中的合金配比方案。这样确定出的合金匹配方案既可以保证了合金元素的含量和元素的稳定控制；同时又有保证了碳和杂质元素(C、P、S)的含量不超过钢种的成分要求，并且合金成本还能控制在最低成本。
实施例三
实际应用中，利用实施例一提供的方法及实施例二提供的装置对某钢厂的某炉钢液进行合金化时，实现如下：
本步骤中按照钢种的目标成分，在利用某种合金(待加入合金)对钢液进行合金化时，可以根据钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比、精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比、待加入合金中各合金元素的重量百分比及所述待加入合金中各合金元素的收得率确定每吨钢中待加入合金的加入量，具体可由公式(1)实现：
Figure GDA0002984650440000171
在公式(1)中，
Figure GDA0002984650440000172
为每吨钢中所述待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000173
为钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000174
为精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000175
为待加入合金中各合金元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000176
为待加入合金中各合金元素的收得率，x为待加入合金，i为待加入合金中包含的合金元素种类。本实施例中待加入合金包含15种，合金元素种类为9种，也即x＝15，i＝9。
其中，钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比如表1所示，精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比如表2所示：
表1
Figure GDA0002984650440000177
表2
含量 C Si Mn P S Alt
精炼连铸后的成分 0.015 0.02 0.02 0.002 -0.0080 -0.015
待加入合金中各合金元素的重量百分比如表3所示：
表3
Figure GDA0002984650440000181
本实施例中合金元素的收得率和当前单价如表4所示：
表4
Figure GDA0002984650440000182
Figure GDA0002984650440000191
当对钢液进行合金化后，合金中的杂质元素不可避免地会带到钢液中，影响钢液的目标成分，杂质元素一般包括：C、P和S。
那么对钢种合金化后，还需根据每吨钢中待加入合金的加入量、待加入合金中碳C元素的重量百分比及待加入合金中C元素的收得率确定出待加入合金带入至钢液中的C元素的重量百分比，具体可由公式(2)实现：
Figure GDA0002984650440000192
在公式(2)中，i为待加入合金中包含的合金元素种类，x为待加入合金，
Figure GDA0002984650440000193
为所述待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000194
为所述待加入合金中碳C元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000195
为所述待加入合金中C元素的收得率。其中，
Figure GDA0002984650440000196
是可以预先根据待加入合金的成分表(表3)确定，
Figure GDA0002984650440000197
可参考表4。
同样的道理，对钢种合金化后，还需根据每吨钢中待加入合金的加入量、待加入合金中碳P元素的重量百分比及待加入合金中P元素的收得率确定出待加入合金带入至钢液中的P元素的重量百分比，具体可由公式(3)实现：
Figure GDA0002984650440000198
在公式(3)中，i为待加入合金中包含的所有合金元素种类，x为所述待加入合金，
Figure GDA0002984650440000199
为待加入合金的加入量，
Figure GDA00029846504400001910
为所述待加入合金中碳P元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400001911
为所述待加入合金中P元素的收得率。其中，
Figure GDA00029846504400001912
是可以预先根据待加入合金的成分表(表3)确定，
Figure GDA00029846504400001913
可参考表4。
对钢种合金化后，还需根据每吨钢中待加入合金的加入量、待加入合金中碳S元素的重量百分比及待加入合金中S元素的收得率确定出待加入合金带入至钢液中的S元素的重量百分比，具体可由公式(4)实现：
Figure GDA00029846504400001914
公式(4)中，i为待加入合金中的合金元素种类，x为待加入合金，
Figure GDA00029846504400001915
为待加入合金的加入量，
Figure GDA00029846504400001916
为待加入合金中碳S元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400001917
为待加入合金中S元素的收得率。其中，
Figure GDA00029846504400001918
是可以预先根据待加入合金的成分表(表3)确定，
Figure GDA0002984650440000201
可参考表4。
待加入合金的加入量确定出之后，可以根据待加入合金的加入量及待加入合金的当前单价确定待加入合金的成本，具体可由公式(5)实现：
Figure GDA0002984650440000202
在公式(5)中，
Figure GDA0002984650440000203
为待加入合金的加入量，
Figure GDA0002984650440000204
为待加入合金的当前单价，i为待加入合金中包含的所有合金元素种类(i＝1、2、……9)，x为待加入合金(x＝1、2、……15)。
通过上述对合金成本
Figure GDA0002984650440000205
的计算、结合碳元素aC，杂质元素P、S为aP、aS的条件判断，得出不同合金的最低成本控制模型：
Figure GDA0002984650440000206
其中，i为待加入合金中包含的所有合金元素种类，x为待加入合金，
Figure GDA0002984650440000207
为待加入合金的成本；
Figure GDA0002984650440000208
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中C元素的重量百分比，
Figure GDA0002984650440000209
为精炼后钢液中C元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400002010
为待加入合金带入至钢液中的C元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400002011
为钢种经初炼炉冶炼后钢液中P元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400002012
为精炼后钢液中P元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400002013
为待加入合金带入至钢液中的P元素的重量百分比，所述
Figure GDA00029846504400002014
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中S元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400002015
为精炼后钢液中S元素的重量百分比，
Figure GDA00029846504400002016
为待加入合金带入至钢液中的S元素的重量百分比，aC为钢种目标成分中C含量的重量百分比，aP为钢种目标成分中P含量的重量百分比，aS为钢种目标成分中S含量的重量百分比。
这里，钢种目标成分如表5所示：
表5
C Si Mn P≤ S≤ Alt Ni Cu Cr Mo Nb Ti
0.060 0.25 1.60 0.012 0.0020 0.035 0.10 0.15 0.15 0.15 0.055 0.1
进行对合金最低成本控制模型进行求解，采用表4中15种合金及9种合金元素进行线性求解：
以模型中的i为Mn元素为例，包含Mn元素的待加入合金中种类数量x为5，合金种类1、2、3、4、5分别为硅锰合金、金属锰合金、低碳锰铁合金中碳锰铁合金、高碳锰铁合金，
Figure GDA0002984650440000211
为上述5种合金中每种合金的添加量，针对碳元素aC，杂质元素P、S为aP、aS的条件判断，结合上述5中含有Mn元素的每种合金的当前单价
Figure GDA0002984650440000212
确定每种待加入合金的成本
Figure GDA0002984650440000213
通过求解可判断出钢水中是否满足杂质元素控制要求，在满足杂质元素控制要求的情况下，根据
Figure GDA0002984650440000214
确定成本较低的及合金种类，得出锰元素最佳的成本配比合金种类。
其他合金元素的配比按照与Mn元素同样的方式进行确定，最终通过求解成本控制模型得出了一个合金最佳配比方案，如表6所示：
表6
合金种类 合金消耗(kg/t钢) 合金价格(元/kg) 合金成本(元/t钢)
硅铁 3.37 7.47 25.17
低碳锰铁 20.41 11.76 240.02
纯铝 1.40 15.03 21.04
铝铁 4.00 11.42 45.68
低碳铬铁 2.26 12.60 28.48
镍板 1.01 93.70 94.64
铜板 1.52 47.91 72.82
钼铁 2.64 10.98 28.99
铌铁 0.85 21.87 18.59
高钛钛铁 0.25 33.81 8.45
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种降低冶炼合金成本的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比、精炼后钢水中各合金元素的重量百分比、待加入合金中各合金元素的重量百分比及所述待加入合金中各合金元素的收得率确定每吨钢中所述待加入合金的加入量；
对所述钢种合金化后，根据待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中C元素的重量百分比及精炼后所述钢液中C元素的重量百分比确定所述钢液中C元素的总重量百分比；
根据所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中P元素的重量百分比及精炼后所述钢液中P元素的重量百分比确定所述钢液中P元素的总重量百分比；
根据所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中S元素的重量百分比及精炼后所述钢液中S元素的重量百分比确定所述钢液中S元素的总重量百分比；
根据所述待加入合金的加入量及所述待加入合金的当前单价确定所述待加入合金的成本；
根据所述钢液中C元素的总重量百分比、所述钢液中P元素的总重量百分比、所述钢液中S元素的总重量百分比及所述待加入合金的成本确定合金最低成本控制模型；
根据所述合金最低成本控制模型确定出加入至所述钢液中的合金配比方案；其中，所述合金最低成本控制模型包括：
Figure FDA0002984650430000011
所述n为待加入合金中合金元素的数量，l为所述待加入合金种类的数量，所述i为所述待加入合金中的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure FDA0002984650430000012
为所述待加入合金的成本，所述
Figure FDA0002984650430000013
为多个待加入合金中成本最小的合金，所述
Figure FDA0002984650430000014
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中C元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000021
为精炼后所述钢液中C元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000022
为所述待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000023
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中P元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000024
为精炼后所述钢液中P元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000025
为所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000026
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中S元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000027
为精炼后所述钢液中S元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000028
为所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比，所述aC为所述钢种目标成分中C元素的重量百分比，所述aP为所述钢种目标成分中P元素的重量百分比，所述aS为所述钢种目标成分中S元素的重量百分比。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比、精炼后钢水中各合金元素的重量百分比、待加入合金中各合金元素的重量百分比及所述待加入合金中各合金元素的收得率确定每吨钢中所述待加入合金的加入量，包括：
根据公式
Figure FDA0002984650430000029
确定所述每吨钢中所述待加入合金的加入量
Figure FDA00029846504300000210
其中，
所述ai为所述钢种目标成分中各合金元素的重量百分比，所述
Figure FDA00029846504300000211
为钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比，所述
Figure FDA00029846504300000212
为精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比，所述
Figure FDA00029846504300000213
为所述待加入合金中各合金元素的重量百分比，所述
Figure FDA00029846504300000214
为所述待加入合金中各合金元素的收得率，所述x为所述待加入合金，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中C元素的重量百分比及精炼后所述钢液中C元素的重量百分比确定所述钢液中C元素的总重量百分比之前，包括：
根据公式
Figure FDA00029846504300000215
确定所述待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比
Figure FDA00029846504300000216
其中，所述i为所述待加入合金中的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure FDA0002984650430000031
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure FDA0002984650430000032
为所述待加入合金中碳C元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000033
为所述待加入合金中C元素的收得率。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中P元素的重量百分比及精炼后所述钢液中P元素的重量百分比确定所述钢液中P元素的总重量百分比之前，包括：
根据公式
Figure FDA0002984650430000034
确定所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比
Figure FDA0002984650430000035
其中，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure FDA0002984650430000036
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure FDA0002984650430000037
为所述待加入合金中碳P元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000038
为所述待加入合金中P元素的收得率。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中S元素的重量百分比及精炼后所述钢液中S元素的重量百分比确定所述钢液中S元素的总重量百分比之前，包括：
根据公式
Figure FDA0002984650430000039
确定所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比
Figure FDA00029846504300000310
其中，所述i为所述待加入合金中的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure FDA00029846504300000311
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure FDA00029846504300000312
为所述待加入合金中碳S元素的重量百分比，所述
Figure FDA00029846504300000313
为所述待加入合金中S元素的收得率。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待加入合金的加入量及所述待加入合金的当前单价确定所述待加入合金的成本，包括：
根据公式
Figure FDA00029846504300000314
确定所述待加入合金的成本
Figure FDA00029846504300000315
其中，所述
Figure FDA00029846504300000316
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure FDA00029846504300000317
为所述待加入合金的当前单价，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类，所述x为所述待加入合金。
7.一种降低冶炼合金成本的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定单元，用于根据钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比、精炼后钢水中各合金元素的重量百分比、待加入合金中各合金元素的重量百分比及所述待加入合金中各合金元素的收得率确定每吨钢中所述待加入合金的加入量；
第二确定单元，用于对所述钢种合金化后，根据待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中C元素的重量百分比及精炼后所述钢液中C元素的重量百分比确定所述钢液中C元素的总重量百分比；
根据所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中P元素的重量百分比及精炼后所述钢液中P元素的重量百分比确定所述钢液中P元素的总重量百分比；
根据所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比、初炼炉冶炼后所述钢液中S元素的重量百分比及精炼后所述钢液中S元素的重量百分比确定所述钢液中S元素的总重量百分比；
第三确定单元，用于根据所述待加入合金的加入量及所述待加入合金的当前单价确定所述待加入合金的成本；
第四确定单元，用于根据所述钢液中C元素的总重量百分比、所述钢液中P元素的总重量百分比、所述钢液中S元素的总重量百分比及所述待加入合金的成本确定合金最低成本控制模型；
第五确定单元，用于根据所述合金最低成本控制模型确定出加入至所述钢液中的合金配比方案；其中，所述合金最低成本控制模型包括：
Figure FDA0002984650430000041
所述n为待加入合金中合金元素的数量，所述l为所述待加入合金种类的数量，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure FDA0002984650430000042
为所述待加入合金的成本，所述
Figure FDA0002984650430000043
为多个待加入合金中成本最小的合金，所述
Figure FDA0002984650430000044
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中C元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000051
为精炼后所述钢液中C元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000052
为所述待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000053
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中P元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000054
为精炼后所述钢液中P元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000055
为所述待加入合金带入至所述钢液中的P元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000056
为所述钢种经初炼炉冶炼后钢液中S元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000057
为精炼后所述钢液中S元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000058
为所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比，所述aC为所述钢种目标成分中C含量的重量百分比，所述aP为所述钢种目标成分中P含量的重量百分比，所述aS为所述钢种目标成分中S含量的重量百分比。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元具体用于：
根据公式
Figure FDA0002984650430000059
确定所述每吨钢中所述待加入合金的加入量
Figure FDA00029846504300000510
其中，
所述ai为所述钢种目标成分中各合金元素的重量百分比，所述
Figure FDA00029846504300000511
为钢种经初炼炉冶炼后钢液中各合金元素的重量百分比，所述
Figure FDA00029846504300000512
为精炼后所述钢水中各合金元素的重量百分比，所述
Figure FDA00029846504300000513
为所述待加入合金中各合金元素的重量百分比，所述
Figure FDA00029846504300000514
为所述待加入合金中各合金元素的收得率，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元还用于：
根据公式
Figure FDA00029846504300000515
确定所述待加入合金带入至所述钢液中的C元素的重量百分比
Figure FDA00029846504300000516
其中，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure FDA00029846504300000517
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure FDA00029846504300000518
为所述待加入合金中碳C元素的重量百分比，所述
Figure FDA00029846504300000519
为所述待加入合金中C元素的收得率。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元还用于：
根据公式
Figure FDA00029846504300000520
确定所述待加入合金带入至所述钢液中的S元素的重量百分比
Figure FDA00029846504300000521
其中，所述i为所述待加入合金中包含的合金元素种类，所述x为所述待加入合金，所述
Figure FDA0002984650430000061
为所述待加入合金的加入量，所述
Figure FDA0002984650430000062
为所述待加入合金中碳S元素的重量百分比，所述
Figure FDA0002984650430000063
为所述待加入合金中S元素的收得率。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112086142A (zh) * 2020-09-10 2020-12-15 成都积微物联电子商务有限公司 转炉炼钢加配合金选择与计算方法
CN112609121A (zh) * 2020-12-07 2021-04-06 攀钢集团西昌钢钒有限公司 一种降低炼钢Mn合金化成本的方法
CN113549811B (zh) * 2021-07-21 2022-08-26 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 一种炼钢合金配加方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005029888A (ja) * 2003-06-18 2005-02-03 Kobe Steel Ltd 疲労強度および冷間加工性に優れた高清浄度鋼
CN101376948A (zh) * 2007-08-27 2009-03-04 宝山钢铁股份有限公司 一种低成本高纯净度汽车轮毂用中碳轴承钢及其制造方法
CN101928891A (zh) * 2010-08-23 2010-12-29 首钢总公司 一种低成本高强度耐磨钢板及其生产方法
CN102011047A (zh) * 2010-12-13 2011-04-13 首钢总公司 一种低成本、高性能压力容器用钢板的生产方法
CN103492599A (zh) * 2011-04-21 2014-01-01 新日铁住金株式会社 均匀拉伸性和扩孔性优良的高强度冷轧钢板及其制造方法
CN105177399A (zh) * 2015-10-16 2015-12-23 首钢总公司 一种汽车用非调质钢的低成本制造方法
CN108660360A (zh) * 2018-05-24 2018-10-16 东营嘉扬精密金属有限公司 浇铸经济和快速配料***应用技术

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005029888A (ja) * 2003-06-18 2005-02-03 Kobe Steel Ltd 疲労強度および冷間加工性に優れた高清浄度鋼
CN101376948A (zh) * 2007-08-27 2009-03-04 宝山钢铁股份有限公司 一种低成本高纯净度汽车轮毂用中碳轴承钢及其制造方法
CN101928891A (zh) * 2010-08-23 2010-12-29 首钢总公司 一种低成本高强度耐磨钢板及其生产方法
CN102011047A (zh) * 2010-12-13 2011-04-13 首钢总公司 一种低成本、高性能压力容器用钢板的生产方法
CN103492599A (zh) * 2011-04-21 2014-01-01 新日铁住金株式会社 均匀拉伸性和扩孔性优良的高强度冷轧钢板及其制造方法
CN105177399A (zh) * 2015-10-16 2015-12-23 首钢总公司 一种汽车用非调质钢的低成本制造方法
CN108660360A (zh) * 2018-05-24 2018-10-16 东营嘉扬精密金属有限公司 浇铸经济和快速配料***应用技术

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