钢包精炼炉是一种二次精炼设备，具有优异的综合性能，在生产中得到了广泛的应用。LF炉数学模型的应用有助于降低电耗、电极消耗、氩气消耗及合金消耗等，并使产品的质量得到提高。 随着科学技术的发展，对钢的品种和质量要求越来越高，近些年来直流钢包精炼炉(DC LF)倍受人们的关注。它与交流钢包精炼炉(AC LF)相比，具有以下多种优点：耐火材料消耗指数小、电极消耗量低、电弧稳定、热效率更高等。 随着计算机及自动控制技术在钢铁工业中的应用，在电炉冶炼-炉外精炼-连铸-轧制这一短流程生产工艺中，LF炉的作用日益突出。因此，对LF炉钢水终点成分和温度的准确预测，是合理组织生产、提高钢水质量、降低炼钢成本的重要前提。 本课题以某厂直流LF炉为工程依托，围绕直流LF炉工艺过程中的供电升温、成分微调、脱硫、脱氧和吹氩搅拌展开研究。针对以上问题，建立了供电升温模型、合金微调及终点成分预报模型、脱硫造渣模型、脱氧模型和吹氩搅拌模型。模型使用Visual Basic 6.0作为软件开发工具，Microsoft Access 2003数据库系统进行数据的管理，并编制了应用软件。 以钢水和炉渣为研究对象，通过对LF炉精炼过程能量收入和支出的系统考察和理论分析，利用体系的能量平衡规律推导了LF精炼过程钢水的供电升温数学模型。其中，包壁的传热(包括侧壁和包底)分别采用圆柱坐标下和直角坐标下的一维非稳态导热微分方程及其初始条件和第三类边界条件来描述，以有限差分方法求解。合金及渣料的能量收支分为熔化、溶解和氧化三个阶段计算。熔池表面的热损失主要考虑辐射热损。烟尘气带走的热损以经验值处理。利用计算机求解模型，在精炼终点出钢温度满足连铸工序的要求的情况下，计算出冶炼过程所需输入的电能。 通过对LF炉冶炼机理的研究和合金化操作的分析，针对不同的钢种，推导出以下三个合金添加的公式：碳素钢及低合金钢、单元高合金钢和补加系数法，即多元高合金钢的合金添加计算。 采用LF炉精炼过程渣金脱硫反应热力学计算建立脱硫造渣模型，求出精炼所需的渣量，其主要参数包括：炉渣的光学碱度、钢水和炉渣的成分、精炼温度和渣钢的原始硫质量分数。 对于脱氧模型的建立，主要用金属铝脱氧。计算铝的加入量为脱氧所需的铝以及与钢水中的氧平衡的铝之和。 钢包炉精炼各期的吹氩流量由近似公式计算，其主要影响因素包括：搅拌功率、钢液温度、吹入氩气温度、钢包底部钢液压力和钢渣界面处压力。