Способ управления конверторной плавкой

Способ управления конверторной плавкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к контролю и управлению конвертерной плавкой . Цель изобретения - увеличение выхода годного за счет снижения потерь металла с выносами и выбросами. Способ управления конвертерной плавкой состоит в измерении во времени продув ки положения фурмы, расхода кислорода, массы загустителя и разжижнтеля шлака, виброакустического сигнала звуковой частоты и управлении положением фурмы по величине этого сигнала при положении фурмы в рабочем положении (Нфр), равном 11-14 приведенным калибрам, а также снижении на 15-25% начального программного значения расхода кислорода в зависимости от содержания СО в отходящих газах. Способ состоит также в определении С0;2: отходящих газах , измерении виброакустического сигнала на инфразвуковых частотах с помощью датчика, установленного в водоохлаждаемом тракте фурмы, определении отношения сигналов инфразвуковых (AJ) и звуковых (А) частот и изменении положения фурмь следующим образом: при 5 iA, фурму опускают на 25% от Hjpp, при 8 фурму опускают на 50% от И-- и вводят в конвертер загуститель шлака в количестве 10-15% от расчетного на плавку, при 1 фурму поднимают на 50% от Нфр, при 0,5 Af/Aj « 1 фурму поднимают на 80% от. и вводят в конвертер раз-жижитель шлака в количестве 25-30% от расчетного на плавку , а расход кислорода изменяют в зависимости от соотношения СО и СО, причем при CO/COj 2,5 расход кислорода снижают, при СО/СО 2,5 расход кислорода восстанавливают до начального программного значения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. с € (Л 1чЭ О) а vj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1276671 аи 4 С 21 С 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3900729/22-02 (22) 23.05.85 (46) 15.12.86. Бюл. У 46 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина (72) Г. С. Новожилов, Д. И. Туркенич, Ю. А. Романов, А. П. Щеголев и Ю. И. Жаворонков ,(53) 669.184.244(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 335287, кл. С 21 С 5/30, 1972.

Авторское свидетельство СССР .N1 1126609, кл. С 21 С 5/30, 1983. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОНВЕРТЕРНОЙ

ПЛАВКОЙ (57) Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к контролю и управлению конвертерной плавкой. Цель изобретения — увеличение вы. хода годного за счет снижения потерь металпа с выносами и выбросами. Способ управления конвертерной плавкой состоит в измерении во времени продувки положения фурмы, расхода кислорода, массы загустителя и разжижителя шлака, виброакустического сигнала звуковой частоты и управлении положением фурмы по величине этого сигнала при положении фурми в рабочем положении (Н ), равном 11-14 приведенным калибрам, а также снижении на 15-25% начального программного значения расхода кислорода в зависимости от содержания СО в отходящих газах. Способ состоит также .в определении СО в отходящих газах, измерении виброакустического сигнала на инфразвуковых частотах с помощью датчика, установленного в водоохлаждаемом тракте фурмы, определении отношения сигналов инфразвуковых (A ) и звуковых (А ) частот и изменений положения фурмы следующим образом: при 5 < A,/А <8 фурму опускают о Н рН 8 АА>

50% от Н р, при 0,5 < А,/А <1 ?????????? ???????????? ?? ???? 80% ????.?????? ?? ???????????? ?? ?????????????????? ?????????????????????? ?????????? ???????????????????? 25-30% ???? ???????????????????? ????????????, ?? ???????????? ?????????????????? ???????????????? ?????????????????????? ?????????????????????? ???? ????, ???????????? ??????>

Изобретение относится к черной ме-таллургии, конкретнее к контролю и управлению конвертерной плавкой.

Цель изобретения — увеличение выхо да годного эа счет снижения потерь ме талла с выносами и выбросами.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 — совмещенный график изменения виброакустического сигнала, соотношения СО/СО в отходящих газах и регулирование положением фурмы, расходом кислорода и присадками шлакообраэующих материалов во времени продувки, где А,/А — отношение виброаку стического сигнала на инфразвуковой

Н и звуковой частотах: Q — начальный программный расход кислорода, 4 .,о сниженный расход кислорода, Н - рабочее положение фурмы, Нт,, скорректированные значения положения фурмы; t — - время продувки.

Способ осуществляется посредством блок-схемы, включающей пульт 1 управления конвертером, измеритель 2 положения фурмы, измеритель 3 расхода кислорода, гаэоанализатор 4 содержания СО и СО в отходящих газах,, блок

5 контроля и расчета сыпучих материалов, блок 6 измерения виброакустичес-кого сигнала, соединенный с блоком

7 фильтров инфразвуковых и звуковых частот, сигналы с которого подаются на два входа блока 8 расчета отношения этих сигналов, выход блока 8 соединен с одним из выходов блока 9 расчета положения фурмы, второй вход которого соединен с измерителем 2 положения фурмы, один выход блока 9 соединен с регулятором 10 положения фурмы, измеритель 3 расхода кислорода и газоаналиэатор 4 через блок li сравнения соединены с регупятором .12 расхода кислорода, блок 5 контроля и расчета сыпучих материалов соединен с одним из входов блока 13 разрешения ввода сыпучих материалов, а второй выход блока 9 расчета положения фурмы присоединен к второму входу блока 13.

В начальный период продувки конвертера происходит формирование шла"ка за счет интенсивного окисления примесей чугуна: кремния, марганца т,д, Чтобы ускорить начало реакций в этот период прсдувки, фурму держат в высоком начальном положении относительно уровня MEт-.лла„, 3. †.BBoF!

1О

Опытные плавки показали, что при

10 А,/А 5 процесс шлакообразования стремится к выбросам. Это обусловлено тем, что на погруженную во вспененный шлак фурму воздействуют значительные массы шлака, которые представляют собой спонтанно распространяющиеся волны, частота которых из-за большой массы шлака лежит в пределах 1-5 Гц, а колебания звуковой частоты 250-350 Гц сильно поглощаются вспененным шлаком. В результате этого виброакустический сигнал на инфразвуковой частоте увеличивается, а на звуковой уменьшается, что увеличивает отношение А /А и обус1 ловливает высокую чувствительность этого измерения к появлению выбросов о шлака из конвертера. Это соответствует .моментам времени t, и 1э. В период-бесшлаковой продувки фурма лишь частично имеет контакт со шлаком или он отсутствует, поэтому значения виброакустического сигнала на инфразвуковой частоте снижаются до минимального, определяемого конструкцией датчика„ а сигнал ча звуковой частоте растет,- -,ак как оседающий шлак пе " в pQ От стао, т" 1. g Tpg $ ò. о pf (ъшйчий .:-., /А < в этом, луча = лежит в пределах

0 5 < ф, /А, = " . Это* "- соотве òíóâ! . :.оменты врем чи +, — н,. При нормальном шллкообразовании соотношение

25 приведенным калиорам. 11о истечении некоторого времени, когда образуется вспененный шлак, фурму переводят в рабочее положение Н, равное 1114 приведенным калибрам. Эта величина не зависит от емкости конвертера,.

Время образования шлака для конвертеров различной садки составляет в среднем 3-5 мин, и управление положением фурмы в этот период плавки осуществляют по сигналу шума °

Эффективность управления шлакообразованием в рабочем положении фурмы значительно повышается при использовании отношения измеренного виброакустического сигнала на инфразвуковой частоте к сигналу измеренному на звуковой частоте., Этот сигнал измеряют датчиком„ установленным в водоохлаждаемом тракте фурмы, и с помощью блока фильтров выделяют два сигнала в области инфразвуковых и звуковых частот. Отношение сигналов одного к другому используется в контроле и управлении плавкой.

1276671

„д д2 17о эо 1оо "es о fso f62 о 6о !50 (65

80 30 1 10 25 50 40 25 10 25 20 25

1,9 2,2 6,0 1О 2,5 0,8 1,2 2,5 7,0 2,3 2,5 2,6

33 49 55 61 62 68 75 72 70 60 50 30

А, мВ

A,/A, СО, Х

СО, СО/СО

Состояние

28 23 22 21 22 20 17,5 17 18 20 25 30

1,2 2,1 2,4 2,9 2,8 3,4 4,3 4,1 3,9 3;0 2,0 1,0

Сух. Норм. Выбр. Норм Норм Сух. Сух. Норм.Вь;бр, Норм. Норм. Норм. близкий к свертыванию или бесшлаковая м. — нормальный режим шлакообразования, близкий к выбросному состоянию или

Эффективными. мерами борьбы с выб- с росами и выносами металла из конвертера являются изменение положения фурмы, расхода кислорода и присадки шлакообразующих материалов (известь, шпат и пр,). .При опытных плавках вы-щ явлено, что управление положением. фурмы и присадками сыпучих материалов следует осуществлять с учетом отношения А /А .

Д

Управление осуществляют следующим образом. В момент времени t когда шлак близок к выбросному состоянию и

5 с А,/А> с8, фурму достаточно опустить на 25Х от Н,рр, чтобы снизить 50 череэмерную окисленность шлака и предотвратить выбросы. Опускание фурмы в этом случае менее чем на 25Х от

Н р не нормализует шлакообразование, а опускание фурмы более чем на 25Х от Нш приводит к свертыванию шлака и увеличению потерь металла с выносами. сигналов находится в пределах 2

cAА,>

П р и м е ч. а н и е. Сух. — шлак, продувка; Нор

Выбр ° вЂ” шлак, выбросы.

Пределы изменения отношения А,/А соответствуют определенному состоянию пщака и являются результатом обобщения визуальных наблюдений за ходом продувки конвертера на 270 плавках.

2000 Гц, отношение ЛА>

Данные исследований состояния шпака и величины отношения A,/À приведены в таблице.

В интервале времени t -t состоя3 4 ние шлака близко к сильным выбросам и опускание фурыы на 25Х от Н в момент времени 1 „ не изменило состояние шлака, а отношение А,/А возросло до 10 > А,/А > 8. Поэтому в момент времени t4, чтобы предотвратить сильные выбросы, фурму опускают на

50Х от Н,р> и присаживают в конвертер известь в количестве 10-15 от расчетного на плавку. Общее количество извести на плавку колеблется в пределах 60-80 кг/т стали, а для загущения шлака используют. одну-две порции в ко. личестве 6-10 кг/т стали, что составляет 10-15Х от общего на всю плавку.

Для 400-тонных конвертеров при переделе обычного мартеновского чугуна требуется 21-28 т извести, а в моменты сильного вспенивания шлака в конвертер присаживают 2,0-2,5 т извести. Для конвертера этой емкости рабочее положение фурмы Н, = 1,2—

1,8 м и при выбросах шлака допускается ее снижение до 0,5-0,7 м, что составляет 25Х-50Х от Нт . Снижение фурмы более.чем на 50Х от Н и приводит к прогару головки фурмы или резкому свертыванию шлака из-за снижения скорости окисления углерода.

S 1276

В момент времени наблюдается тенденция к свертыванию шлака, что соответствует снижению отношения А,./A

C до пределов 1 A /À 2. Для этого момента нремени выявлено, что необходимо поднять фурму на 50 .от Н и тем самым стабилизировать шлакообразование. Поцъем фурмы менее чем на

50% от Н,р не приводит к нормализации шлакообразования, а подъем фур10 мы более чем на 50 . от Н р приводит к переокислению шлака и его выбросам, В момент времени t не удалось устранить свертывание шлака, отношение !

А1/А снизилось до пределов 0,5 (+ А,/А r 1. Установлено, что н момент нремени t необходимо поднять фурму на 80% от Н и присадить в конвертер плавиковый шлат в количест20 ве 25-30% от расчетного ня плавку.

Для 400-тонного конвертера обший рас:— ход планикового шпата составляет 23 кг/т стали и вводится несколькими порциями в зависимости от состояния шлака. Вес одной порции колеблется в пределах 0,5-1,0 кг/т стали, что составляет 25-30% от общего расхода на плавку. Подъем фурми в момент времени t более чем на 80% от Hq)p при30 водит к сильному нспениванию шлака и выбросам, а подъем фурмы менее чем на 80 . от Н с одновременным aao„:.:è плавикового шпата не стабилизирует шлакообразование.

При нормальном процессе шлякообразования отношение А,/А < лежит в пределах 2 с А А>

45 снижения расхода кислорода определяют по времени продувки конвертера.

Для 400%-тонного конвертера 1 равно

6,0 мин продувки.

Опытные плавки показали, что снижение расхода кислорода необходимо производить не по времени продувки, а по соотношению СО/СО н отходящих газах. В таблице приведены данные газового анализа, отношение СО, СО„ и

/: 55 состояние шлака в коннертере. Условиями эксперимента выявлено, что при

СО/СО > 2,5 необходимо граизнест.;

671 снижение расхода кислорода ня 15-25 от начального программного значения

Я, я при СО/СО 2,5 расход кислорода необходимо восстановить, чтобы эффективнее использовать кислород ня окисление углерода при его концентрации ниже критической. Если снижение и восстановление расхода кислорода производить соответственно при CO/CÎ с2,5 и СО/СО 2,5, то не удается стабилизировать процесс обезуглероживания металла, а это приводит к нарушению процесса регулирования окисленности шлака и воэможности возникновения выбросов шлака из конвертера. Моменты времени и t0 соответствуют снижению и восстановлению расхода кислорода в процессе продувки металла.

Скорректированные по соотношению

А,/А значения положения фурмы

H „,z > 4 определялись по результатам опытных планок, визуальных наблюдений за ходом процесса шлакообразования, активных экспериментон и сравнения расчетных значений.

Пример. На 400-тонных конвертерах проведено 170 опытных планок среднеуглеродистой стали. На опыт. ных плавках производили измерение содержания СО и СО н отходящих газах в пределах 0-100%, расхода кислорода до 1200 м /мин, положения фурмы относительно уровня расплава от 0,1 до

4,0 м массу сыпучих материалов н интервале 0,3-28 т, виброакустического сигнала датчиком типа Д28 и устройством типа УК-7229 в диапазонах 1-5Г и 250-350 Гц. Средняя продолжительность плавки составила 16 мин. Расчетные средние количества на плавку извести и плавикового шпата составили

24 т и l т соответственно. Начальный расход кислорода 1200 м /мин, рабочее положение фурми Н >р = 1,6-1,8 м.

Схема работает следующим образом.

С началом продувки пульт l управления конвертером включает в работу измеритель 2 положения фурмы, измеритель 3 расхода кислорода, гаэоанализа;ор -, блок 5 контроля и расчета сыпучих материалов и блок 6 измерения виброакустического сигнала. Сигнал с блока 6 поступает в блок 7, н котором выделяются дна сигнала на инфраэнуконои и зн1. конон частотах, которые блоке 8 преобpPIÇQY TcH B отношение сигналов,. С вьхода блока а и)27667) нал поступает в блок 9, в котором происходит сопоставление сигнала из измерителя 2 положения фурмы с сигналом из блока 8, в результате чего происходит выработка управляющего воздействия на регулятор 10 положения фурмы. Из измерителя 3 расхода кислорода и газоанализатора 4 сигналы поступают на входы блока 11, в котором происходит определение отношения СО/СО в отходящих газах и сравнение его с заданными константами.

В зависимости от результатов сравнения и текущего значения расхода кислорода в блоке 11 вырабатывается команда на регулятор 12 снижения и восстановления начального программного значения расхода кислорода. Сигналы из блоков 9 и 5 контроля и расчета сыпучих материалов поступают в блок

13 разрешения ввода в конвертер порции сыпучих материалов.

На любой из опытных плавок возможны случаи свертывания и выбросов шлаV ка. Рассмотрим управление положением фурмй, расходом кислорода и присадками сыпучих материалов на примере совмещенного графика плавки (фиг. )).

После вспенивания шлака, когда фурма находится в рабочем положении

Н 1,6 м, в блоках 8 и 11 происходйт отслеживание величин отношений

А,/А и СО/C0 . В моменты времени

= 4 мин и .-„ = 6 мин состояние шлака близко к выбросам, поэтому при 5 « А,/А « 8 по команде блока 9, регулятор 10 опускает фурму íà 0 4 м, т,е. ),б м х 25 = 0,4 м и Н р

1,2 м. Однако в момент времени t снижением фурмы не удалось предотвратить выбросное состояние шлака, отношение вибросигналов достигло пределов 8 «А,/А «10, поэтому по команде блока 13 в конвертер вводят известь в количестве 2,4 z(24 т х х )ОХ), а регулятор 10 опускает фурму до 0,8 м, т.е. Н, = ),6 м—

1,6 м х 50 = 0,8 м. В момент времени t в блоке 11 зафиксировано отношение СО/CO 2,5, поэтому регулятор

12 производит снижение расхода кислорода с 1200 до 1000 м /мин т.е.

1200 мэ/мин - )200 м /мин х 16Х = м

1000 . В момент времени t = мин

= 9 мин и t = 11 мин состояние шлака близко к свертыванию, отношение вибросигналов достигло пределов

4О х5

1. Способ управления конвертерно6 плавкой, включающий измерение во времени продувки положения фурмы относительно уровня расплава, расхода кислорода, массы загустителя и разжижителя шлака и их расчет на всю плавку, измерение виброакустического сигнала звуковой частоты и управление положением фурмы по величине этого сигнала при положении фурмы в рабочем положении, равном 11-14 приведенным калибрам, а также снижении на 15-25Х начального программного значения расхода кислорода в зависимости от содержания СО в отходящих газах, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода год ного за счет снижения потерь металла с выносами и выбросами, дополнительно определяют содержание CO в

-тходящих газах, измеряют виброакустический сигнал на инфразвуковых ча) « A /А с 2, поэтому в момент времени tg регулятор 10 поднимает фурму на С,8 м, т ° е. H+q = 1,6 + ) 6 м х х 50Х = 2,4 м, Однако в момент t <

5 подъемом фурмы не удалось предотвратить тенденцию шлака к сворачиванию, отношение вибросигналов достигло

0 5 « А,/А « 1, поэтому по команде с блока 9 регулятор 10 поднимает фурму до Н = h> + H х 80Х

1,6 м + 1,6 м х 80 = 2,9 м. В момент времени t< Н = 1,6 и + 1,6 м х х 50 = 2,4 м, а йо команде блока 13 в конвертер вводят 0,3 т плавикового шпата (1,0 т х 30 = 0,3 т). После этого процесс шлакообразования нормализовался, величина отношения вибросигналов достигла пределов 2 «

«А,!A « 5 и положение фурмы до конца продувки поддерживалось на уровне

Н = 1,6 м. В момент 18 = 12 мин в блоке 1) зафиксировано отношение

СО/СО « 2,5 и регулятор 12 восстановил начальное программное значение расхода кислорода 1200 м /мин.

На опытных плавках наблюдался стабильный,процесс шлакообразования, значительных выбросов и pbIHQcoB металла не наблюдалось.

Ожидаемый экономический эффект достигается за счет сокращения удельного расхода чугуна на 0,05Х и увеличения стойкости футеровки конвертера.

Формула изобретения

9 l2 стотах с помощью датчика, установленного в водоохлаждаемом тракте фурмы, определяют отношение сигналов инфразвуковых и звуковых частот, изменяют положение фурмы в рабочем попожении так, что при 5 < А /А " 8 фурму опускают на 257 от Н, при 8 < А,/А (<10 фурму опускают на 50% от Н и вводят в конвертер загуститель шлака в количестве 10-157 от расчетного на плавку, при 1 < А,/А 2 фурму поднимают на 50Х от H, при 0 5 А /A < 1 фурму поднимают на 80Х от Н и вводят в конвертер разжижи" тель шлака в количестве 25-ЗОЖ от расчетного на плавку, а расход кислорода изменяют в зависимости от соотношения содержаний СО и СО,„, в отхо10

76671 дящих газах, причем при СО/СО > 2,5 расход кислорода снижают, а при

СО/C0> 2,5 расход кислорода восстанавливают до начального программного значения, где А< — величина виброакустического сигнала на инфразвуковой частоте; А — величина виброакустического сигнала на звуковой частоте;

Н вЂ” рабочее положение фурмы; CO—

lO содержание окиси угперода в отходящих газах; СΠ— содержание двуокиси углерода в отходящих. газах.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а—

15 .ю шийся тем, что в качестве загустителя шлака используют известь, а в качестве разжнжителя — плавиковый шпат.

1276671

fy ty tg

4 44

Составитель А. Абросимов

Редактор М. Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор Л, Пилипенко

Заказ 6638/21

Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4