Способ контроля процесса шлакообразования в конвертере

Способ контроля процесса шлакообразования в конвертере

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к контролю процесса в конвертере, и предназначено для iмнтротя пропегса mчкопбразованпн в конвертере. Цочь - повышение ТОЧНОСТИ I mnojUfOCTH КОНТрОЧЯ. При реализации способа определяют промел утки времени реакций на температурное яо Mytucniv в агрегате электпосопро ивгення участка от огневой поверхности футеровки до точки установки датчик и температурь в этой же точке . Ртпопюние указанных промежутков вр ме п зависит от величины шлакового наслоения на BHVTpenHii n поверхность фугерочк. По изменению чтого отнотс- H;I.I тз сравнении с отношением, полученным при запивке чугуна в конвертер, судят о состоянии кочвертер ого ипака. 4 ил. иэ

СО(03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕО-(ИХ

РЕСПУБЛИК

„-, SL",; 1634722

А1 (э1) 5 С 2 ) С 5/30

;с с f с с.J

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4672365/02 (22) 03. 04 .89 (46) 15,03. 91. Бюл. Ф 10 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) В.С.Богущевский, А.H.Гончаров, Н. А. Сорокин и H. Ñ. Öåðk;ñ âøff(f Ifé (53) 669. 184. 244 (088. 8) (56) Гончаров A. H. и др. 1 ситро l!шлакообразования в кислородном конвертере. — Металлург, 197, Р 10, с.20-21. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ШЛАКООБРАЗОВАНИЯ В КОНВЕРТЕРЕ (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к контролю процесса в конвертере, и предназначено

Изобретение относится к .:орной металлургии, а именно к контролю процесса в конвертере, и может быть применено в других отраслях промьш3ленности, например в цветной металлургии.

Цель изобретения — повышение точности и надежности контроля.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 — зависимость суммарного содержания окислов железа в шлаке ((ГеО),пересчитанного на закись, от Be:III»IIны изменения отношения промежутков времени реакции электросопротцвлеция и температуры ((--- †-)„ -----,--), измеренных при заливке чугуна и по ходу продувки;, на фиг.3 — алгоритм работы функционального блока; ца фиг.4 — пример реализации способа. д,! ч f-о!! тро:3я Ilpn frец па 1»яако<3бр а 3 она ц31я в концеp 3ьсрс. Цель — по3 ышсцие то If!ости 3! IIапожцос тц кoiiтроля, При ре. .3.изации способа определяют промежутки времени реакций ца температурное 3 о Ir!y! Ieff!<. F» агрегате электросопро -ивлсцця участка от п!.Ife!3ой поверхцост3. футepnBI

kI;I т3 ср--вцсцгц с отношением, полученны ч при э;3ли33ке чугуна в коцвср гор, судят о состоянии конвертер ого шлака.

4 ил, Ж

Устрой< тво (фиг. 1), реализуэщее способ, содержит установленный 13 поrp çцичцом c:I-îс 1 футеровки 2 конвертера,.обращенном к ваьц3е 3, датчик 4

Ъ температуры (напрцмср, термопара ТХАГ, два электрода ксторого при помощи компенсационных прсФводов проложенных в огнеупорной засьчцкс 5, соединены с первым цэмеритель3н-г каналом функционального блока 6, а один 31э,электродов и электрцчсская земля — с егО вторь;м измерительным каналом. Кроме того, устройство содержит соединенные с функциональным блоком 6 блок 7 заливки чугуна, блок 8 ввода шлакообразующих и охлаждающих материалов, блок 9 изменения расхода кислорода, блок 10 изменения расстояния сопла фурмы до уровня спокойного металла, блок 11 слц;За ".òапи.

1634722

Сущность способа состоит н том, что измеряют температуру н точке по-, граничного слоя футеронки, электросопротивление на участке от огневой поверхности футеронки до той же точки, определяют скорость изменения электросопротинления и температуры, фиксируют их значения н момент нанесения возмущения и сравнивают последующие значения скорости изменения электросопротивления и температуры в точке пограничного слоя футеронки с фиксированными эпа 1ениям11, причем при достиженги1 з«ачсн11й разности скоростей нормируемых величин, определяемых при даче добавки в момент интенсивного обезуглеро111 1 аиия, фиксирун1т промежутки времсш1 реакцш1 электросопротинления и те11пературы н точке «огра- 20 пичного слоя футеронки на резкое те11нературное возмущение н агрегате, определяют отношение этих промежутко» вреt1ени, сравнивают с отношением, определенн11м пр11 залинке чугуна н 25

1лниертер и по изме, ению этих отношений определяют состояние шлака, причем увеличение отношения соответствует сгущению шлака и наоборот.

QL 1 сведе 111 1я к минимуму по г реши о с- 30 ти 11ри измерешш электросопротинления на участке oò огневой поверхности футеровки до точки установления датчика температуры, а также для упрощения осуществления предлагаемого способа пограничный слой 1 футероЬки необходимо ныно11ня1.ь из материала, обладающего удельным электросопротивлением, н диапазоне температур кон«ертерной плавки превосходящим не менее чем па два порядка электросопро40 тивлеиие шлака и значительно зависящим от температуры и обладающим козфд.ициентом температуропроводности— квазиодинаконым с коэффициентом температуропронодности шлака (таКим материалом является, например, нитрид алю1 пн1ия) .

В основу способа положен эффект шлакового наслоения на огневой поверхности футеровки коннертера в районе металлической наины, особенно ь

11ижпих горизонтах на отметке с, ннутренней поверх11ости дшпца, ра«ной

1/3 уровня спокойного металла. Неоптимлльны11 выбор дут1 евог0 Jf температурного режимон продувки, с одной сторо11ы, может привести к образованию густых, Ге Tc . ро Г е11ннх и!лаки«с высо кими где - запаэдывание изменения температуры (нремя реакции температуры), мин; х — пространственная координата в направлении, перпендикулярном к огневой поЛ верхности футеровки, м;

111 — период колебания, мин; а — эквивалентный коэффициент температуропроводности шлакового и пограничного слоя, м /с.

Характер изменения электросопроо тинления на участке от огневой поверхности футеровки до точки установки датчика (см.фиг.1) можно определить по формуле (х +d)7 (2) где R — измеренное электросопротивление контролируемого участка, Ом;

Г среднеинтегральное удельное электросопротивление контролируемого участка,Ом/м; х — толщина шлакового наслоения, м;

11 — расстояние от точки установки датчика до поверхнос. ти футеровки. значениями вязкости, содержания кремнезема и неусноенной извести, а с другой стороны — к образованию черезмерно жидких шлаков. В первом случае шлаки усложняют барботаж ванны и обильно наслаивают на футеровке, во втором - сильно размывают футеровку.

Любое резкое возмущение температуры ванны приближенно можно рассматри" вать как гармоническое колебание, а распределение температуры в пограничном слое футеровки, примыкающем к огневой поверхности, получается в виде волны, колеблющейся относительно непериодической составляющей температурного роля. При нестационарном процессе те плопронодности в пограничном слое футеронки конвертера запаздывание изменения температуры на глубине по сравнению с колебанием температуры на границе, вызванным резким возмущением — заливкой чугуна, вводом шлакообразующих и охлаждающих материалов, сливом стали, можно определить по формуле и

Ь1, = 0,5х л 10 (1) б0 11 а

1634722 6 ракте1п!зующую с! п состоя)пие . Ан:ьпи Ги

Здесь

Р-1

Я(е д

tI (3) ) (FeG) = б()2

Д . (р где Q(FeO) суммарное содержание окислов железа в шлаre, пересчитанное на закист, 7; с, (-------) л р ,Р п с „0, М

t( где ((t) — зависимость удельного

5 электросопротивления контролируемого участка от температуры, Ом/м;

t,tg — температура металла и

Ф футеровки в точке уста- 10 новки датчика температуо ры, С.

При прохождении температурной вол— ной, вызванной возмущением тсмпературы ванны конвертера шлакового слоя, 15 элек гросопротивление контролируемого участка практически не меняется, так как электросопротйвление шлакового наслоения практически равно нулю (шлаковый слой пронизан корольками ме-20 талла), С момента достижения температурной волной пограничного слоя футеровки начинается изменение электросопротивления контролируемого участка. Таким образом, промежуток времени реакции электросопротивления на резкое температурное возмущение в агрегате пропорционален толщине шлакового наслоения х, Промежуток вреремени реакции температуры в точке 30 установки датчика температуры на температурное возмущение (с учетом кваэиодинаковости коэффициентов температуропроводности шлака и пограничного слоя футеровки) пропорционален расстоянию x+d. Выразив величины этих промежутков времени по формуле (1) и взяв их отношение, получим л х

Х (4) 40

640 х + d де А, и д — соответственно промежутки времени ре" акции на резкое температурное возмуще- 45 ние в агрегате электросопротивления контролируемого участка и температуpbl в точке установ- 50 ки датчика температуры, мин.

Используя разность отношений, полученных при возмущении, вызванном заливкой чугуна, .и при возмущении, вызван55 ном каким-либо другим фактором, по зависимости, изображенной на фиг.2, можно определить величину суммарнnro содержания окислов железа в шлаке, хачес:;и эту зависимость можно представит1 в вице: отношение промежутков времени реакции электросопрогивления и тел пературь1 на температурнос возмущение в агрегате, вызванное, соответственно, заливкой чугуна и каким-либп другим фактором;

rоэффипиенты (для условий 130-тонных конвертеров Kо = 29,547;

К, =. -307,77; Р . — 0,252) .

СIIncоб Qcóòöåствх яется следующим сбразом.

В пограничный обращенный к ванне 3 слой футеровки 2 конвертера (см. фпг.1) на отметке от внутренней поверхнс сти днища, равной 1/3 уровня спокойного металла, т.е. где футеровка практически не подверг=ется изноcу, закладывают на расстоянии 510 мм от огневой поверхности датчик 4 температуры, сигнал от которого поступает на пер.ый измерительный канал функционального блока 6. С помощью его второго измерительного канала фактически измеряют электросопротивление пограничного слоя 1, Алгоритм работы функционального блока 6 (например, УВ1: на базе СМ-1810) предста,ллен па фиг.3. При запуске устройства функциональный блок 6 периодически производит опрос первого и второго измерительных каналов, определяя температуру t в месте установки датчика температуры и элсктросопротивле»ие R контролируемого участка. Скорость из,dR менения электросопротивления (-д-)

dt с1ь и температуры („-. -) определяют как д<, разность двух последовательных . значении этих параметров. При возникновении возмущений: при срабатыва1634722 н»и блока 7 заливки чугуна, например, фотореле, 1 кс»рующего момент резкого возмущен <я температур»ого режима в агрегате вследствие воздействия жидкого чугуна, блоков 8,9,10 соответствен5

»о ввода шл кообразующих и охлаждающих материалов, изме»ения расхода кислорода инн расстояния сопла фурмы до уров»я снохой»ого металла, например, контактов, включающих соответствующие

»слал»»тельные механизмы, блока 11 слива стали, »а»ример, фотореле, фиксирующего сЛ»в стали, производится фиксация эпаче»»Й скорости изменения электросо»рот»вле»ця и температуры ,dR dt (--)» (--) . Далее выч»сляют зна<1 че»ия скоростей изю нен»я электросо»ротивле»ия » тем»ературы после нане- 20 сен»я возмущен»я » сравнивают последующие их значения с зафиксирован»ыми значениями, 11ри достижении разносdR dR т» скоростей (-л ) = (- ;.) — 25 ,1л

dt dt

H Д (--) = (--) — — нормирус)n. dn„<1J,1

dp емых величин ДК» Д t фиксируют промежутки времени реакции электросоп- 30 рот»вления б ь, и температуры Д с 2

»а резкое температурное возмущение в агрегате, Иорм»руемые величины определяют предварительно при даче добавки в момент интенс»в»ого обеэуглерожива- 5

»»я, т.е. в моме»т, когда изменение скоростей изме»е»»я электросопрот»вле»»я и "eì»eðàòóðû за счет возму,е»»я является минимальным. Определяют отношение промежутка времени ре-40 акции электросопротивления на резкое температурное в змущение в агрегате к промежутку времени реакции температуры, сравнивают зто отношение с от»оше»ием, полученным пр» заливке «yry- 4, на в конвЕртер. О состоя»и» шлака судят по величине суммарного содержания окислов железа в ш»аке, выч»сле»ной по формуле (5).

Испытания макета усгройствя, реа50 лиэующего способ, показал», ч г «спользование способа Ko»тpoJlp. «рэцс сса шлакообразования в конвертере позволяет повысить точность и надежность контроля, так как устраняет неточности, связанные с тем, что измеритель температуры, более удаленный от огневой поверхности футеровки зачастую не реагирует на ввод регламентированного технологическим процессом количества присадки, а измерение промежутка времени реакции этого датчика представляет большие трудности иэ-за того, что медленно изменяющиеся параметры регистрировать с вы— сокой степенью точности практически невозможно.

Формул а изобретен»я

Способ контроля процесса шлакообразования в конвертере, включающий измерение температуры в точке пограничного слоя футеровки и промежутка времени реакции температуры в этой точ1 ке»а резкое температурное возмущен»е в агрегате, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, доло»»»тельно измеряют злектросопротивление на участке от огневой поверхности футеровки до точки измерения температуры, определяют скорость изменения электросопротивления, фиксируют ее значение в момент нанесения возмущения и сравнивают последующие значения скорости изменения электросопротивления с зафиксированным значен»ем, причем при достижении значе»»я разности скоростей иормируемой величины, определяемой пр» вводе добавки в момент интенсивного обеэуглерэживания, фиксируют промежуток времени реакции электросопротивления на резкое температурное возмущение в агрегате, определяют его отношение к промежутку времени реакции температуры в этой же точке, сравнивают его с отношением, определенным при заливке чугуна в конвертер, и по изменению этих отношений определяют состояние шпака, причем увеличению отношения соответствует сгущение шлака и наоборот

163 722

Фиг. I

-Oa -О,rO -O0S 0 2 и 2

1634722

)634722

Х,ы

Й, кОм

0,0275

0,0250

f50

t9SD

0,0225

0,0200 00

Q 5 О

f300 (0

0,65

1250

1200

4 8 2. 6 20 С мин

Составитель А.Абросимов

Техред И.Дидык Корректор М. Самборская

Редактор М.Недолуженко

Заказ 734 Тира к 393 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. У)кгород, ул. Гагарина, 101 1

) С

1550

Ь

Qt

0,70 (K, еО) е/ )