Устройство для контроля газо-шлако-металлической эмульсии в кислородном конвертере

Устройство для контроля газо-шлако-металлической эмульсии в кислородном конвертере

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских ф (11) 513083

ОЛ еСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.03.75(21) 2111959/22-2 с присоединением заявки _#_ (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05.76Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описаиия07.05.76 (51) M. Кл.

С 21 С 5/30

Гооудврственный номнтет

Соввтв Мннно1ров СССР оо делам нзобретеннй

N 0TKPblTNN (53) УДК

65.011.56:669. 184 (088.8) (72) Авторы изобретения А. Т, Кольцов, B. В. Яковлев, С. И. Филиппов, А, Г. Зубарев, Л, С. Нечаев, Е. H. Ивашина, В. П. Саванин и И. А. Талдыкин (71) Заявитель

Московский институт стали и сплавов и научно-производственное объединение "Тулачермет" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ГАЗО-LUflAKO-МЕTAJIËÈЧЕСКОЙ ЭМУЛЬСИИ

В КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТОРЕ

Изобретение относится к области черной металлургии,в частности к контролю кислородно-конверторного йроцесса, Известно, что при продувке металла кислородом сверху в кислородном конверторе обра- б зуетсямногофазнся смесь, состоящая из частиц металла, шлака и газовых пузырей. Для обозначения атой смеси общепринято название газо-шлако-металлическая эмульсия". Эмульгирование фаз имеет большое значение в про- lO цессах, происходящих в кислородном конвер торе и в других продувочных агрегатах, так как в период максимального обеэуглероживания в эмульгированное состояние переходит значительная часть металла и шлака. ев

Образующаяся эмульсия вовлекается в дутьевой поток, что существенно изменяет его динамические и окислительные свойства, По этим причинам для контроля кислородного

-сталеплавильного процесса и управления 2 им необходимы знание и учет характеристик образующейся газо-шлако-металлической эмульсии.

Известно устройство для определения состава и соотношения конденсированных фаз + эмульсии, содержащее металлический стаканпробницу, опускаемый в конвертор на тросе или на цепи, Основным недостатком такого устройства является невозможность одновременного отбора всех компонентов эмульсии в связи с тем, что оно предназначено для отбора конденсированных фаэ эмульсии (частиц металла и шлака), но не приспособлено для отбо ра и анализа газовой фазы. Устройства же, предназначенные для отбора конверторных газов нв айалиэ,ие могут быть введены в ту часть конвертора, которая заполнена эмульсией в связи с тем, что это приводит к их немедленному забиванию. Те газоотборные устройства, в которых предусмотрена защита от забивания выносами и конденсированными частицами эмульсии, не имеют узла сбора частиц и разделения их на пробы, соответствующие пробам газа. Это не позволяет установить основные соотношения между газовой, шлаковой и металлической фазами, характеризующими эмульсию в кислородном конверторе.

Целью изобретения является увеличение числа одновременно контролируемых компоиея513083

3 тав эмульсии, разделение поступающих конденсированных части . на пробй соответствуI ющие пробам rasa, повышение точности, надежности, регулярности ы частоты пробоотбора.

Для достижения этой цели предлагаемое устройство снабжено в нижней части вадоох лЪжд емай камерой, соединенной с гаэоотводящим трактам, которая имеет сменный керамический пробозаборник в виде сужающегося сопла, жестко закрепленный на входе и камеру и керамический разъемный стакан для сбора конденсированных частиц, устанаЬленный иа дне камеры, а в верхней части канала снабжен дозатором сыпучего разделителя, периодически подаваемого по газаотводяшему тракту в раэьемный керамический стакан.

Предлагаемое устройство изображено на фиг, 1,2. ЗФ

Иадоохлаждаемый Г-образный зонд имеет концентрические трубы 1-3. В нижней части занда выполнена вертикальная водоохлаждаемая камера, которая образуется короткими трубами 4-6. Для подвода и отвода охлаж» дающей воды имеются патрубки 7 и 8 соответственно, а для отвода газа на анализ предусмотрен патрубок 9. С этим патрубкам посредст-, вом шланга 10 через фильтр 11 соединены автоматичвсиие газоаналиэаторы 12-14 на СО ®

СО, О я батарея бюреток 15. Каждая бюретка снабжена электромагнитным эажимов4

16, состоящим иэ электромагнитной катушки, сердечника и нажимной пружины, Батарея бюреток соединена с самопишущим расхо-® домерам 17, к системе подключен побудитель расхода (эжектор) 18. В верхней части камеры укрепленг> заборное сопла 19,: вцполненное иэ магиезитового кирпича (или иного огнеупора) в виде воронки. На дне камеры установлен сборник конденсированных частиц 20, изготовленный из магнезитавого кирпича (или иного огнеупара) и состоящий из двух половин (полуцилиндрав).

В верхней части зонда укреплен дозатор 21, состоящий из рамы, бункера с сыпучим разделителем (Например, мелкой свинцовой дробью, радиер частиц 1-2 мм/, гибкого саединительнрго цданга, электромагнитной ка7ушки с@рдечниха и нажимнай пружины.

Внутренний обьам бункера изолирован от атмосферы крышкой н съемной мембраной, Напряженые g эЛехтрамагнитным катушкам падается, по пррвадам 22, вьидючатели собраны, на., общей, панели Р3. Устройство установлено в. каретке 24, перемещаемой в вер- тикальнам направлении посредством лебедки. Йля перемещения камеры в горизонтальной плоскости возможен поворот устройства в каретке вокруг своей оси.

Устройство работает следующим о(раасом.

Перед продувкой каретка с зондом находится в крайнем верхнем положении (выве, дейй яэ конвертора). Катушки электраммчиитных зажимов отключены, все бюретки закрыты (на каждой бюретке нажимная пру

Ф" жина, тремясь разжаться, давит на сердеч ннк, который пережимаетодновремениооба шланга - на входном и выходном,штуцерах ,бюретки). Сердечник дозатора под действием

<нажимной пружины перекрывает доступ сыпучему разделителю по соединительному шлангу во внутреннюю трубу.

Опуская каретку вводят устройство (зонд) в полость конвертора, совмещая к нец зонда с точкой исследования. Расход отсасываемо го газа должен быть таким, чтобы обеспе чить наибыстрое продвижение газовой части пробы по трассе к гаэоанализатбрам и бюреткам, но не слишком большим, чтобы объема сборника хватило на весь период отбора проб. Затем открывают первую бюретку, по дав напряжение на электромагнитную катушку ее зажима.

С момента подачи кислорода через фурму газовая фаза будет содержать взвешенные частицы извести и плавильной пыли, а затем и жидкофазные частицы (капли) металла и шлаI ка. Образующаяся многофазная смесь засасывается через заборное сопла в разделительную камеру. «ак показали эксперименты, на сопла разогретое конверторными газами при просасывании их до начала продув ки, частицы эмульсии не намораживаются, сопла ие забивается. Змульсия, двигаясь|

I вдоль сужающегося сопла, ускоряется. Образуется расходящийся газовый поток, теряющий свою скорость по мере раскрытия и узкая струя, состоящая из конденсированных частиц. При этом конденсированные частицы.

:имеющие значительно большу а скорость и плотность по сравнению с газовым потоком и в результате этого обладающие большей инерцией, пролетают до дна сборника, оседат и.;затвердевают, эа счет интднсив ого еплоотвода через дна, а газовая часть

1 струи частиЧно сносится встречным отходящим потоком, а частично ударяется о дно сборника и поворачивает назад, Отходящий гаэ выводится через заэармежду соплом и сбсрникам в газовый тракт устройства, Таким образам осуществляется непрерывная сепарация эмульсии на газовую и конденсированную саставля ошие.

Лля фиксации пробы эмульсии закрывают первую бюретку, выключая электромагнитную катушку из зажима. Затем открывают для заполнения следующую бюретку. После ,этого на короткий момент включают напряI жение H& электромагнитную катушку даэа513083

6 йовременном. звхрытии бюретки обеспечиваI ет непрерывный и регулярный пробоотбор.

6 тора. При етом сердечник, втягиваясь в хашку освобождает проход в гибком шланге для сйпучего разделителя. Тяжелая свинцо» ая дробь быстро минует газовый тракт, и, оступив в сборник, соед «ет слой, отделяюй отобранные коиденсированны» частицы от последующих поступлений, Явам .отбор арроб эмульсии,возобновляется.

Во время прохг ждения газа через бюретху наблюдают за показаниями автоматических i !Э взоанвлизвторов и получают частичную ии» формацию об эмульсии, не дожидаясь окон1чаиия плавки, 1Ь

По окончании отбора проб устройство вы

° ° одят иэ конвертора, выключают эжектор и-( екрашвюг подачу воды на охлаждение устройства, Из разделительной камеры извлекают сопло и сборник. Половинки оборванка разъединяют (или его разбивают) и осторожно извлеЮ кают содоржимое. Содержимое сборника де-. лят нв пробы в соответствия с имеюшимися прослойками иэ свинцовой дроби. Пробы нэ мельчаюг в ступке, а после этого одверN гают магнитной сепарации, Если после се пврвции в шлаке останутся ненэмельченные рвсцлкхценные частицы (сзинец), их удаля ,ют. Шлаковую и металлическую части щк:бы взвешивают и производят ях химический анализ.

39

Зная объем газа в пробах и его состав, вес металл«и шлака в пробах и их состав, 1 устанавливают содержание этих фаз и их со сгввляюаих в эмульсяи, Таким образом (находят химические, вес.овые и объемные ,соотношения между металлом, газом и шлаком. По этим соотношениям судят о реакционных свойствах эмульсия, а по изменению so времени контролируемых показателей об изменении этих свойств в течение плавки.

Преимушествами предлож нного устрой ства является то, что благодаря сяяхрояи« эации открытия бюретки я подачи сыпучего разделителя с учетом времени поступления гвэа и разделителя удав гся одновременно отбирать коиде сирдваииые к тазовую фазы, соответствующие друг Мффгу1 так как для .отбора проб эмульсяи иет иеобходямости передвягать ус гройство в полости агрегатв " (выводить из конвертора), го с большой г степенью точности можно считать, что взятые пробы, отобраны иэ oasoN, заданной, точки; особам конструкция пробоотборного узла устраняет опаснос гь забивания зонда, а принудительное засасывание эмульсии обеспечивает успешное ее поступление, интенсивное охлаждение предохраняет y L» ство от воздействия высоких температур; дистанционная фиксация проб эмульсии с помошью подачи сыпучего разделителя при одПрименение описанного устройства позволяет контроляровать хэд образования во вре меня и по объему агрегата метагло-шлако) àýoâoII эмульсия, образуюшейся при продув» е ванны кислородом сверху, такой контроль еобиодям для совершенствования физико-хя мических моделей кислородноконверториого процесса, применяемых в системах,управленяя плавкой.

При опытно промышленном испытания устройства было выявлено, в частностк, что быстрое растворение извести при высоком положении фурмы в начале лавкя нельзя отнооить только эа счет раннего об1раэования железистого шлака. При высоком пэложении фурмы значительно усиливается

,процесс вовлечения пылевидиой извести в струю, увеличивается время ее нахождения в дутьевсМ цотоке,который хврактеризуеъся высоким кислородным потенциалом, вы

I сокой степенью турболентностМ «и повышен»

° ° ной, по сравнению с ванной, температурой. г приводит к развитию процесса ошлвко ания цылевидной фракции извести в струе, олучеиные данные вносят сушественные изменения в принятые представления о ехаиизме рвствореняя яэвести и о процеь

« е шлвкообраэоваиия и должны учитывать я при осушествлении регулирования окно» тельных процессов в кислородном конверторе. . Устройство может быть использовано так же при испытании современных конверторnpoaeccos (O P mIlBOP) и др.

Формула изобретения

Устройство для контроля газо-шлвко-мввлличесяой эмульсии в кислородном конерторе, содержащее концентрически рвспо женные трубы, образу)аяие гаэоотводяий тракт и водоохлвждаемую рубашку, о ч.

«л и ч в ю m е е с я тем, что, с целью велячения одновременно контролируемых омпоиеитов эмульсии, повышения падеж ,ностя и точности пробоотборв, устройство в нижней части снабжено водоохлаждаемой мерой, соединенной с газоотводяшим тракм, которая имеет сменный керамический робозабориик, жестко звкрецленный на оде в камеру, и керамический разъемный вквн, уствнов,генный иа дие камеры, в в ,верхней части гвзоотводяшего тракта установлен дозатор сыпучего разделителя, цеиодически подаваемого по гвзоотводяшему ранту в разъемный керамическяй стакан амеры.

513083

Составитель В. Кохов

Редактор Е. Братчикова Техред И . Ковач Корректор С, Болдижар

Заказ 326/П Тираж 653 Подписное

UHHHflH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретениЯ и открытиЯ

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101