Способ контроля скорости обезуглероживания металла в сталеплавильном агрегате

 

СПОСОБ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ МЕТАЛЛА В СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ по авт. св. № 342915, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьапения точности контроля, дополнительно измеряют уровень расплава и по его значениям определяют изменение количества про-, дуктов окисления углерода, находящих-ся в расплаве, а скорость обезуглероживания определяют по формуле bV,p V,V,(CO.CO.),.,,Vg.,,, где Vg - скорость окисления углерода; СО СО концентрация окиси углерода в отходящих газах; концентрация углекислого 2 газа в откодящих газах; В N концентрация азота в воздуг хе; N концентрацияазота в дутье; N| - концентрацияазота в отхоJ дящих газах; An - концентрацияаргона в воздухе; Аг концентрация аргона в дутье;А .2концентрация аргона в отходящих газах; Ч расход дутья; лт промежуток времени, за который определяется количество выгоревшего углерода; &Vrp - изменение объема продуктов окисления углерода находящихся в расплаве, за промеСО жуток времени; l(,)kj- коэффициенты пропорциональо 9) 9 ности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОР4ВП(ОФ

РЕСПУБЛИК

691 61) (1) С 21 С 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н АВтОРснОмз(сзизВтВистВм

БИЛ; где

СО со

М

g2

2 в

Ат

Ае

% „г

Ч

Дс

Д"рГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 342915 (21) 3668989/22-02 (22) 06.12.83 (46) 23.12.84..Бюл. В 47 (72) В.Л. Жидков, Н.А. Кудрин, В.И. Соколов, Г.А. Васильев и В.М. Тихонов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда и техники безопасности черной металлургии .(53) 60 ° 011.5.669. 184(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 342915, кл. С 21 С 5/30, 1970. (54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ

ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ МЕТАЛЛА В СТАЛЕПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ по авт.св.

У 342915, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, дополнительно измеряют уровень расплава и по его значениям определяют изменение количества продуктов окисления углерода, находящих-. ся в расплаве, а скорость обезуглероживания определяют по формуле

Н2- й; Аг ДЧ,Р

% в Ъ

Ч k1(COvCOa) VC 2 с 1 h„SNCNe „a скорость окисления углерода; концентрация окиси углерода в отходящих газах; концентрация углекислого газа в отходящих газах; концентрация азота в воздухе; концентрация азота в дутье; концентрация азота в отходящих газах; концентрация аргона в воздухе; концентрация аргона в дутье; концентрация аргона в отходящих газах; расход дутья;. промежуток времени, за который определяется количест во выгоревшего углерода; изменение объема продуктов окисления углерода; находящихся в расплаве, за промежуток времени; козффициенты пропорциональности

1 11306

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству стали с применением кислорода.

По основному авт. св. - 342315 известен способ (1) контроля скорости обезуглероживания металла в сталеплавильном агрегате, включающий измерение концентрации окиси и двуокиси углерода в отходящих газах и определение количества отходящих ra- 10 зов по текущему значению расхода дутья. и концентрации азота и аргона в нем и в отходящих газах.

Скорость окисления углерода определяется из соотношения 15

Д К -Н Ьс

8 % 8 lh где Ч вЂ” скорость окисления углерос

20 да;

С0 — концентрация окиси углерода в отходящих газах;

C0Z — концентрация .углекислого газа в отходящих газах, Ч вЂ” концентрация азота в воздухе;

" — концентрация азота в дутье;

N — концентрация азота в отходящих газах; — концентрация аргона в воз30 духе; — концентрация аргона в дутье; ь — концентрация аргона в отхо7 дящих газах; — расход дутья; 35 — коэффициент пропорциональности.

Недостатком известного способа является то, что при определении скорости обезуглероживания не учитыва- 40 ется изменение количества продуктов окисления углерода, находящихся в расплаве.

Увеличение объема расплава происходит за счет накопления в нем продук-, тов окисления углерода. Следовательно, при определении скорости обезуглероживания по количеству углерода, удаляемого в виде газообразных соединений, без учета увеличения объема расплава за счет накопления продуктов окисления углерода в нем, неизбеж но занижается получаемая скорость обезуглероживания,по сравнению с истинной. При уменьшении объема 55 расплава происходит дополнительное выделение в газообразную фазу продуктов окисления углерода, образовавP скорость окисления углерода; концентрация окиси углерода в отходящих газах; концентрация углекислого газа в отходящих газах; концентрация азота -в возду-. хе; концентрация азота в дутье; концентрация азота в отходящих газах; концентрация аргона в воздухе; концентрация аргона в дутье; концентрация аргона в отходящих газах; расход дутья; промежуток времени, за который определяется количество выгоревшего углерода; изменение объема продуктов окисления углерода, находящихся в расплаве, за промежуток времени; коэффициенты пропорциональности. где

СО—

Ar

Аг г д7

Д гр

13 2 шихся ранее. Поэтому неизбежно завышение скорости .обезуглероживания.

Изменение объема находящихся в расплаве продуктов окисления углерода, приведенного к нормальным условиям (н.у.), в отдельные периоды плавки достигает десяти и более процентов от среднего за период продувки расхода отходящих из конвертора газов, также приведенного к н.у. Такую же величину составляет разность между истинной скоростью обезуглероживания металла и скоростью, определяемой по известному способу, от средней скорости выгорания углерода за период продувки.

Цель изобретения — повышение точности контроля, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля скорости обезуглероживания металла в сталеплавильном агрегате дополнительно измеряют уровень расплава и по его значениям определяют изменение количества продуктов окисления углерода, находящихся в расплаве, а скорость обезуглероживания определяют по формуле

3 .11306

Предполагаемый способ осуществля- ется следующим образом.

В процессе продувки металла, например в конверторе, непрерывно измеряют уровень расплава. Объем продуктов окисления углерода, находящихся в расплаве, определяется из соотно шения

V д, (11 с),1 Н-с) + Е Н-с, (3) э Р 10 где Vqp — объем газом с расплаве;

Н вЂ” высота уровня расплава;

0,Ь,с d,8 — коэффициенты, значения которых определяются геометрическими размерами !5 рабочего пространства сталеплавильного агрегата, уровнем расплава.

Коэффициент пропорциональности k< рассчитивается из условий: температу- 20 ра газов в расплаве принимается раво ной 1500 С; среднее давление газа в пузырьках СО и СО, находящихся в расплаве, определяется из соотношения 25 н М

1 = апз ((л г (4) где 1д„ вЂ” атмосферное давление;

Hp/2 — средняя глубина выделения

СО в ванне, равная половине

30 начальной глубины ванны (1), см;

6 — поверхностное натяжение металла, дин/см;

У» плотность жидкости 35 — ускорение свободного падения;

Р— средний радиус пузырьков, равный 1 см

Содержание углерода в одном куби- 40 ческом метре СО и СО2 при н,у. равняется 0,536 кг.

При указанных условиях k опреде2 ляется из соотношения

k = 0,089P, - 2 (5) 45

Текущее значение расхода дутья, концентрацию азота и аргона в нем и в отходящих газах, концентрацию окиси и двуокиси углерода в отходя- 50 щих газах определяют известным способом.

Таким образом, введением дополнительного члена в уравнение (1) устраняется различие между истинной 55 скоростью окисления углерода и скоростью окисления по известному способу.

13 4

На чертеже изображен конвертор, разделенный на три участка, влияющие на коэффициент пропорциональности

О высоты к объему, продольный разрез.

Пример. Скорость обезуглероживания определяется по выражению (2)..

Концентрация окиси и двуокиси углерода в отходящих газах, расход дутья и концентрации азота и аргона в нем и в отходящих газах определяют известным способом.

Второе слагаемое уравнения (2) определяется следующим образом: рабочее пространство конвертора объемом 135 м и садкой 160 т выше уров- ня спокойного расплава можно разделить на три участка (фиг. 1): два цилиндрических и один конический.

По мере подъема расплава за счет накопления в нем продуктов окисления углерода на первом цилиндрическом участке (1, 14 м. с Н а 3, 389 м) объем газов в расплаве определяется из соотношения

V = 23,146 (Н вЂ” 1,14) м, на втором цилиндрическом участке (3,389 м (Н (5,039 м) V„= 38,342 + 25,415(H — 3,389) м, на третьем, коническом (5,039 м (H с (7,000 м)

V„= 80,277 + 25,415(H — 5,039)

4,619(Н вЂ” 5,039) + 0,279 х

<(H — 5,039) мз .

Коэффициент пропорциональности при начальной глубине ванны 1,14м равняется 0,124.

На одной из плавок средняя скорость выгорания углерода за период продувки составляет 214,320 кг/мин или 0,1527/мин.

Значения скорости обезуглероживания по известному и по предлагаемому способам, а также отклонение их значений, определяемых в различные периоды плавки и характеризуемых вторым слагаемым в уравнении (2), приведены в таблице.

Использование предлагаемого способа позволяет стабилизировать режим продувки ванны (уменьшить количество недодувов и передувов), а следовательно, увеличить производительность агрегатов, уменьшить угар железа и ферросплавов, повысить качество металла, стойкость футеровки агрегатов, уменьшить количество пе11306 t 3 реокисленных плавок и, таким обра зом, уменьшить вероятность выбросов расплава из агрегатов и ковшей и повысить выход годного металла.

Интервал времени

aV<>

Лг д7

Х С/мин .

Скорость обезуглероживания 7 С/мин по способу известному

0,08

0,10

0,10

2-3

0,11

0,14

0,11

3-4

4-5

0,12

0,12

О, 15

0,13

-0,01

6-7

0,12

0,13

0,13

7-8

8-9

0,13

0,13

0,13

0,13 -0, 01

0,15.О,14

0,13

0,14

-0,01

+0,01

0,16

16-.1 7

0,15

+0,01

18-19

20-21

22-23

0,18

0,17

0,15

0,17

-О, 02.

-0,01

0,17

0,16

+0,01

23-24

0,16 а,17

25-26

0,16

0,16

0,16

26-27

28-29

0,17

0,16

0,14

29-30

0,16

0 15

0,14

31-32

32-33

34-35

О, 16

0,16

0,19

0,16

0,15

35-36

° 0,16

0,17

10-11

11-12

13-14

14-15

15-16

0,14

0,11

0,14

0,12

0,12

+0,02

-0,01

+0,03

+0,00

+0,02

+О, 01

-0,03

+0,01

-0,01

-0,01

+0,00

+0,01

-0,02

+0,01

-0,02

+0,03

-0,01

+0,02,8

Продолжение таблицы

1130613 rp

Интервал времени! Т предлагаемому

Ж С/мин известному

0,16

-0,01, +0,00

0,15

0,16

0,16

-0,03

0,15

0,12

0,15

+0,01

+0,01

0,16

0,16

0,15

Заказ 9583/23 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

36-37

37-38

39-40

40-41

41-42 корость обезуглероживания,X С/мин,по способу

Составитель А. Абросимов

«%

Редактор Н, Яцола Техред А.Кикемезей Корректор E Сирохман ь

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4