Способ непрерывного определения содержания углерода в железоуглеродистом расплаве

 

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТОМ РАСПЛАВЕ, включающий продувку кислородом с измерением температуры в месте продувки и расчет содержания углерода, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определе .. - ления содержания углерод в расплаве, поочередно с продувкой кислородом осуществляют продувку нейтральным газом с измерением температуры в месте продувки при соотношении длительностей продувки кислородом и нейтральным газом

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (зла С 21 С 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3631 982/22-02 (22) 23.05.83 (46) 15.07.85. Бюл. № 26 (72) Б.Л. Левинтов, А.М. Кунаев, И.Г. Гринман, В.А. Яковлев, О.В. Геев, Г.И. Фугман, В.Ф. Воздвиженский и В.З. Занков (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт металлургии и обогащения

АН КазССР (53) 669.184.244(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 238565, кл. С 21 С 5/30, 1969.

Патент ФРГ № 2505065., кл. С 21 С 5/30, 1975.

Патент ФРГ № 1433443, кл. С 21 С 5/30, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 269176, кл. С 21 С 5/30, 1969.

"Известия высших учебных заведений. Черная металлургия", 1966, № с. 56-60.

ÄÄSUÄÄ1167206 А (54) (57) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТОМ РАСПЛАВЕ, включающий продувку кислородом с измерением температуры в месте продувки и расчет содержания углерода, отличающийся тем, что с целью повышения точности определеления содержания углеродЫ в расплаве,. поочередно с продувкой кислородом осуществляют продувку нейтральным газом с измерением температуры в месте продувки при соотношении длительностей продувки кислородом и нейтральным газом (1-1,5):1 и общей длительности цикла 30-40 с, -причем про- . дувку ведут ниже уровня расплава.

1167206

Изобретение относится к чернои металлургии, в частности к способам контроля технологических процессов, конкретнее конвертерного обеэуглероживания железоуглеродистых расплавов.

Цель изобретения — повышение точности определения содержания углерода в желеэоуглеродистом расплаве.

Так как продувку осуществляют ниже уровня расплава, исключается отрицательное влияние на точность измерений температуры реакционной зоны и температуры ванны окисной пленки и шлака, которые всплывают на поверхность ванны. 15

Соотношения длительностей продувки кислородом и нейтральным газом (1-1,5):1 и продолжительности цикла продувки 30-40 с выбраны на основании обработки экспериментальных данных и 2О обеспечивают высокую точность измерений, обусловленную стойкостью виэируемого канала против возможности образо. . вания настыли на выходном отверстии канала и его разъединения. 25

Нижний предел соотношений 1:1 и верхний предел продолжительности цикла 40 с соответствуют максимальной длительности продувки нейтральным газом и обусловлены возможностью образования настыли на выходном отверстии канала.

Верхний предел соотношения длительностей 1,5:1 и верхний предел продол жительности цикла 40 с соответствуют максимальному времени продувки кисло35 родом, которая ограничена воэможность разъедания .выходного отверстия канала.

Кроме того, нижний предел длитель.

4О ности цикла в 30 с определяет мини мальное время, необходимое для устойчивой регистрации измеряемых температур. Для обеспечения большей стабильности измерений расходы проду45 ваемых газов в течение всех циклов поддерживаются постоянными.

После обработки экспериментальных данных получили квадратичную функциональную зависимость дT = f (% С), которая выражается следующим матема50 тическим уравнением:

hT = a + b (X C) - d (7 С) де AT T<> - У

Т вЂ” температура реакцион- 55

Р ной зоны, измеренная при продувке кислородом;

Т

В температура ванны, иэФ меренная при продувке нейтральным газом; а, Ь, d — коэффициенты;

7. С вЂ” процентное содержание углерода в сплаве.

Нaï ð èHìMåeð, при продувке чугуна зависимость имеет вид: дТ = -62,2 (7 С) + 223,6 (7 С) +

+ 1049, при продувке феррохрома: дТ = — 12 7 (7С) + 508 (%С) +

+ 986,4.

Определение содержания углерода по предлагаемому способу осуществляли на укрупненно лабораторном конвертере на расплаве чугуна и феррохрома. Масса заливаемого металла составляла

45-50 кг. Обезуглероживание проводили путем продувки кислородом сверху.

Измерение температур производили автоматическим цветовым пирометром

ЦЭП-3 через визируемый канал 5 мм, расположенный в стенке футеровки конвертере на расстоянии 95 мм ниже уровня расплава. В течение всего времени нахождения жидкого металла в конвертере через виэируемый канал производили поочередную продувку азотом и кислородом. В момент отбора проб металла по ходу плавки регистрировали расчетное значение содержания углерода в расплаве. По фактическому содержанию углерода в расплаве, определенному химическим анализом из проб металла, и расчетным значениям производили расчет погрешностей измерений.

Оценку погрешностей измерений способа с прототипом производили путем сравнения их расчетных значений для одних и тех же концентраций углерода в чугуне. !

Пример 1, Осуществляли обеэуглероживание чугуна с исходным содержанием углерода 4,57.. Вес залитого металла 50 кг. Соотношение длительностей продувки кислородом и азотом

1:1. Продолжительность цикла 30 с. Расход продуваемых газов 25 л/мин.

Измеренное значение температуры в месте продувки кислородом Т

=- 2293 С. Измеренное значение температуры ванны в месте продувки азотом

Tg = 1370 С. Градиент температуры

AT = T)) — Т В = 2293 — 1370 = 923 С.

Расчетйое содержание углерода:

923 = -62,2 (% С) + 223,6 (% С) +

+ 1049 (% С) = 4,04.

1167206

° 100X = 23,3Х.

0 7

Составитель В. Этинген

Редактор Т. Колб Техред М.Пароцай Корректор И, Муска

Заказ 4389/27 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

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

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

Фактическое содержание углерода в момент измерения 3,97..

Погрешность в измерении по предлагаемому способу

П = 1007 = 3 7Х, 3,9

Перегрев реакционной зоны Т при концентрации углерода 7 С = 3,9 по прототипу составляет 900 С, что соответствует возможному фактическому содержаннк углерода в чугуне

7 С = 3,9 + +0,3.

Погрешность по прототипу

П = 1007. = 7,7Х.

0,3

3,9

Пример 2. Обезуглероживали;. чугун с исходным содержанием углерода 4,5Х. Вес залитого металла 50 кг.

Соотношение .длительности продувки кислородом и азотом 1,5: 1. Длительность цикла 40 с. Расход продуваемых газов 20 л/мин. Измеренное значение температуры в месте продувки кислородом Тр,> - 2615 Ñ. Измеренное значение температуры ванны в месте продувки азотом Ts = 1430 С. Градиент температуры ьТ = Т вЂ” Т = 26151430 = 1185 С.

Расчетное содержание углерода:

1185 = -62,2 (Х С) + 223,6 (7 С) +

+ 1049 (Х С) = 2,82.

Фактическое содержание углерода в чугуне в момент измерения 37.

Погрешность в измерении (3 — 2 82) 100Х о °

Перегрев реакционной зоны при концентрации углерода Х С = ЗХ по.прототипу составляет ьТ + = 1090 С, что соответствует возможному фактическому содержанию углерода в чугуне: Х С = 3 + 0,7.

Погрешность в измерении дпя концентрации углерода Х С = 3 по прототипу

Сравнение погрешностей измерения предлагаемым способом и прототипом показывает, что первый обладает более высокой точностью определения содержания углерода в чугуне, особенно на наиболее важном конечном этапе продувки, позволяет с более высокой точностью контролировать процесс обезуглероживания и обусловливает возмо;ность повышения технико-экономичеекнх показателей конвертерного производства.