Способ управления положением фурмы в ковше

 

Изобретение относится к черной металлургии Целью изобретения является сокращение времени продувки и расхода аргона0 Область применения - обработка стали в ковше нейтральными газамио Существо изобретения заключается в том, что при изменении положения фурмы контролируют вибрацию ковша на частоте 100-400 Гц, а оптимальные глубину погружения и радиус расположения фурмы определяют по максимальной интенсивности виб - рации на указанной частоте„ 1 табл, 2 ило S3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.{51) С 21 С 7/372

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ I .ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4665472/02 (22) 25.01.89 (46) 15.01.91. Бкг . т =- 2 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) B.È. Баптизманский А.Г. Величко, Ю.Г. Кориновский и И.А. Силицкий (53) 669. 18. 046. 5 (088. 8) (56) Кадуков В.Г., Коган А.Е., Фомин Н.А, и др. Гомогенизация стали в ковше при продувке арганом. — Черная металлургия, Известия ВУЗов, 1986, K 10, с. 46-50.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к обработке ст-.ли в ковше нейтральными газами.

Цеть изобретения — сокращение времени продувки и расхода аргона.

На;фиг. 1 и 2 приведены установленные на холадныхн моделях зависимости интенсивности вибрац ти ковша от положен.я фурмы.

При продувке стали в ковше нейтральным газом с помощью погружнай фурмы важными параметрами обработки являются глубина погружения и радиус расположения фурмы. При определеннык глубине погружения и радиусе расположения фурмы достигается максимальная интенсивность перемешивания ме.алла в ковше {.три постоянном расходе таза). Ари этом обеспечивается

„„SU „„1620491 А I

2 (54) СПОСОБ УПРАВЛКНИЯ ПОЛОЖВПИН1

ФУРИЫ В КОВШЕ (5 7) Из о брет ение а тна сит ся к черпай металлургтпт. Целью изобретения является сокращение времени продувки и расхода аргона. Область применения — обработка стали в ковше нейтральнымп газами. Существо изобретения заключается в там, чта при изменении положения фурмы контролируют вибрацию ковша на частоте 100-400 Гц, а оптимальные глубину погружения и радиус расположения фурмы определяют о максимальной интенсивности виб— рации на указанной частоте. 1 табл., 2 ил о минимальная длительность полного смешения стали в ковше с целью усреднения химического состава и температуры стали. Таким образом, при оптимальном положении фурмы в ковше дос-. тигаются повышение производительности установки для продувки нейтральным газом и минимальные расходы нейтрального газа.

Сущность способа заключается в следую.тем.

Экспериментальна установлена, что на частотах 100-400 Гц интенсивность вибрации ковша при погружении фурмы или при ее смецешпт относительно оси ковша к стенке изменяется и при определенных положениях фурмы интенсив" ность вибрации принимает.максималытые

f620491 значения., Установлено, что при. данном положении фурмы интенсивность перемешивания металла в ковше и скорость потоков максимальна, а продолжительность полного перемешивания минимапьна.

В экспериментах текущее значение интенсивности вибрации ковша Т сравt нивали со значением интенсивности виб-10 рации при расположении фурмы у поверхности металла в ковше I „„ (I ./I ).

Параллельно оценивали интенсивность и. перемешивания через показатель „, /It. л л

В отношении апов / "т- величина (.,>оь — 15 время полного смешения при расположении фурмы у поверхности металла в ковше, а ь, — время полного смешения при погружении ф, >мы.

Длительность полного смешения водяной ванны определяли с помоцью используемого в качестве источника переменного тока мостика Уитсона и двух платиновых электродов, установленных в двух местах ковша. В модель ковша с водой влили 5 смз насыщенного водного раствора хлористого калия и зарегистрировали с помощью прибора зависимость от времени электрической 30 проводимости состава ванны между электродами. При этом измеряли время в течение которого величина электрической проводимости стабилизируется и достигнет постоянного значения. Эта величина является параметром для оценки интенсивности перемешивания ванны, с помощью которой оценивали влияние положения фурмь в ковше. Из фиг. 1 видно, что кривая изменения 4р показателя интенсивности перемешивания полностью повторяет (симбатка) вид кривой измен ния интенсивности вибрации ковша. На участке 1 (фиг.1) при погружении фурмы показатель интенсивности перемешивания увеличивается. Одновременно растет интенсивность вибрации. На огределенной глубине оба параметра достигают максимальных значений. Далее на участке р

2 величина показателя интенсивности перемешивания уменьшается и соответственно уменьшается интенсивность вибрации. Снижение показателей интенсивности перемешивания и интенсивности вибрации ковша на участке 2 объясняется тем, что при черезмерном

"-аглублении погрушной фурмы газовая струя начинает взаимодействовать с днищем ковша и часть энергии струи расходуется на это взаимодействие, Тогда меньшая часть энергии струи расходуется на циркуляционное перемешивание. По мере приближения к днищу все меньшая часть энергии струи расходуется .на циркуляционное перемешивание и большая на взаимодействие с дницем и отсюда показатель интенсивности перемешнвания уменьшается и соответственно уменьшается интенсивность вибрации ковша.

Приведенная на фиг. 1 зависимость установлена для вибрации ковша на частоте 100-400 Гц. На частотах меньше 100 Гц и больше 400 Гц не наблюдали симбатного расположения кривых изменения показателей интенсивности перемешивапия и интенсивности вибрации ковша. Поэтому интенсивность вибрации ковша на частотах меньше

100 Гц и больше 400 Гц не может быть принята для оценки оптимального погружения фурмы в металл ковша.

На "холодной" модели проведены эксперименты для определения оптимального положения фурмы относительно оси ковша. При этом при различной глубине погружения фурмы изменяли положения фурмы относительно оси ковша. На фиг. 2 приведено изменение интенсивности вибрации ковша при погружении на глубину h равную 1/2 высоты жидкости в ковше Н по мере удаления от оси ковша к стенке. Текуцее значение величины вибрации I ñðàâíèâàëè со значением интенсивности вибрации при расположении фурмы по оси ковша Iо

Параллельно об интенсивности перемешивания судили по показателю со / т где а — время полного смешения при расположении фурмы по оси ковша, а л с — значение времени полного перемешивания при удалении фурмы от оси ковша. На фиг. 2 показан вид кривой изменения показателя интенсивности перемешивания (кривые симбатны). При удалении фурмы от оси ковша (фиг. 2, участок 3), увеличивается показатель л л

Сozb /ст- и соответственно увеличивается интенсивность вибрации. При некотором удалении фурмы от,оси интенсивность вибрации максимальна и величина пока1 зателя интенсивности перемешивания также максимальна. При дальнейшем удалении фурмы от оси (фиг. 2, участок 4). Газовая струя взаимодействует со стенкой ковша. Поэтому меньшая

1620491 часть энергии струи расходуется на перемешивание и показатель интенсивл л ности перемешивашт cocb / "r уменьшается. По мере приближения к стенке

5 и усиления взаимодействия газовой струи со стенкой оба показателя уменьшаются. Полученные данные доказывают, что величина максимальной интенсивности вибрации ковша может быть выб- 10 рана в качестве определяющей величины при оценке оптимального положения фурмы относительно оси ковша.

Экспериментальная проверка способа была проведена также при продувке стали в 1-тонном ковше. При изменении положения фурмы по глубине ковша и относительно оси ковша регистрирующие интенсивность вибрации приборы фиксировали максимальные значения ин- 70 тенсивности вибрации. Максимальному значению интенсивности вибрации соответствовала максимальная интенсивго смешения минимальна при смещении фурмы от оси на 0 6 при радиусе ковша (ковш 3). Этим значениям соответствуют максимальные значения интенсивности вибрации ковша. Для определения оптимального положения фурмы потребовалось восемь опытов.

В опыте 9 непрерывно изменяли положение фурмы и непрерывно фиксировали интенсивность вибрации. Максимальные значения интенсивности вибрации установлены при параметрах: h/Í =0,84 и

r = 0,68R. Для определения .оптчмального положения фурмы по предлагаемому снособу потребовался только один опыт вместо восьми по прототипу. Кроме того, оптимальное положение фурмы по:. предлагаемому способу определяется более точно. !

Таким образом, использование способа позволяет в 5-8 раз быстрее в сравнении с прототипом определить оптимальные глубину погружения и радиус расположения фурмы. Кроме того, повышается точность определения и появляется возможность автоматического управления положением погружной фурмы при продувке нейтральным газом.

Установка фурмы в оптимальном положении позволяет достигнуть полного ность перемешивания и минимальная длительность полного смешения. Указанные зависимости при продувке металла в ковше фиксировали только на частотах 100-400 Гц.

Таким образом, контролируя вибрацию ковша на частоте 100-400 Гц и изменяя положение фурмы при продувке нейтральным газом, по максимальной интенсивности вибрации можно определить оптимальную глубину погружения и радиус расположения фурмы, при которых интенсивность перемешивания максимальна.

Проверка реализации способа определения положения погружной фурмы в ковые проведена при продувке стали в 1-тонном ковше. Сталь выплавляли в конвертере, выпускали в ковш, отбирали пробуи подавали на стенд под продувку. Продувку осуществляли при при помощи погружной фурмы с расходом аргона 0,08 м /мин. в течение 6 мин..

Результаты опробования приведены в таблице.

Ковши 1-8 продували на стенде, дис- 50 кретно изменяя в каждом случае положение погружной фурмы. В опытах 1-5 фурму располагали по оси и изменяли глубину погружения. В опытах 6-8 при постоянной глубине 0,8 от высоты металла в ковше смещали фурму относительно оси ковша. Перед продувкой в ковшах 1-8 по прототипу осуществляли присадку меди. Медь служила индикатором и по ее распределению суднлит о полноте переиешнвания металла в ковше.

Пробы на содержание меди отбирали через каждые 30 с продувки„ О достижении полного смешения судили, если относительная доля индикатора в разных локальных объемах ковша различалась менее, чем на 57,.

Параллельно в опытах на ковшах

1-8 фиксировали с помощью вибродатчиков интенсивность вибрации на частоте 200 Гц.

В опыте 9 изменяли положение фурмы в объеме ковша непрерывно: сначала по глубине до достижения MBKcHMBJIbHoH интенсивности вибрации, затем нри данной глубине по радиусу ковша до достижения максимальной интенсивности вибрации. По предлагаемому способу определили оптимальные глубину и радиус расположения фурмы.

Опыты, проведенные по прототипу показали, что при дискретном изменении положения фурмы по глубине ковша длительность полного смешения минимальна при глубине погружения 0,8 от высоты металла в ковше 4, а при отклонении фурмы от оси ковша длительность полно1б20491

Способ

Длительность полного смешения, мин-с бина поужения мд, h/EI

Интенсивность вибасположение фурмы тносительрации шкалы вторичного прибора % о оси ковша

4-00/0,32*

3-30/0,28

1 0 5

2 0,6

Известный с. использованием в качестве инПо оси

68

73

0,3

0,5

0,6

О, 68.

Предлагаемый

9 0,84

93 смешения стали в ковше за меньшую длительность продувки, что обеспечивает сокращение расхода аргона на продувку на 0,016 м /т стали.

Формула изобретения

Способ управления положением фурмы в ковше, преимущественно при обработке металла газом, включающий изменение положения фурмы в вертикальной и

I дикатора меди 3 0,7

4 0,8

5 0,9 б 0,8

7 0,8

8 0,8

*В знаменателе расход, м /т. горизонтальной плоскостях в зависимости от изменения косвенного параметра, отличающийся тем, 5 что с целью сокращения времени продувки и расхода аргона, в качестве косвенного параметра используют вибрацию ковша на частотах 100-400 Гц, причем изменяют положение фурмы до достижения максимальной интенсивности вибрации.

3-30/0,28

2-30/092

3-00/0,24

2-30/0,2

2-30/0,2

2-00/0 16

1-50/0,144

1620491

Ф(Ь %

Ъ

l5

1 Ю

О

1

Q h

О

Ф/Х,7/5 2/5 1/Е д

Å

Положение аогружнац рурмы атнасил ельна оеи кабша, 8 доля от радцусо кобша

Фиг. Г

Составитель А. Абросимов

Редактор М. Недолуженко Техред Л.0лийнык Корректор M. Демчик .Заказ 4220 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!