Способ контроля температуры металла в конвертере

 

Изобретение относится к черной (металлургии, конкретнее к контролю и управлению выплавкой стали в конвертере . Цель изобретения - повышение надежности контроля температуры металла и снижение простоев. При выплавке стали в конвертере используют измерительную йорму со встроенной термопарой в ее измерительном наконечнике , регистрацию температуры в ходе плавки, расчеты общего количества кислорода на плавку и скорости обезуглероживания расплава, а также подачу кислорода с номинальным расходом . После израсходования- 80-90% общего количества кислорода на плавку и достижения скорости обезуглероживания металлав этот период, равной 0,1-0,3 кг/м3, производят снижение расхода кислорода на 60-70% от номинального значения, определяют границу шлак - металл и устанавливают измерительную фурму ниже этой границы на 0,5-0,9 м. 2 табл.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН иш (!и

SU щ)g С 21 С 5/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ GCCP (21) 4495122/02 (22) 21. 10. 88 (46) 23.09.91. Бюл. - 35 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина (72) Г.С.Новожилов, П.А.Максимов, А.С.Таничев, А.П.Щеголев, Ю.А.Романов, С.В.Беляев и В.И.Баулин (53) 669.183 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1458394, кл. С 21 С 5/30, .13.07.87. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ mТАПЛА В КОНВЕРТЕРЕ (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к контролю и управлению выплавкой стали в конвертере. Цель изобретения — повышение надежности контроля температуры меИзобретение относится к черной металлургии, конкретнее к контролю и управлению выплавкой стали в конвертере.

Цель изобретения — повышение надежности контроля температуры и снижение простоев.

Ранее проведенные плавки показали, что при израсходовании 80-90% общего количества кислорода на плавку металлолом практически весь расплавляется .и в этом случае режим нагрева металла стабилен, а температура лежит в допустимых заданных пределах, а именно

1600-1685 С.

При израсходовании кислорода менее 80%. общего количества кислорода талла и снижение простоев. При выплавке стали в конвертере используют измерительную форму со встроенной термопарой в ее измерительном наконечнике, регистрацию температуры в ходе плавки, расчеты общего количества кислорода на плавку и скорости обезуглероживания расплава, а также подачу кислорода с номинальным расходом. После израсходования 80-90% общего количества кислорода на планку и достижения скорости обезуглероживания металла. в этот период, равной

0,1-0,3 кг/мз, производят снижение расхода кислорода на 60-70% от номинального значения, определяют границу шлак — металл и устанавливают измерительную фурму ниже этой границы на 0,5-0,9 м - -B5> ° на плавку не достигается полного расплавления металлолома, что приводит к недостоверности результата при замере температуры. При израсходовании более 90% общего количества кислорода на плавку увеличивается вероятность перегрева металла над заданной температурой.

Экспериментальным путем установлено, что наибольшее совпадение фактической и заданной температур металла достигается при V = 0,1-0,3 кг/м .

Кроме того, на опытных плавках установлено, что измерительный наконеч-ник фурмы должен быть погружен в металл на 0 5-0,9 м относительно границы шлак — металл. Это гарантирует из1678847 мерительную фурму от замеливания и ее прогара и в целом повышает надежность измерения температуры металла.

Проведенные опытные плавки,. на которых уровень границы шлак — металл фиксировался с помощью индукционного датчика, установленного в измерительном наконечнике фурмы, показали, что в заключительном этапе плавки, если скорость обеэуглероживания имеет значение выше 0,3 кг/м, то металл в этом случае сильно вспенен пузырями

СО и поэтому граница шлак — металл сильно размыта от 1,0 до 2, м. Это затрудняет установку измерительной фурмы на необходимом уровне и ее выставляют по жесткой реперной точке, при этом замеры температуры металла отличаются от повалочных на 25 С. д

При V< = 0,1 кг/м фиксируемые значения температуры значительно пре вышают заданные с перегревом 6Т =

15-30 С. Это объясняется более низким содержаниеМ углерода в металле, чем критическое, и в связи с этим интенсивным окислением железа и значительным выделением тепла, которое идет на нагревание металла. Кроме того, в этом случае значительно увеличивается окисленность шлака и метал30 ла,, что ведет к снижению качества металла и увеличению расхода ферросплавов.

При превышении глубины погружения

0,9 м относительно раздела шлак - ме- 35 талл в 857. случаев измерительная фурма заметалливается и требует очистки, а также отмечено увеличение ее прогаров на 50-707.. При погружении измери40 тельного наконечника в металла менее, чем на 0,3 и относительно раздела шлак — металл, в 607 случаев не удалось получить точный замер температуры из-за ошлакования.изМерительного

45 наконечника, замеры не соответствуют температуре на повалке, измеренной штангой. !

Для предотвращения эаметалливания измерительной фурмы,: снижения. тепловой нагрузки на нее и повышения надежности измерения перед вводом ее в расплав снижают номинальный расход кислорода на 65-807. Это обеспечивает успокоение ванны, снижение тепловой нагрузки от реакционной зоны, уменьшает выносы металла и улучшает эксплуатационные показатели измерительной фурмы. Снижение расхода более, чем на 807, ухудшает работу основной кислородной фурмы, приводит к ее перегреву и увеличивает вероятность ее прогара..Снижение расхода кислорода менее, чем на 657., не обеспечивает необходимого успокоения ванны и предельно допустимых условий ее эксплуатации, Пример. Плавку проводят в условиях конвертерного цеха в конвертере емкостью 400 т.

При израсходовании 907 общего ко".. личества кислорода (17100 м ) сигнал из блока расчета и контроля расхода кислорода подается на задатчик, где происходит сравнение фактического и заданного расходов. Одновременно с блока расчета скорости обезуглероживания V в задатчик поступает сигнал и если скорость обезуглероживания достигла величины 0,2 кг/м, то в задатчике вырабатывается сигнал, который передается в вычислительно-управляющее устройство. Последнее производит снижение номинального расхода кислорода на 707. (490 м ) и дает команду на старт измерительной фурме через исполнительный механизм. При проходе измерительным наконечником границы шлак — металл с индукционного датчика поступает сигнал в вычислительно-управляющее устройство, которое фиксирует измерительную фурму на уровне этой границы плюс 0,5 м.

После этого производится замер температуры металла встроенной в измерительный наконечник термопарой и возврат фурмы и в исходное положение.

В условиях конвертерного цеха проведено 11 опытных плавок, данные которых приведены в табл. 1, и 2000 плавок — данные в табл. 2.

На плавках были использованы следующие измерительные устройства: измерительная фурма со встроенной в ее измерительный наконечник термопарой типа ТПР-2062 класса точности 0,25 и индукционный датчик определения границы раздела шлак — металл. Измерительный наконечник имеет длину

1750 мм. Датчик положения измерительной фурмы типа сельсин датчик — приемник класса точности 1,0, регистрирующий прибор типа КСП4, интегратор расхода кислорода типа ДМ-358М, скорость обезуглероживания рассчитывает. ся по известной формуле:

1678847

22 4п

2 «к

Аа;

Сч Gic + Од Э GaT Э <ст

100 1000, м, где Сч, массы чугуна, лома и стали, 20 содержание i-r o эл еме нта, 7, число молей кислорода, необходимое на окисление

25 (определяется по стехиометрии) ", атомный вес Э1, кг/атом.

Ар, Т а с л и ц а

Показатели параметров для плавки

Параметр

5 6 7 8 9 10 11 (извет ракт оС т„,ос

6У С

1680 1650 1655 1695 1630 1590 1650 1665 1660 1675 1670

1650 1650 1650 1650 1650 1650 1660 1670 1660

1675 1650

25 20

30 0 5

45 -20 . -60

-10 -5 0

Чс, кгlм 0, Х

0,05 0,1 0,2

85 85 90

0,06 0,035 0,4

95 80 7003 01 015

90 80 80

0,03

Снижение расхода кислорода,Х

70 75 80 85 70 60

80 65 70 70

Уровень наконечника относи

0,3 0,5 0,4 0,6 0,3 0,1 тельно границн щлак — ме0,35 0,45 0,4 0,5 талл м

Vg = 0,00536 V01-(CO + CO )

Задатчик расхода кислорода и скорости обезуглероживания выполнен на стандартных логических элементах серии К553 а вычислительно-управляющее устройство выполнено на стандарт-! ных аналого-цифровых преобразователях

АЦП и интегральных схемах серии К580, 35

Анализ данных опытных плавок, на .которых температура металла измеряется предлагаемым способом, показал, что в 997 случаев, против 85Х по сравнению с известным способом, она совпадает с замером ее на повалке конвертера и, кроме того, увеличена стойкость измерительной фурмы на 708O7..

При использовании предлагаемого способа повышается производительность конвертеров на 2-57 эа счет сокращения плавок с передувом, повышения качества металла эа счет снижения его окисленности и снижения расхода ферросплавов на 1-3 кг на тонну стали.

I,Формула изобретения

Способ контроля температуры металла в конвертере, включающий подачу кислорода с номинальным расходом, измерение температуры по ходу продувки с помощью фурмы с измерительным датчиком, расчет общего количества кислорода на плавку и скорости обезуглерожнвания расплава„ о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности контроля температуры и снижения простоев, после израсходования 80-907 кислорода на плавку и

,достижения скорости обезуглерожпвания

О, 1 0„3 кг/м снижают интенсивность подачи кислорода на 65-807 от номинального значения. определяют границу шлак — металл и устанавливают измерителыьпЪ датчик фурмы. на 0,5-0,9 м

l ниже границы шл к — металл. !

1678847

Т аблица 2

Показатели

2000

Количество плавок, шт.

Химический состав чугуна, 7:

2000

Температура чугуна, С

Расход, т:

295

295

110

110

3,2

21,5

0,4 плавикового шпата

Температура стали, С

1648

377,0

377,6

Масса жидкой стали, т

Хмический состав стали на повалке. 7:

0,06

0,12

0,010

0,06

Углерод

Марганец

Фосфор

Сера

0,022

37,2

Цикл плавки, мин

Надежностные показатели работы измерительной фурмы:

Время простоя из-за заметалливания, ч

12 (О %06X) 200 (10%)

12 (0,053) 8 (0,47) Число отказов из-за прогаров, шт.

Время простоя из-за прогаров, ч

2 (О, 1X) 16 (0,8X) Число отказов измерительного наконечника, шт.

4 (2,0X) 31 (15, 5X) Составитель А.Борисов

Техред C,Nèãóíoâà

Корректор N.Ñàèáoðñêàÿ

Редактор Н.Яцола

Заказ 4681 Тираж Подписное

,ВЯИИПИ 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 101

Углерод

Кремний

Марганец

Фосфор

Сера чугуна лома ферросплавов извести

4,6

0,63

0,19

0,054

0,037

1434

3,0

21,3

0,3

1645

4,6

О, 64

0,19

0,055

0,037

1432

0,12

0,011

0,023

37,4