Способ управления процессом выплавки стали в дуговой печи

 

Изобретение относится к выплавке стали в дуговых печах. Цель - снижение расхода электроэнергии и огнеупоров и повышение производительности печи. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют уровень облученности стен и свода в диапазоне длин волн Я - 4000-2000 А и при превышении этого уровня на 10% и более за время, усредненное за 0,005-0.015 плавки, подают порцию пенообразующей присадки массой 0,001-0,003 Мшанки, при этом дупл закрываются, что благотворно влияет на стойкость футеровки. Следующую порцию подают не ранее чем через 0,03-0,06 г™ и.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН<ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4811781/02 (22) 09.04.90 (46) 15.01.92. Бюл. Ф 2 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.

И.П.Бардина (72) В.В. Тиняков, В.А. Салаутин и О.А. Хохлов (53) 669.187.2(088.8) (56) Патент США ЬЬ 4528035, кл. 75/257, С 22 В 9/10, 1985. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к выплавке стали в дуговых печах.

Цель изобретения — снижение расхода электроэнергии и огнеупоров и повышение производительности печи.

Сущность изобретения состоит в том, что для повышения теплового КПД электрической дуги и снижения облученности футеровки печи дугу закрывают слоем пенистого шлака. который образуется при добавках порции пенообразующей присадки массой

0,001-0,003 М мавки, состоящей из оксида кальция и частиц углерода, Дуга является мощным генератором

УФ-излучения, но при закрытой дуге это излучение поглощается шлаком. При закрытой дуге остается сравнительно постоянным фоновое УФ-излучение, величина которого, измеренная датчиком, выбрана в качестве опорного сигнала. Если дуга открывается, то

„„59„„1705358 А1 (впз С 21 С 5/52, С 22 В 9/20 (57) Изобретение относится к выплавке стали в дуговых печах. Цель — снижение расхода электроэнергии и огнеупоров и повышение производительности печи. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют уровень облученности стен и свода в диапазоне длин волн А - 4000-2000 A и при превышении этого уровня на 107 и более за время, усредненное за 0,005-0.015 тплавк и, подают порцию пенообразующей присадки массой 0,001-0.003 Мллаки. при этом дуги закрываются, что благотворно влияет на стойкость футеровки. Следующую порцию подают не ранее чем через 0,03-0,06 tnaasx u. увеличение интенсивности УФ-излучения, измеренного в диапазоне длин волн

-2000-4000 А, фиксируется датчиком, усредняется эа период времени 0,005-0,015

<ппаахе для исключения ложного срабатывания и при превышении усредненного значения измеренной интенсивности на 10 ) и более дается команда на подачу порции пенообразующей смеси. При попадании этой смеси в шлак частицы углерода, сгорая, образуют газообразующую окись углерода. а неразошедшиеся частицы оксида кальция являются центром зарождения газовой фазы. Образующаяся при этом газошлаковая пена поднимает шлак и экранирует дугу.

После подачи порции исполнительный механизм блокируется на время 0,03-0,06 тплавк и, так как для того, чтобы смесь сработала, требуется время.

Выбранный диапазон измерения длил волн А обусловлен тем, что излучение с дли1705358

Можно величину порции пенообразующей смеси изменять прямо пропорционально величине разбаланса опорного и измеренного значения сигнала в пределах

0,001 0,003 Мплавки, так как интенсивность

УФ-излучения зависит от степени открытия дуги. Регулируя массу порции, можно при меньшем расходе пенообразующей смеси добиться соответствия высоты шлака и длины дуги, 45

Также возможно изменение массы порции обратно пропорционально скорости окисления углерода, так как при увеличении скорости окисления углерода для аналогичного эффекта требуется меньшая порция пенообразующей смеси. о нами волн более 4000 А характеризует не только светимость открытой дуги, но и светимость металла и шлака, а излучение с 1, меньшей 2000 А, поглощается атмосферой печи. 5

Значение периода усреднения измерения, равное 0,005-0,015 tnnae

0,015 т наблюдается инерционность системы, в результате чего дуга часть времени горит открыто, Уровень превышения опорного сигнала на 10% и более выбран исходя из того, что меньший уровень превышения приводит к ложным срабатываниям из-за флюктуаций излучения дуги и степени точности датчика, Пределы изменения порции пенообра- 20 зующей присадки объясняются тем, что при массе порции менее 0.001 Мп»вкпб высота вспененного шлака недостаточна для закрытия дуги, а при массе более 0,003 Мпвавки пенообразование очень интенсивно и 25 вызывает повышенный сход шлака, дуги открываются, yaåëè÷èâàåòñÿ расход электроэнергии и огнеупоров, а также снижается производительность.

Время блокировки исполнительного ме- 30 ханизма 0,03-0,06 7nnaees объясняется тем, что при времени блокировки менее 0,03 смесь может не успеть сработать и закрыть дуги, исполнительный механизм отдает новую порцию смеси. на которую расходуется .35 лишняя электроэнергия, что вызывает повышенный сход шлака и оголение дуг. При времени блокировки более 0,06 T: старая порция смеси не участвует в пенообразовании, а подача новой блокирована, часть вре- 40 мени дуга горит открыто.

Данные сведены в таблице, Пример 1. Технологию испытывали в

100-тонной дуговой печи типа ДСП-10046, снабженной трансформатором мощностью

75 МВТ, В качестве шихты использовали металлический лом, в качестве шлакообразующего — известь. Продувку металла кислородом начинали сразу же после включения дуги. После расплавления большей части шихты электрическая дуга оказывалась в поле зрения УФ-датчика. Датчик измерял уровень облученности стенки печи в диапазоне длин волн 2000-4000 A,ócðåäíÿÿ его за период 50 с. что составляет 0,01 гпаавки, затем этот сигнал сравнивался блоком сравнения с опорным сигналом, и при превышении опорного значения на 15% подавалась команда исполнительному механизму на подачу извести и кокса (пенообразующая смесь) маСсой 150 кг (0,0015 Мпаавки). ПРи ЭтОм ис полнительный механизм блокировался на 5 мин (0,06 t«» ). Через несколько минут шлак вспенивался и закрывал дуги, В результате этого увеличивался съем мощности, КПД дуги, увеличивая производительность на 10%; расход электроэнергии снизился на 15 кВт ч/т, износ огнеупоров на 1-2 мм/плавки.

Пример 2. Плавку вели в печи аналогично примеру 1, время усреднения сигнала от УФ-датчика 25 с (0,005 tnnae«), превышение сигнала над опорным значением, при котором подается порция пенообразующей присадки, равно 10%, масса порции присадки 100 кг (0,001 М плавки). время задержки исполнительного механизма 2,5 мин (0.03 плавки}

Пример 3, Плавку вели аналогично примерам 1 и 2, время усреднения от УФдатчика 75 с (0,015 тпаавкд), превышение сигнала над опорным значением, при котором дается пенообразующая присадка, равно

10%, масса пенообразующей присадки 300 кг (0,003 Мппавки), исполнительный механизм блокировался на 7,35 мин (0,045 плавки).

Пример 4. Процесс вели аналогично примерам 1 — 3, массу порции пенообразующей присадки плавно меняли в пределах

100-300 кг (0,001-0,003 Мпаавк ) прямо пропорционально величине разбаланса опорного и измерительного сигнала.

Пример 5. Процесс вели аналогично примерам 1 — 3, массу порции пенообразующей смеси плавно изменяли обратно пропорционально скорости окисления углерода в ванне.

-Крайние значения порции 100-300 кг.

1705358

Расход электроэнергии, кВт ч/м

Наблюдаемый результат

Износ огнеупоов, мм/плавка

КПД печи

Характеристика

Длина волны измеряемого излучения дуги Л, А.

1500-1900

610 †6

4,0-6,0

49-57

570-580

2,0-2,5

60-65

2000-4000

610-620

4,0-6,0

49-57

4200-6000

Время усреднения сигнала о - .

Тплавки0,002 пл.

580-600

3,0 — 3,5

50-58

Дуга периодически открывается

Дуга закрыта

Дуга закрыта

Дуга закрыта

Дуга периодически открывается

570-580

570-580

570-580

580 †6

2,0-2,5

2,0 — 2,5

2,0-2,5

3,0-3,5

60-65

60-65

60-65

50-58

0.005

0,010

0,015

0,02

Уровень разбаланса, включающий исполнительный механизм, 7;:

590 †6

3,0 — 3,5

55-60

Многочисленные ложные срабатывания

Нет ложных срабатываний

Нет ложных срабатываний

570-580

570-580

2,0 — 2,5

2,0 — 2,5

60-65

60-65

20

Преимуществом способа по сравнению с прототипом является большая стойкость футеровки и меньший расход электроэнергии за счет более точного дозирования пенообразующей смеси и лучшего экранирова ния электрических дуг.

Формула изобретения

1. Способ управления процессом выплавки стали в дуговой печи, включающий формирование шлака на поверхности ванны металла, подачу пенообразующей смеси для экранирования дуги и продувку металла кислородом,отли ч а ющийся тем, что, с целью повышения КПД печи, снижения расхода огнеупоров, измеряют интенсивность ультрафиолетового излучения на поверхности водоохлаждаемой панели свода или стены печи в диапазоне длин волн А = о

=2000-4000 А, усредняют измеренное значеИзлучение поглощается атмосферой печи, сигнал не обнаруживается

Сигнал зависит от степени погружения

Сигнал постоянной мощности ние за период времени, равный 0,005-0 015

Тчлавки сравнивают его с Опорнь<м ээдлн ным по технологии сигналом и при превышении уровня разбаланса более 10 7 .

5 подают порцию пенообразующей смеси массой 0,001-0,003 Мплав, а при сохранении разбаланса очередную порцию пенообразующей смеси подают через 0,03-0.6 выплавки.

10 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что массу порции пенообразующей смеси изменяют прямо пропорционально величине разбаланса в пределах 0,001-0.003

M плавки.

15 3.Способпоп.1,отличающийся тем, что массу порции пенообразующей смеси изменяют в обратной зависимости от скорости окисления углерода, 1705358

Продолжение таблицы

Масса порции, кг

Мплввкн

0,0005 Мплавкн

49-57

4,0-6,0

605-615

Малое пенообразование, дуга открыта

Хорошее пенообразование

То же

CHhbHOB lUIISKOобразование, дуга периодически открывается, перерасход энергии

0,001

2,0-2,5

570-580

0,002

0.003

0,005

60-65

60-65

52-60

2,0-2.5

2,0-2,5

3,0-3,5

570-580

570-580

590-610

Промежуток времени, через который подают очередную порцию, с:

0,01

Ложные срабатывания, лишние порции

Дуга закрыта

Дуга закрыта

Дуга закрыта

Инертность системы, дуга периодически открывается

55-60

580-600

3,0-3,5

0,03

0,05

0,06

0,08

60-65

60-65

60-65

55-60

2,0 — 2,5

2,0 — 2,5

2.0-2 5

3,0-3,5

570-580

570-580

570-580

580-600

Составитель А,Абросимов

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 171 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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