Способ определения момента слива металла из конвертера

 

Изобретение относится к черной металлургии , а именно к управлению конвертерным процессом, и предназначено для определения момента слива металла из конвертера .Цель-увеличение производительности. Для этого определяют содержание углерода и температуру металла при помощи зонда, рассчитывают управляющие воздействия на заключительный период пр одувки. По окончании продувки определяют температуру шлака и величину перегрева шлака по отношению к его температуре ликвидуса и в зависимости от величины перегрева выдерживают металл в конвертере на время, достаточное для осаждения корольков металла из шлака. 1 ил.

СОКЗЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 21 С 5/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4848464/02 . (22) 09.07.90 (46) 23,06.92. Бюл. М 23 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) В,С. Богущевский, Н,С. Церковницкий, Н.А. Сорокин и И.Л. Лигоцкий (53) 621.74(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 450834, кл. С 21 С 5/30, 1968. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА

СЛ ИВА М ЕТАЛЛА ИЗ КО Н В Е РТЕ PA (57) Изобретение относится к черной металлургии, а именно к управлению конвертерИзобретение относится к черной метал лургии, конкретнее к управлению кислородно-конвертерным процессом, Целью изобретения является повышение производительности конвертера.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит блок 1 определения содержания углерода и блок 2 определения температуры металла в процессе продувки, соединенные с блоком 3 расчета и формирования управляющих воздействий, к выходам которого подсоединены бло, ки 4 — 8 управления соответственно расходом дутья, расстоянием от торца фур. мы до уровня спокойного металла, расходом сыпучих материалов, приводом зонда для измерения содержания углерода и температуры ванны и приводом зонда для измерения температуры шлака и его температуры ликвидуса, а также блок И 9 и блок 10 измерения времени. Кроме того, к входам блока

„„ Ы„„1742338 А1 ным процессом, и предназначено для определения момента слива металла из конвертера. Цель — увеличение производительности. Для этого определяют содержание углерода и температуру металла при помощи зонда, рассчитывают управляющие воздействия на заключительный период продувки. По окончании продувки определяют температуру шлака и величину перегрева шлака по отношению к его температуре ликвидуса и в зависимости от величины перегрева выдерживают металл в конвертере на время, достаточное для осаждения корольков металла из шлака, 1 ил.

3 подсоединены задатчики 11 и 12 соответственно заданного содержания углерода и заданной температуры металла, а также блок 13 измерения содержания углерода и блок 14 измерения температуры ванны конвертера.

Кроме того, устройство содержит блок

15 измерения температуры шлака и блок 16 измерения температуры ликвидуса шлака, соединенные с блоком 17 вычислительных операций, выход которого соединен с блоком 18 сравнения. Второй вход блока 18 сравнения соединен с блоком 10 измерения времени, а выход — через блок И 9 со схемой

19 управления приводом конвертера.

В качестве блоков 1 и 3 могут быть использованы известные устройства определения соответственно содержания углерода и температуры металла в процессе продувки.

В качестве блоков 3 и. 17 может быть использован, например, вычислительный комплекс на.базе УВМ СМ-1810, а в качестве

1742338 блоков 4 — 8 и 19 — стандартные схемы управления исполнительными механизмами.

Блоки 13 и 14 представляют собой стандартный блок измерения температуры металла и содержания углерода по 5 температуре ликвидуса, используемый в измерительных зондах, а блоки 15 и 16 анало-. гичны блокам 13 и 14, но в этом случае отборное устройство зонда не имеет защитного колпачка для прохождения шлака. 10

В качестве задатчиков 11 и 12 могут быть использованы, например, задатчики типа РЗД системы АКЗСР, остальные блоки представляют собой стандартные средства вычислительной техники. 15

Сущность способа состоит в том, что в ходе продувки в кислородном конвертере отходящими из зоны взаимодействия газами в шлак выбрасывается металл различных объемных размеров — корольки. При оста- 20 новке продувки происходит оседание корольков, в результатЕ чего их содержание в шлаке со временем уменьшается. Содержание корольков в шлаке во времени после прекращения процесса продувки составля- 25 ет

k-=ko-X, (1) где К и К вЂ” соответственно текущее и начальное значение концентрации корольков всех фракций в шлаке, %; 30

g — скорость оседания корольков, %/мин; т- текущее время, мин.

Величины К и у являются функциями величины перегрева шлака по отношению к 35 температуре ликвидуса. увеличение перегрева шлака способствует формированию шлакометаллической эмульсии на заключительных стадиях продувки, повышая тем самым концентрацию корольков всех фракций 40 в шлаке. Кроме того, оно ускоряет и процесс оседания корольков, что увеличивает т . С достаточной для практики точностью совокупное уравнение может быть представлено в виде 45

k= a>+а Ьл — (aa+aeb,t)t, (2) (3) где а1 . аг, аз, сц — коэффициенты, равные а1= 9%, as= 0,137%/град, аз= 0,9%/мин, аФ0 . =0,0234 %/ãðàä мин;

h t- величина перегрева шлака по отношению к температуре ликвидуса, С.

Таким образом, из выражения (2) полное время оседания корольков металла t„ 55 мин, может быть найдено в виде а1 +а At

74 л+ 4+аг р+дэт (г) где сд и с4 — содержание углерода соответственно в ломе и чугуне, %;

G, Gp, Gp и G — масса на плавку соответственно лома, чугуна, руды и известняка, т; а1 — коэффициент, характеризующий содержание двуокиси углерода в известняке и степень разложения последнего, %; аг — коэффициент, характеризующий степень усвоения руды и содержание в ней кислорода; аз — коэффициент. характеризующий среднюю скорость угара компонентов садки, т/мин;

Vс — скорость обезуглероживания металла, %/мин, (6) сг= где Р1 и Рг — коэффициенты.

Температуру ванны в процессе продувки определяют известным способом, например, в соответствии с формулой: т )Ъ+) (P4 p+ ф5 ф+ Pg V)dr+j376 (<) где t — температура ванны, С; р — давление газов под куполом камина, Па; тф — температура факела на срезе горловина — кессон, С;

Ч вЂ” интенсивность подачи кислорода, нм /мин;

Лтк —. температурный перепад воды, охлаждающей кессон, DC:

Если время выдержки металла в конвертере меньше времени полного оседания корольков, то часть металла теряется со шлаком.

В процессе продувки определяют содержание углерода известным способом, например, в соответствии с формулой: с =ah с1+ авсг, (4) где с — содержание углерода в ванне жидкого металла, %; с1 и сг — содержание углерода, определяемое по материальному балансу и, соответственно, по скорости обезуглероживания, %; а;, ав — степени учета содержания углерода, определяемого соответственно по материальному балансу и скорости обезуглероживания.

Здесь

1742338

15

50G с прис 0,1

f(c) с< (с„,сз); фз, P4, Ps, Ps, Я, — коэффициенты.

При достижении значения содержания углерода, превышающего заданное.значение на 0,3, производят измерение содержания углерода и температуры ванны при помощи зонда. Затем определяют объем кислорода, который необходимо подать в ванну для достижения заданного содержания углерода:

Vg> = f(c ) — 1(сз) — 0,5Л Чц(н), (8) где f(c,), т(сз) — функции при соответствующих аргументах, равные . (3,4 + 16 с)6с при с > 0,1, (9) c„, сз — содержание углерода в металле соответственно в момент измерения при помощи зонда и заданное, ;

AVg(i-<) — погрешность в определении объема кислорода при нормальных услови.ях на предыдущей плавке, м:

G - садка конвертера, т, и температура металла после продувки этого объема кислорода а, С:

t> - t* + 0,0005Vg> с4 — 0,5 . Ьtg-q), (10) где t * — температура металла в момент ее измерения при помощи зонда, С;

At(i-11 — погрешность в определении конечной температуры на предыдущей плавке, С.

При необходимости охлаждения плавки производят расчет охлаждающих материалов:

5,85 (тз — ь ) Чя

01

-0,5д Gu (! — 1) (11) AHi = -0,066 Лба(, (12) гдеA G ыгкорректирующая масса известняка на охлаждение плавки, т; тз — заданная температура металла, С; д G u (i — 1 ) — погрешность определения корректирующей массы известняка на охлаждение предыдущей плавки, т;

Л Hi — изменение расстояния от торца фурми до уровня спокойного металла при окончании продувки, эквивалентное по охлаждающему воздействию корректирующей добавке известняка, м, При достижении заданных значений содержания углерода и температуры ванны

20 25

55 производят окончание продувки, измеряют температуру шлака и его температуру ликвидуса, находят величину перегрева шлака по отношению к температуре ликвидуса, onределяют продолжительность времени осаждения корольков металла из шлака и по истечении этого времени после окончания продувки производят слив металла из конвертера.

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе продувки в блоках .1 и 2 определяют содержание углерода и температуру ванны конвертера. При достижении содержания углерода значения, превышающего задакное на 0,3, производят измерение содержания углерода и температуры ванны с помощью зонда. При этом от блока

3 подается команда на блок 7 управления приводом зонда, информация о значениях содержания углерода и температуры ванны поступает в блок 3 соответственно из блоков 13 и 14. В блоке 3 расСчитываются управляющие воздействия на окончательный период продувки, которые подаются на блоки 4 — 6 управления соответственно расходом дутья, расстоянием от торца фурмы до уровня спокойного металла, расходом сыпучих материалов. После реализации управляющих воздействий блок 3 выдает сигнал об окончании продувки, поступающий на один из входов блока И 9, на вход блока 10 измерения времени (запускается таймер) и на блок 8 управления приводом зонда для измерения температуры шлака и его температуры ликвидуса. Сигналы с блоков 15 и 16 измерения температуры шлака и температуры ликвидуса поступают в блок 17 вычислительных операций, в котором определяют продолжительность времени осаждения корольков металла из шлака по формуле (3). В блоке 18 сравнения это время сравнивается с текущим временем, задаваемым блоком

10 измерения времени, и при их равенстве с выхода блока 18 на второй вход блока lfl 9 также поступает отличный от нулевого сигнал. При поступлении двух сигналов на входы блока И 9 с его выхода на вход схемы 19 управления приводом конвертера поступает команда о сливе металла из конвертера.

Пример . В 130-тонном конвертере необходимо выплавить металл для производства стали марки 35 ГС с заданным содержанием углерода 0,28% и заданной температурой 1570 С. Определяют содержание углерода, при котором необходимо произвести измерение параметров ванны при помощи зонда 0,58 . Определяют содержание углерода по ходу продувки по формулам (4) — (6) и при достижении значе1742338 ния, равного 0,58%, производят измерение параметров ванны; с„= 0,60%; t = 1590 С.

Определяют объем кислорода, который необходимо подать в ванну, для достижения заданного содержания углерода по формулам (8) и (9): Vgi = 796 нм (Чв(и) = 20 нм").

Производят расчет охлаждающих материалов по формуле (11); конвертера на 0,3%, соответственно уменьшается расход металлошихты на 1 т стали за счет повышения выхода годного.

- Формула изобретения

5 Способ определения момента слива металла из конвертера, включающий определение содержания углерода и температуры металла в процессе продувки, расчет и формирование управляющих воздействий для

10 получения в момент достижения заданного содержания углерода заданной температуры ванны и прекращение продувки в момент достижения содержания углерода заданного значения, отличающийся тем, что, 15 с целью увеличения производительности конвертера, дополнительно измеряют температуру шлака, находят величину перегрева шлака по отношению к его температуре ликвидуса, определяют продолжительность

20 времени осаждения корольков металла из шлака и слив металла из конвертера производят по истечении этого времени с момента прекращения продувки.

hQgl - 4,81 т; д Gu(l-1) = 2 т.

Производят реализацию управляющих воздействий, после чего прекращают продувку и при помощи зонда измеряют температуру шлака 1570 С и температуру ликвидуса шлака 1550 С. Определяют время выдержки металла в конвертере по формуле (3):

t„= 8,6 мин.

По истечении 8,6 мин производят слив металла из конвертера.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность

Составитель Н,Церковницкий

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор И.Дербак

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

Заказ 2262 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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