Способ регулировки высоты пенистого шлака при выплавке нержавеющей стали в электрической дуговой печи

Авторы патента:


Способ регулировки высоты пенистого шлака при выплавке нержавеющей стали в электрической дуговой печи
Способ регулировки высоты пенистого шлака при выплавке нержавеющей стали в электрической дуговой печи

 


Владельцы патента RU 2478122:

СМС СИМАГ АКЦИЕНГЕЗЕЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к металлургии. Технический результат - повышение качества регулирования. Согласно способу регулировки высоты пенистого шлака при выплавке нержавеющей стали в электрической дуговой печи непрерывно регистрируют высоту шлака как функцию времени путем термографического измерения температуры шлака. В зависимости от температуры шлака и его температурного градиента регулируют подачу пенообразующего материала. Причем при индикации температурного градиента с положительным знаком подачу пенообразующего материала производят с постоянной скоростью, а при индикации температурного градиента с отрицательным знаком или с нулевым значением подачу пенообразующего материала полностью прекращают или продолжают с уменьшением. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к способу регулировки высоты пенистого шлака при выплавке нержавеющей стали в электрической дуговой печи.

Преимущества хорошо вспенивающегося шлака в электродуговой печи широко известны, причем для подтверждения этого можно сослаться на WO 2007/087979 A1.

При эксплуатации электрических дуговых печей шихта, то есть, прежде всего, скрап, и сплавы посредством электрической дуги электрода расплавляются с одновременным образованием шлака. Шлак, наряду со своей первичной функцией, то есть функцией удаления нежелательных компонентов из расплава, выполняет при этом и защитную функцию, в случае если он переводится во вспененное состояние. В этом состоянии шлак закрывает пространство между острием электрода и поверхностью металла и в силу низкой теплопроводности защищает огнеупорную кладку печи от энергии излучения электрической дуги.

Вспененный шлак сильно снижает интенсивное излучение электрической дуги в отношении стенки электрической печи и улучшает тем самым подачу энергии в металлический расплав. Таким образом, существенно продлевается срок службы огнеупорного материала печи.

Для получения этих преимуществ пенистый шлак должен постоянно находиться в печи на определенной высоте.

Из ЕР 637634 A1 известен способ получения металлического расплава, при котором высота пенистого шлака определяется акустическим методом, а именно посредством регистрации характерного для вспенивания шлака диапазона частот. На основании сравнения измеренного уровня звука и контрольного уровня звука выявляются исходные данные для управления процессом подачи пенообразующего средства.

Также определение высоты пенистого шлака в электрической дуговой печи представлено в WO 2007/009924 A1. При этом в качестве техники измерения используется способ определения корпусного шума.

Задача изобретения состоит в создании улучшенного способа регулировки высоты пенистого шлака.

Решается эта задача в соответствии с изобретением посредством того, что непрерывно регистрируют высоту шлака в электрической дуговой печи как функцию времени путем термографического измерения температуры шлака и в зависимости от температуры и температурного градиента регулируют подачу пенообразующего материала

Изобретение относится, таким образом, к способу регулировки высоты пенистого шлака при выплавке нержавеющей стали в электрической дуговой печи при подаче пенообразующего материала на базе термографической системы. Регулировка подачи базируется на оптимальном образовании пенистого шлака, измеренного по его высоте. Высота шлака является причиной изменения температуры элемента с высокой теплопроводностью. Элемент с высокой теплопроводностью встроен в стенку электрической дуговой печи и имеет предельно высокую теплопроводность. Таким образом, появляется возможность измерения температурного градиента.

Высота шлака определяется, таким образом, на основании непрерывного измерения температуры посредством элемента с высокой теплопроводностью. Быстрое изменение его температуры ввиду различной высоты шлака на базе беспроводной передачи инфракрасного сигнала воспринимается на приемнике в контрольном положении. В соответствии с температурной характеристикой регулируется подача вспенивающего материала.

Изобретение поясняется далее со ссылкой на чертежи, на которых показано:

фиг.1 - общий принцип измерительной системы,

фиг.2 - принцип регулировки подачи вспенивающего материала.

На фиг.1 представлена электрическая дуговая печь 1, которая в данном случае не должна быть описана в отдельности. Инфракрасная камера 2 воспринимает испускаемые элементом 5 с высокой теплопроводностью, расположенным в зоне стенки печи, то есть высоты, которая располагается в зоне традиционного нахождения имеющейся или необходимой высоты пенистого шлака, инфракрасное излучение и передает измеренные значения в виде сигналов 3 управления на устройство 4 подачи пенообразующего материала, которое, со своей стороны, затем подает пенообразующий материал к электрической дуговой печи. Эта операция обозначена стрелкой 6.

Фиг.2 демонстрирует высоту шлака по оси времени.

Пенистый шлак ведет себя почти экспоненциально в соответствии с естественным строением, что можно видеть на фиг.2. Пенообразующий материал, как упоминалось выше, посредством устройства 4 подачи пенообразующего материала вводится в зону между шлаком и металлом и подвергается процессу растворения с параллельным уменьшением окиси железа.

Посредством измерительной системы высота шлака идентифицируется по изменению температуры на элементе с высокой теплопроводностью. Температура элемента с высокой теплопроводностью является функцией времени и высоты шлака, как показано в уравнениях 1 и 2.

Измерительная система подает:

- температурный сигнал в функции времени:

- температурный градиент в функции времени:

Элемент с высокой теплопроводностью встроен в стенку электрической дуговой печи и отличается предельно высокой теплопроводностью. Благодаря этому, может быть определен температурный градиент, см. уравнение 3.

Система регулирования выдает:

Тем самым могут быть определены:

- скорость подачи dm/dt (кг/мин) - уравнения 4 и 5:

- продолжительность подачи t (мин) - уравнения 6 и 7:

Так как термография является бесконтактным способом измерения, то могут быть отображены также объекты, удаленные на большие расстояния. ИК-сигналы камеры в виде радиосигналов принимаются на пульте управления и преобразовываются в сигналы управления согласно уравнениям 4-7.

Пока градиент представляется с положительным знаком, что означает тенденцию нарастания температуры, однако одновременно и незакрытое состояние электродов, подача пенообразующего материала производится с постоянной скоростью. В отличие от этого, в основу регулирования здесь может быть положена и другая, ориентированная на практический опыт, функция. Если температурный градиент равен нулю или является отрицательной величиной, подача пенообразующего материала полностью прекращается или продолжается с уменьшением.

1. Способ регулировки высоты пенистого шлака при выплавке нержавеющей стали в электрической дуговой печи, отличающийся тем, что непрерывно регистрируют высоту шлака в электрической дуговой печи как функцию времени путем термографического измерения температуры шлака и в зависимости от температуры шлака и его температурного градиента регулируют подачу пенообразующего материала, причем при индикации температурного градиента с положительным знаком подачу пенообразующего материала производят с постоянной скоростью, а при индикации температурного градиента с отрицательным знаком или с нулевым значением подачу пенообразующего материала полностью прекращают или продолжают с уменьшением.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру шлака измеряют с помощью вставленного в стенку электрической дуговой печи элемента с высокой теплопроводностью.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что испускаемое элементом с высокой теплопроводностью инфракрасное излучение определяют с помощью тепловизионной камеры и в виде сигнала управления передают далее на устройство подачи пенообразующего материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к дуговой электропечи и ее очищающему устройству. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения расплава стали с содержанием марганца до 30%, в котором дополнительно могут содержаться до 5% Si, до 1,5% С, до 22% Аl, до 25% Сr, до 30% Ni, а также до 5% Ti, V, Nb, Сu, Sn, Zr, Mo, W каждый, а также до 1% N и P каждый, остальное - железо и неизбежные сопутствующие выплавке элементы стали.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам выплавки стали в электропечах с погруженными в шлаковый расплав расходуемыми графитовыми электродами при непрерывной подаче металлизованных окатышей в шлаковый расплав одновременно с углеродсодержащим материалом, газом через осевое отверстие в электроде.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству круглого сортового проката. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу аустенитной высокопрочной коррозионно-стойкой стали и способу ее выплавки. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам получения автокузовной стали в дуговых сталеплавильных печах. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения вспененного шлака в электродуговых печах. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к литейному производству, и может быть использовано для получения литых высоколегированных сталей и жаропрочных сплавов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электросталеплавильному производству. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали в дуговых печах. .

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве стали в дуговых сталеплавильных печах

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве стали в дуговых сталеплавильных печах

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали с низким содержанием серы

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции дуговых электропечей

Изобретение относится к области металлургии, а конкретнее к области электрометаллургии стали

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в машиностроении для производства дешевого инструмента, в частности выглаживателей для деталей из цветных металлов

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам контроля окисленности шлака и металла при выплавке сплавов на основе железа в электродуговых печах переменного тока

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу загрузки металлизованных окатышей в дуговую печь

Изобретение относится к металлургии, а именно к устройствам загрузки шихты, например, металлизованных окатышей и других сыпучих материалов в плавильные агрегаты
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способу получения стали в дуговой сталеплавильной печи. Способ включает завалку металлошихты и шлакообразующих материалов, их нагрев и расплавление, проведение окислительного рафинирования путем продувки ванны кислородом со вспениванием шлака, выпуск части шлака из печи и стали из печи, при этом в период рафинирования при достижении температуры металла 1580-1610°С и при израсходовании 75-88% электроэнергии на плавку в ванну в два приема вводят высокомагнезиальный материал, содержащий более 80% MgO, в количестве 6,5-10,0 кг/т стали для получения магнезиального шлака с содержанием 5,1-10,0% MgO и формирования на футеровке износоустойчивого гарнисажа и оставляют упомянутый магнезиальный шлак в печи на следующую плавку. Использование изобретения позволяет увеличить стойкость футеровки печи на 50% и снизить расход электроэнергии на 25-45 кВт·ч/т стали.
Наверх