Способ регулирования кислородно- конверторного процесса

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНЙЯ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 0706.79 (23) 2775938/22-02 (51) М (Л с присоединением заявки N9

С 21 С 5/30

Государственный комитет

СССР ио дедам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300381. Бюллетень 89 12 (53) УДК 669. 184. . 244. 66 (088. 8) Дата опубликования описания 30.0381

10. Л. Гребенчук, Б.С. Богушевский, С. К. Соболев и A.A.Ñåíàòîpîâ

4.:

T I Q Л-!,, ,с (Ф /1 „

Киевский институт автоматики им. XXV съезда KTfLe- (72) Авторы изобретения

1.

\ (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГуЛИРОВАНИН КИСЛОРОДНОКОНВЕРТОРНОГО ПРОЦЕССА

Изобретение относится к черной .металлургии и может быть использовано для контроля и регулирования кислородно-конверторного процесса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ контроля и регулирования конверторного сталеплавильного процесса, являющийся реализацией балансово-статистических методов.

Этот способ основан на том, что по ходу продувки производится непрерывная регистрация выходных параметров процесса (излучение, прозрачность, температура, появление и исчезновение спектральных линий пламени конвертора, состав и расход конверторных газов) и расхода дутья, на основании которых, а также с учетом веса и состава чугуна и присадок и сведений о предыдущих плавках рассчитывают время плавки по каждому из параметров и останавливают продувку по средневзвешенному значению (.1).

Недостатком иэвестнОго способа, кроме низкой точности, свойственной всем балансово-статистическим мето дам является также трудность наблюдения линий и полос в спектре излучения отходящих по ходу продувки конверторных газов иэ-за сильного сплошного фона, приближающего излучение факела к излучению абсолютно черного тела.

Цель изобретения — повыаение точности контроля и производительности конвертора. Поставленная цель достигается тем, что в способе, основанном на контроле входных и выходных параметров, включая спектр излучения, по которым определяют длительность про 5 дувки, необходимую для получения заданного содержания углерода с использованием балансовых и балансово.— статистических методов, контролируют спектр излучения газов, выходящих

20 из горловины конвертора после прекращения продувки, и при получении спектра, характерного для содержаний углерода превыаающих заданное, производят додувку, длительность которой рассчитывают от минимального содержания углерода, соответствующего данному виду спектра.

С целью более точного контроля спектр излучения газов, выходящих

ЗО иэ горловины конвертора контролируют

817065 непосредственно после прекращения подачи кислорода в металл.

После прекращения продувки, как известно, процесс обезуглероживания некоторое время продолжается эа счет кислорода шлака и из горловины конвертора выделяется газ,содержание пыли в котором на 1,5-2 порядка ниже, чем во время продувки, уменьшение содержания пыли в факеле, наблюдающемся при отсутствии кислородной струи, и, следовательно, высокотемпературной реакционной зоны происходит изза того, что как испарение металла, так и механический вынос частиц пыли в этих условиях незначительны по сравнению с условиями, существующими во время продувки, поэтому спектр пламени, выцеляющегося из горловины после прекращения продувки, имеет более четкий линейчатый спектр, вид которого связан с содержанием углерода в металле. Решение поставленной задачи основано на использовании полученных закономерностей.

При таком решении контролируют спектр, имеющий более слабый сплошной фон, на котором точнее и надежнее регистрируются линии и полосы, так как увеличивается отношение полезный сигнал (интенсивность линий и полос) — шум (интенсивность сплошного фона). Так как вид линейчатого спектра связан с содержанием углерода, то при таком решении увеличивается точность контроля процесса обезуглероживания. Ввиду того, что точность расчета времени продувки балансовостатистическими методами недостаточна, после ее окончания делают отбор пробы и ее химанализ.

Предлагаемый способ позволяет исключить из цикла плавки время на отбор и анализ пробы. в основном для средне- и низкоуглеродистых марок сталей.

Так как кислород, запасенный ванной быстро расходуется, количество и температура газов, исходящих иэ горловины после прекращения проду ки падают,.спектр слабеет, контроль спектра необходимо осуществлять непосредственно после прекращения подачи кислорода в металл. В соответствие с предлагаемым способом плавку ведут следующим образом: измеряют входные и выходные параметры процесса, на основании которых при помощи балансово-статис:тических методов вычисляют скорость обезуглероживания, например, по следующей формуле: чс = со+ со ч г+ тyy з4э+ 4 g4 к+ ю ю

GrФ бл где Vc — скорость обезуглероживания, В/мин;

СО,СΠ— содержание окиси и двуокиси углерода в отходящих газах соответственно, В;

G,Gä — масса чугуна и лома соответственно, т;

Vt- — расход отходящих газов, э

V — расход дутья, м /мин;

ace - температура отходящих газов, С; ь с — нагревание воды, охлаждаю30 щей кислородную фурму,c C;

Н вЂ” расстояние от сопла фурмы до уровня спокойной ванны;м

М1 - статистические коэффициенты, определяемые кон1$ .струкцией конвертора и фурмы, садкой конвертора, интенсивностью продувки, технологическим режимом.

Яля УсловиЯ ЕМЗ 0 =0 00123 т/м, 0 = =0,000267 В/м мин;ОС3=.-0,0000138 В/ОС.мин

%,,=-0,00239 В/ С мин;,=-0,049 В/м мин.

Составляя уравнение материального баланса для углерода, находят его значение для каждого момента времени вводя статистическую поправку: т

С,р1 --С вЂ” J Vc Cff+ SCAN о где Ср, - расчетное содержание угле30: рода для i-той плавки;

ЬС вЂ” статистическая поправка к расчету, учитывающая опыт предыдущих плавок

35 6С =0 25. жср (Сц,„„-Ср„ 1(С<@ „-< p -1)

1/2 где (Ср„„- Ср; „) - разность между фактическим и расчетным содержанием для 1-1 плавки. При достижении за40 данного содержания углерода, найденного расчетным путем по формулам (1) и (2), продувку прекращают и контролируют спектр излучения газов, . выходящих иэ горловины после прекра45 щения продувки и при получении спектра, характерного для содержаний углерода, превышающих заданное, проиэвбдят додувку беэ отбора пробы. При этом из цикла продувки исключается () время., необходимое на отбор .пробы и ее анализ, что способствует повышению производительности конвертора.

Продолжительность додувки для простоты определяют, например по балансу кислорода, подсчитываемого от минимапьного содержания углерода, характерного для данного вида спектра.

Так, для ЕМЗ, если в спектре излучения газов выходящих иэ горловины после прекращения продувки присут40 ствуют синие линии, то количество кислорода на додувку рассчитывают от содержания углерода 0,25Вг

V-=

450-1800 С3", при Сз > О, 1В (3) ! Я 630-3600 Сз при С < 0,1В

817065 где V — расход кислорода на додувку, нм з.

С - заданное содержание углерода.

После проведения додувкн операцию по контролю спектра повторяют. При отсутствии синих линий в укаэанной выше области производят повалку конвертора и отбирают пробу для анализа.

На чертеже представлена блоксхема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит вычислительноуправляющий блок 1, измеритель 2 температуры охлаждающей фурму воды, измеритель 3 расстояния от сопла фуроры до уровня спокойной ванны, измеритель 4 расхода дутья, блок 5

;ввода начальных условий, измеритель 6 содержания СО и С02 в отходящих газах,измеритель 7 расхода отходящих газов, измеритель 8 температуры отходящих газов, анализатор 9 спектра,датчик 10 расхода дутья, газоотборное устройство 11, регулирующий клапан 12, датчик 13 расхода отходя- . щих газов, датчик 14 расстояния от соила фурмы до уровня спокойной ванны, исполнительный механизм 15, датчик 16 температуры отходящих газов, фурму 17, датчик 18 температуры охлаждающей фурму воды, гаэоход 19, спектральный прибор 20,конвертор 21.

Перед продувкой .в блоке 5 устанавливают значения массы чугуна и лома на плавку и заданное содержание углерода. В процессе продувки измеряют. расход отходящих газов датчиком 13 и измерителем 7, содержание СО и СО отборным устройством 11 и измерите.лем 6, расход дутья датчиком 10 и измерителем 4, расстояние от сопла фурмы до уровня спокойной ванны,датчиком 14 и измерителем 8, температуру охлаждающей фурму воды датчиком

18 и измерителем 2. По результатам измерений по формулам (1) и (2) в вычислительно-управляющем блоке 1 вычисляют содержание углерода. При достижении заданного расчетного содержания углерода прекращают продувку, подавая сигнал на закрытие клапана 12 и поднятие фурмы исполнительным механизмом 15. Одновременно подают сигнал на контроль спектра излучения прибором 20 и анализатором снектра 9. Сигнал обрабатывают в блоке 1 и при наличии хаРактеРных спектральных линий производят додувку без взятия пробы. Продолжительность додувки определяют в блоке по формуле (3). После проведения додувки операции по контролю спектра повторяют и в случае отсутствия характерных линий производят повалку конвертора, отбирают пробу на анализ, Результаты анализа вводят в блок 1, после чего рассчитывают поправку к расчету на следующую плавку.

Испытание макета, реализующего предлагаемый способ на ЕМ3, показывает, что использование.предлагаемого способа контроля и регулирования кислородно-конверторного процесса позволяет сократить количество промежуточных повалок преимущественно для низко- и среднеуглеродистых марок .сталей; что позволяет увеличить производительность конвертора.

Формула изобретения

1. Способ регулирования кислородно-конверторного процесса, основан-. ный на контроле входных и выходных

;параметров, включая спектр излучения, по которым определяют длительность продувки, необходимую для получе3@ ния заданного содержания углерода с использованием балансовой модели, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля и производительности конвертора, контролируют спектр излучения газов, выходящих из горловины конвертора после прекращения продувки, и при получении спектра, характерного для содержаний углерода превышающих эаЩ-данное, производят додувку, длительность которой рассчитывают от минимального содержания углерода, соответствующего данному виду спектра.

2. Способ по p.1, о т л и ч .а ю— шийся тем,,что, с целью более точного контроля, спектр излучения газов, выходящих из горловины конвертора контролируют непосредственно после прекращения подачи кислорода

В в металл

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 125264, кл. С 21 С 5/30, 1958.

817065

- Составитель A. Абросимов

Техред Е.Гаврилеипсо Корректор N. Коста

Редактор В. Матюхина

М Ф

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Эаказ 1234/33 Тираж б18 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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