Способ контроля скорости обезуглероживания металла в конвертере и устройство для его осуществления

 

(1909631

Союз Советскмк

Соцмвлмстмческмк

Реслублмк

ОЛ ИСАКИЯ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{61 j Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 13.06.80 (21 ) 2940003/02-22 с присоединением заявки М(23)Приоритет

Опубликовано 28.02.82. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 28.02 82 (5l)М. Кл.

G 01 Й 27/02

9кудврстиювй квмнтет

СССР лв делам «зевретевкл к аткрмтлй (53) УДК .046.564 (088.8) Ю. Л. Гребенчук, В. С. Богушевский, С. К. Соболев„

H. А. Быбенко, Р. В. Ганефельд и А. И. Быстрый i I ° I ò ° I I ° t ò I° t A L i l ÷ l t t t

Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КИ4Х =":--- / (?2) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ

МЕТАЛЛА В КОНВЕРТЕРЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУШЕСТВЛ ЕНИЯ

6.Ь с G Ь()лГ

Изобретение относится к контролю процесса плавки в металлургической промышленности, в частности контролю скорости обезуглероживания в конвертере.

Известен способ контроля скорости обезуглероживания, основанный на расчете скорости обезуглероживання по результатам измерения удельной электропрэводности и тока, индуцированного при

>0 движении потока газа в направлении, перпендикучярном его магнитному полю в одной и той же точке (1).

Недостатком данного способа является низкая точность контроля, обуслов1S ленная трудностью точного измерения абсолютных значений удельной проводимости из-за влияния магнитного поля.

Наиболее бпизким к предлагаемому является устройство, содержащее измеритель электропроводности, на.вход которого подключена установленная в ядре потока отходящих газов пара электродов, и вычислительное устройство 2 .

Недостатком устройства является сложность его реализации, связанная с созданием мощного магнитно о поля в газоходе, а также не учитывается влияние температуры на результаты рас та скорости обезуглероживания.

Цель изобретения — повышение точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля скорости обезуплероживания, преимущественно в конвертере, основанного на измерении электропроводностн ядра потока отходящих газов, дополнительно измеряют температур„ отходящего газа, а и.мерение электропроводности осуществляют одновременно в двух точках по ходу потока отходящих газов, сравнивают их между собой и с учетом полученных результатов осушс ствляют контроль скорости обезуглероживания по формуле

909631 где К вЂ” коэффициент пропорциональности (К=l 4,633); — скорость обезуглероживания, с о/мин;

r — плошадь поперечного сечения ra2. эохода, м ;

Q - садка конвертера, т; - время продувки, мин;

- температура газа, К;

4 - расстояние между точками изме- lo рения электропроводности, м;

Д С- время прохождения газом расстояния 4 между точками измерения, мин;

Ы,)- коэффициент угара металла, определяется технологическими особенностями процесса. Для условий продувки 130=т конвертера через 4-х сапловую фурму с углом наклона сопел к вертикали 20. о

20 эл.)= -ь e), 1 где )„) = 0,005 мин

1 находится, из условия максимума взаимно корреляционной функци1 К (C ) т

К(С) = — (у (;)(у («M (2) где Т.— время усреднения, Gj P — проводимость газового промежутка между электродами каждой пары в точках 1 и 2 соответственно.

Поток отходящих конвертерных газов является турбулентным (число Рейнольдса для него 10 ), поэтому в нем суще35 ствуют дщюктуации физических характе ристик газа с частотами 50-80 Гц. Следовательно, характерный масштаб неоднородности ЬС при скоростях потока

0 10-20 м/с, м ь 6 = =о,2-од.

Последовательная регистрация движушейся неоднородности электропроводности

45 в двух точках, расйоложенных вдоль потс ка на расстоянии Ь, позволяет определить его скорость Ь /Ь Г в ядре.

Уверенное определение Ы.корреляцион-. ным методом (2) возможно при (2-3) йС, т.е. при Ь 0,4-0,6 м.

Связь скорости обезуглероживания металла со скоростью потока находится иэ соотношения (1). Наиболее точно соотнсьшение (1) выполняется в ядре потока оТ- 55 ходящих газов, ввиду сохранения начальных значений скорости исходящих из горловины газов по всему ядру потока.

Использование свойств электропроводности отходящих газов в качестве носителя информации о скорости потока целесообразно, во-первых, ввиду того, что метод основан на регистрации флюктуаций, а амплитуда флюктуаций проводимости наибольшая, во-вторых, ввиду наибольшей простоты ее измерений в локальной области - ядре факела.

Способ осуществляется следующим образом.

В ядре потока отходящих газов, например, на уровне верхней части кессона в точках, расположенных на расстоянии 0,40,6 м по вертикали, одновременно измеряют изменения проводимости газа люМм извест ным методом, например, при помощи электродов и абсолютные значения температуры зоны с контролируемой электропроводностью.

Измерения температуры осуществляют, например, оптическим пирометром. Далее определяют время Л, прохождения газом расстояния между точками, в которых измеряют проводимость путем сравнения временных зависимос-ей, например, по максимуму взаимно корреляци-! онной функции (2). И далее по формуле (1 ) находят скорость о безуглероживания.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 - блок-схема вычислительного устройства; на фиг. 3 — измерительный эле ктрод.

Устройство содержит (фиг. 1} две пары электродов 1 и 2, датчик 3 температуры газа, измерители 4 и 5 электропроводности, измеритель 6 температуры, блок 7 сравнения, вычислительное устройство 8, конвертер 9, кессон 10, камин 11, ядро факела 12. Выхоцы патчиков электродов 1 и 2, подключены к измерителям 4 и 5, выход датчика 3 температуры подключен к измерителю 6 температуры, выходы измерителей 4 и 5 электропроводности подключены к входу блока 7 сравнения, выходъ измерителя 6 температуры и блока 7 сравнения подключенъ к входам вычислительного уст ройства 8.

Внутренняя структура вычислительного устройства 8 (фиг. 2) содержит блок

l3 деления, первый блок 14 умножения, второй блок 15 умножения, блок 16 вычитания, генератор 17 пилообразного напряжения, блок 18 ввода коэффициентов, причем блоки 14-17 соединены между собой последовательно, выход блока 14 подключен к первому входу блока 13, ко

909631

5 второму входу которого подключен блок

18, Bbrxoll блока 13 является выходом вычислительного устройства 8, выход блока 7 сравнения подключен к второму входу блока 14, выход измерителя 6 температуры подключен ко второму входу блока 15.

Для упрощения конструкции устройства целесообразно измерительный электрод выполнить в виде цилиндра, имеющего l0 продольный сквозной канал 20 (фиг. 3), которое представляет собой оптический канал для вывода излучения газа для измерения температуры, для чего в оптическом канале со стороны, находящейся вне 15 кессона 10, установлен датчик 3 температуры. Электрод изолирован от кессона изоляторами 19.

Для того, чтобы оптический канал 20 и кольцевой зазор между электродом и кессоном не заростали, их продувают воздухом или инертным газом.

Устройство работает следующим образом.

Информация об электропроводкости и температуре газового потока, снимаемая при помощи двух пар электродов 1, 2 и датчика 3 температуры и измерителей 46 поступает в блок 7 сравнения для получения величины Е <- из условия максимума функции (2) и в вычислительное устройство 8 для вычисления Vr по выражению (1). Значения скорости о >езуглероживания передаются в вычислительную, машину или выводятся на индикаторное устройство.

5 — площадь поперечного се ения гаэохода, м ;

P — расстояние между точками измерения электропроводност, м; — садка конвертера, т;

С.— время продувки, мин; — температура газа, К;

Ь()- коэффициент угара металла, причем в (()= 1-Ь(), где Ь =0,005 мин; - время прохождения газом расстояния ь между точками измерения, мин.

2. Устройство для осуществления споr.ace по п. 1, содержащее измеритель электропроводности, на вход которого подключена установленная к ядро потока отходящих газов пара. электродов, и вычислительное устройство, о т л и ч а ю, щ е е с я тем, что, с целью повышени»

I точности контроля, устройство дополнительно содержит второй измеритель эл<.— ктропроводности, на вход которого подключена вторая пара электродов, установленная от первой пары электродов в ядре потока отходящих газов в направлении

его движения, блок сравнения, на входы которого подключены выходы измерителей электропроводности, а выход подклк чен к первому входу вычислнтсльного устройства, и измерителЬ температуры, на вход которого подключен датчик гемпературы газа, установленный и зоне с контролируемой электропроводностью, а выход — к второму входу вычислительцого устройства.

Формула изобретения

1. Способ контроля скорости обезут - 40 лероживания металла в конверт ре, включающий иэмеренце электропроводности ядра потока отходящих газов, о т л и ч а— ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля, дополнительно из- 45 меряют температуру отходящего газа, а измерение электропроводности осуществляот в двух точках по ходу потока от ходящих газов, сравнивают их между собой и с учетом полученных результатов 5О осуществляют контроль скорости обеэуглероживания по формуле

Ч =K

G„b(t) *С< где К вЂ” коэффициент пропорциональности; — скорость обезуглероживания, С О, о/мин

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что электрод выполнен в виде цилиндра, имеющего сквозное отверстие, параллельное его продо>льпой оси. !

4. Устройство по п, 2, о т л и ч аю ш е е с я тем, что вычислительное устройство состоит из блока деления, двух блоков умножения, блок вычитания, блок ввода коэффициентов, генератор пилообразного напряжения, причем два бпока умножения, блок вычитания и генератор пилообразного напряжения соединены между собой последовательно, выход первого блока умножения подключен к первому входу блока деления, ко второму входу которого подключен блок ввода коэффициентов, выход блока сравнения подключен ко второму входу первого блока умножения, выход измерителя температуры подключен ко второму входу второго

7 9 блока умножения, въrxng блока деления яВляется выходом ВычислительнОГО устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

9бл1 8

1. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2682570/22-20, кл. С 21 С 5/30, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2698289/22-02, кл . С 21 С 5/30, 1976.