CS208989B1

CS208989B1 - A method for continuously determining the carbon content of a liquid steel and an apparatus for its implementation

Info

Publication number: CS208989B1
Application number: CS523279A
Authority: CS
Inventors: Oleg J Pogorelov; Jaroslav Macha; Jiri Skala
Original assignee: Oleg J Pogorelov; Jaroslav Macha; Jiri Skala
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1981-10-30

Abstract

Vynález se týká kontinuáKílfQ stjnóveifí obáahil uhlíku v roztavené oceli a řeší"autóm^tizaci analytických postupů při výrobě oceli. «; Podstata vynálezu spočívá v tom/že se plyny z roztavené oceliodebírajípřespórovitou, roztaveným kovem nesmáčitelnou keramickou Vrstvu a koncentrace uhlíkuv roztavené ocelise určípodle obsahu kysličníku uhličitého a uhelnatého kontinuálně v odebíraných plynech pomocí samočinných analyzátorů. Stanovení se provádí v zařízení, které sestává z plynotěsného keramického kelímI ku, uzavřeného porézní deskou a opatřeného ! otvorem spojených s trubkou, která slouží jednak , jako držák kelímku, jednak k obvodu odtahovat ných plynů k samočinnému analyzátoru. Zařízení je charakterizováno znázorněním na i obr. 1The invention relates to the continuous carbon treatment in molten steel and solves the automation of analytical procedures in steel production. The essence of the invention lies in the fact that gases from molten steel are collected through a porous ceramic layer that is not wettable by molten metal, and the carbon concentration in the molten steel is determined according to the content of carbon dioxide and carbon monoxide continuously in the collected gases using automatic analyzers. The determination is carried out in a device consisting of a gas-tight ceramic crucible, closed with a porous plate and provided with an opening connected to a tube that serves both as a crucible holder and to the circuit of the gases being extracted to the automatic analyzer. The device is characterized by the representation in Fig. 1

Description

Vynález se týká způsobu kontinuálního stanovení obsahu uhlíku v roztavené oceli a zařízení pro jeho provádění a vztahuje se na automatizaci analytických postupů při výrobě oceli a v hutnictví.The present invention relates to a method for the continuous determination of the carbon content of molten steel and to an apparatus for its implementation, and relates to the automation of analytical processes in steel production and metallurgy.

) Koncentrace uhlíku v oceli je jedním z nejdůležitějších údajů pro určení správného průběhu provozních taveb. Pro stanovení jeho koncentrace ; existuje mnoho způsobů a metod, využívajících ξ celé řady rozdílných principů. Koncentrace uhlíku se určuje podle složení plynů nad povrchem taveniny, výpočtem z materiálové a tepelné bilance i tavného procesu, podle změny tlaku plynu v pro- ί storu tavícího agregátu, podle změny elektro-motorického napětí způsobeného nauhličením meřeného spoje termočlánku ponořeného do taveniny ' oceli, analyticky z odebíraných vzorků kovu, pří- i pádně spektrograficky proměřováním odebraných vzorků na kvantometrech.) The carbon concentration in the steel is one of the most important data for determining the correct course of operating heats. To determine its concentration; there are many ways and methods that use ξ many different principles. The carbon concentration is determined by the composition of the gases above the melt surface, by the calculation of the material and heat balance and the melt process, by the change in gas pressure in the melt compartment, by the change in electromotive voltage caused by carburization of the thermocouple dipped into the melt. analytically from metal samples, or possibly spectrographically by measuring the samples taken on quantometers.

Všechny uvedené způsoby však vykazují celou , řadu nedostatků, jsou málo přesné, vyžadují odběr i vzorků a jejich transport do laboratoře, provádění j analýz je velmi zdlouhavé a údaje o koncentraci se | většinou získávají se značným zpožděním. Uvede- | né metody dále neumožňují získat správnou a rych- i j lou informaci o obsahu uhlíku přímo v tekuté lázni í j tak, aby mohl být proveden příslušný zásah přímo i v průběhu procesu tavby oceli.However, all these methods show a number of shortcomings, are inaccurate, require sampling and transport to the laboratory, j analyzes are very lengthy, and concentration data are | they usually get with a considerable delay. Indicate- | Furthermore, the methods do not allow to obtain correct and quick information about the carbon content directly in the liquid bath so that an appropriate intervention can be made directly during the steel melting process.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem kontinuálního stanovení uhlíku v tekuté oceli odběrem plynů z roztavené oceli podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se plyny odebírají přes pórovitou, roztaveným kovem nesmáčitelnou keramickou vrstvu a koncentrace uhlíku v roztavené oceli se určí podle obsahu kysličníku j uhličitého a uhelnatého v odebíraných plynech, i přičemž jejich odběr se provádí nepřetržitě a jejich koncentrace se určuje samočinnými plynovými í analyzátory. Koncentrace uhlíku v roztavené oceli se stanoví na základě údajů samočinných plyno! vých analyzátorů a průtokoměru samočinným po! čítačem.The above drawbacks are overcome by the method of continuously determining carbon in liquid steel by collecting gases from the molten steel of the invention, which consists in taking the gases through a porous, non-wettable ceramic layer and determining the carbon concentration in the molten steel according to the oxide content. The carbon dioxide and carbon monoxide in the off-gases are taken continuously, and their concentration is determined by means of automatic gas analyzers. The carbon concentration in the molten steel is determined on the basis of automatic gas data! analyzers and flowmeter by self-acting! counter.

' Stanovení obsahu uhlíku v roztavené oceli se i provádí v zařízení podle vynálezu, jehož podstata ! spočívá v tom, že obsahuje plynotěsný keramický I kelímek, jehož jeden konec je uzavřen porézní i keramickou deskou nesmáčitelnou roztaveným kovem a propustnou pro plyny a jeho druhý konec je propojen přes odvodní trubku, čerpadlo, průtoj koměr se samočinným analyzátorem, přičemž ! trubka je vytvořena jako držák plynotěsného keramického kelímku a je opatřena chladicí jednotkou.The determination of the carbon content of the molten steel is carried out in an apparatus according to the invention, the essence of which is It consists of a gas-tight ceramic crucible, one end of which is closed by a porous and gas-impermeable porous and ceramic plate and its other end is connected via a drain pipe, a pump, a chamber flow and a self-analyzer. the tube is formed as a holder of a gas-tight ceramic crucible and is provided with a cooling unit.

Odběrem plynů přímo z roztavené oceli se získá bezprostřední informace o obsahu uhlíku v rozta- i vené oceli v každém okamžiku tavby s tím, že údaj ' o analýze odebíraných plynů je společně s údajem průtokoměru předáván samočinnému počítači, j který jej vyhodnotí. Uvedený způsob i zařízení i podle vynálezu je proti stávajícím způsobům a zaří2 výkresy zením pro kontinuální stanovení obsahu uhlíku v roztavené oceli jednodušší, spolehlivější a vyžadující minimální investiční náklady. Zavedením způsobu a zařízení podle vynálezu se zkrátí doba taveb, umožní se výroba kvalitnější oceli i vytvoří se úspory žáruvzdorného vyzdívkového materiálu. Rychlou informací o obsahu uhlíku v roztavené oceli se snižují také energetické nároky na provádění taveb.By taking gases directly from the molten steel, immediate information about the carbon content of the molten steel is obtained at each point of melting, with the gas analysis data and the flowmeter data being transmitted to an automatic computer for evaluation. The method and the apparatus according to the invention are simpler, more reliable and require minimal investment costs compared to the existing methods and the drawings by means of drawings for the continuous determination of the carbon content in molten steel. By introducing the method and apparatus according to the invention, the melting time is shortened, the production of higher quality steel is made possible, and the refractory lining material is saved. The energy demand for melting is also reduced by providing quick information on the carbon content of the molten steel.

Vynález je dále objasněn na přiložených výkresech provedení. Na obr. 1 je znázorněno zařízení pro kontinuální stanovení uhlíku v roztavené oceli instalované na zkujňovacích agregátech, na obr.The invention is further illustrated by the accompanying drawings. Figure 1 shows an apparatus for the continuous determination of carbon in molten steel installed on the refining units;

je znázorněn řez zařízením používaným při laboratorním stanovení obsahu uhlíku.is a cross-sectional view of the equipment used in the laboratory determination of carbon content.

Zařízení na obr. 1 sestává z keramického kelímku 1 uzavřeného porézní keramickou deskou 2, spojeného kanálkem 3 s kovovou odvodní trubkou 4, sloužící k odvodu zachycených plynů přes čerpadlo 5, samočinný analyzátor 6 a průtokoměrThe device in Fig. 1 consists of a ceramic crucible 1 closed by a porous ceramic plate 2, connected by a duct 3 to a metal discharge pipe 4, used to remove trapped gases through a pump 5, an automatic analyzer 6 and a flow meter

7. Na obr. 2 je jiná modifikace zařízení, umožňující stanovení obsahu uhlíku v tavenině v laboratorních podmínkách. Plynotěsný kelímek 1 je spojen opět se dnem 2 z porézního materiálu, který se nesmáčí s roztaveným kovem a je opatřen trubkou 4 pro odvod ódtahovaných plynů. K porézní desce 2 je přitmelena keramická trubka 8, naplněná taveným kovem 9 a vložena do jednoduché odporové nebo keramické pece 10, ve které probíhá vlastní tavba. Odvodní trubka 4 je opatřena chladicí jednotkou pro chlazení odtahovaných plynů 11.Fig. 2 shows another modification of the device allowing the determination of the melt carbon content under laboratory conditions. The gas-tight crucible 1 is again connected to a bottom 2 of porous material which does not wet with the molten metal and is provided with a pipe 4 for evacuating gases. A ceramic tube 8 filled with molten metal 9 is bonded to the porous plate 2 and inserted into a simple resistance or ceramic furnace 10 in which the actual melting takes place. The exhaust pipe 4 is provided with a cooling unit for cooling the exhaust gases 11.

Způsob a zařízení podle vynálezu lze dále využít pri řešení vědeckovýzkumných úkolů kinetiky oduhličení a přestupu tepla a hmoty v tavenině.The method and apparatus of the present invention can further be utilized in solving scientific research tasks of decarburization and heat and mass transfer in the melt.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION 1. A method for continuously determining the carbon content of a liquid steel, characterized in that ¹ gases are removed from the melt through a porous, metal-immiscible ceramic layer and a carbon concentration * ^! in steel, it is determined from the concentration of carbon dioxide and carbon monoxide in the gas taken. · *

2. A method for continuously determining the carbon content of a liquid steel according to item 1. characterized in that the determination of the concentration of carbon monoxide and carbon monoxide in the off-gas is also carried out for automatic gas analyzers.

3. An apparatus for the continuous determination of the carbon content of a liquid oil as set forth in claim 1 or 2, characterized in that it comprises a gas-tight ceramic crucible (1), one end of which is closed by a porous ceramic plate (2). gas and its other end is connected via the discharge pipe (4), the pump (5) and the flow meter (6) with the automatic analyzer (7),! wherein the tube (4) is formed as a gas holder (1) of a tight ceramic crucible (1) and is provided with a cooling unit (11).