DD151965A5 - METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE VACUUM GASIFICATION OF A STEEL MELT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Vakuumentgasung einer Stahlschmelze, bei dem der Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze aus Messdaten kontinuierlich berechnet und waehrend der Vakuumentgasung gleichzeitig der Druck im Entgasungsgefaess und die Fliessgeschwindigkeit des in das Entgasungsgefaess eingeblasenen Sauerstoffs in bestimmter Weise gesteuert werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens.The invention relates to a method for controlling the vacuum degassing of a molten steel, in which the carbon content of the molten steel is continuously calculated from measured data and during the vacuum degassing the pressure in the degassing vessel and the flow rate of the oxygen blown into the degassing vessel are controlled in a certain way, and a device for Carrying out the procedure.
Description
Titel der Erfindung ' Title of the invention
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Vakuument-. gasung einer StahlschmelzeMethod and device for controlling the vacuum. gassing a molten steel
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention ' r ' r
Die Anwendung der Erfindung erfolgt auf dem Gebiet der StahlherstellungThe application of the invention is in the field of steel production
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristic of the known technical solutions
Die Vakuumentgasung wird allgemein zum Frischen von nichtrostendem Stahl und anderen hochlegierten Stählen eingesetzt. Der Grund dafür, daß hochlegierte Stähle zum Frischen vakuumentgast werden, liegt in der Tatsache, daß unter vermindertem Druck die Entkohlung des Stahls auf jeden gewünschten niedrigen Kohlenstoffgehalt möglich ist, ohne daß infolge der Oxidation im Stahl ein Verlust an Chrom auftritt. Auch im gewöhnlichen Stahl wird die Vakuumeritgasung immer häufiger angewendet. Das Ziel ist dabei eine .Kostensenkung und eine Qualitätsverbesserung der erhaltenen Endprodukte.Vacuum degassing is commonly used for refining stainless steel and other high alloy steels. The reason that high alloy steels are vacuum degassed for refining is due to the fact that decarburization of the steel to any desired low carbon content is possible under reduced pressure without loss of chromium due to oxidation in the steel. Even in ordinary steel, vacuum erosion is being used more and more frequently. The goal is a .Kostensenkung and quality improvement of the final products.
Die herkömmliche Vakuumentgasung erfordert in der Hauptsache "die folgenden drei manuell durchgeführten Verfahrensschritte: ' . (a) In bestimmten Abständen Entnahme einer Probe der Stahl- schmelze und Analyse des Gehalts der einzelnen Komponenten in der Stahlschmelze, insbesondere des Kohlenstoff gehalts; L -IConventional vacuum degassing principally requires "the following three manually performed operations:" (a) periodically taking a sample of the molten steel and analyzing the content of the individual components in the molten steel, in particular the carbon content; L-I
V2- -V 2 - -
(b) Einstellung des Drucks im Entgasungsgefäß auf einen(b) Setting the pressure in the degassing vessel to one
vorher festgelegten Wert in Abhängigkeit von dem Analysenwert des Kohlenstoffgehalts; (c) Einstellen der Strömungsgeschwindigkeit des zur Entkohlung in das Entgasungsgefäß eingeblasenen Sauerstoffs in Abhängigkeit vom Wert des Kohlenstoffgehalts.predetermined value depending on the analysis value of the carbon content; (c) adjusting the flow rate of oxygen blown into the degassing vessel for decarburization depending on the value of the carbon content.
Bei der Vakuumentgasung von hochlegiertem Stahl, wie nichtrostendem Stahl, wird der Kohlenstoffgehalt üblicherweise vor der Vakuumentgasung auf 0,40 bis 1,20 % begrenzt, um den Verlust von Chrom im Stahl infolge von Oxidation zu unterdrücken. Im Verlauf der Vakuumentgasung wird dieser Kohlenstoffgehalt auf -den im Endprodukt gewünschten Wert erniedrigt, beispielsweise auf 0,10 % oder darunter.In the case of vacuum degassing of high-alloy steel, such as stainless steel, the carbon content is usually limited to 0.40 to 1.20% before vacuum degassing in order to suppress the loss of chromium in the steel due to oxidation. In the course of vacuum degassing, this carbon content is lowered to -the level desired in the final product, for example 0.10% or below.
is -.. .· .; ' ... ..·.·· vr . is - ... ·.; '... .. ·. ·· vr .
Auch im Fall von gewöhnlichem kohlenstoffhaltigem Stahl ist die Durchführung der Entkohlung im Vakuum durch Vakuumentgasung möglich. Dabei wird zur Entkohlung in der Stahlschmelze vorhandener freier Sauerstoff verwendet. Die Va- ^0 kuumentgasung wird in steigendem Maße dazu verwendet, die Menge an Ferromangän zu vermindern, die im Konverter infolge der Erhöhung des Kohlenstoffgehalts sowie des Anstiegs des Mangangehalts in der ausgeblasenen Stahlschmelze erforderlich ist. Ferner soll die erforderliche Menge an Descxi-Even in the case of ordinary carbon steel, it is possible to carry out decarburization in vacuum by vacuum degassing. It is used for decarburization in the molten steel available free oxygen. The Va ^ 0 kuumentgasung is increasingly used to reduce the amount of Ferromangän required in the converter due to the increase of carbon content and the increase of the manganese content in the blown molten steel. Furthermore, the required amount of desiccant
dierungsmittel, wie Aluminium, durch die Abnahme des Sauerstoff gehalts in der Stahlschmelze vermindert werden. Ein weiterer Zweck ist die Qualitätsverbesserung der erhaltenen Endprodukte. Unter diesen Umständen beginnt die Vakuumentgasung allgemein mit einer Stahlschmelze, in der der Kohlen-dierungsmittel, such as aluminum, be reduced by the decrease in the oxygen content in the molten steel. Another purpose is the quality improvement of the final products obtained. Under these circumstances, vacuum degassing generally starts with molten steel in which the coal
stoffgehalt höher ist als derjenige des Endprodukts, in der Größenordnung von 0,03 bis 0,10 %. Der gewünschte Kohlenstoffgehalt wird durch die Vakuumentgasung entweder mit. oder· ohne Zuführung von Sauerstoff zur Entkohlung in das Entgasungsgefäß erreicht.content is higher than that of the final product, of the order of 0.03 to 0.10%. The desired carbon content is determined by the vacuum degassing with either. or · reached without the supply of oxygen for decarburization in the degassing vessel.
Bei der Vakuumentgasung von hochlegiertem Stahl oder gewöhnlichem Kohlenstoffstahl ist die quantitative Bestimmung desIn the case of vacuum degassing of high alloy steel or ordinary carbon steel, the quantitative determination of
Γ" · JRk ϋ>% Λ Λ «3 ifΓ "· JRk ϋ>% Λ Λ« 3 if
Kohlenstoffgehalts in der behandelten Stahlschmelze von wesentlicher Bedeutung. Sie dient der Feststellung des Endpunkts der Entkohlung und der Steuerung des Drucks im Entgasungsgefäß sowie der Einstellung der Strömungsgesclfwindig-Carbon content in the treated molten steel essential. It serves to determine the end point of the decarburization and to control the pressure in the degassing vessel and to adjust the flow rate.
keit des zur Entkohlung in das Entgasungsgefäß eingeblasenen Sauerstoffs. Im herkömmlichen Verfahren wird die Bestimmung des Kohlenstoffgehaltsin der Stahlschmelze durch periodische Entnahme einer Probe der Stahlschmelze und Analyse dieser Probe durchgeführt.speed of the decarburization blown into the degassing oxygen. In the conventional method, the determination of the carbon content in the molten steel is carried out by periodically taking out a sample of the molten steel and analyzing this sample.
.,
In Fig. 1 ist das Gleichgewicht zwischen dem Kohlenstoff- und dem Chromgehalt'in einer Stahlschmelze für verschiedene Drucke dargestellt. Man erkennt daraus, daß im Bereich eines hohen Kohlenstoffgehalts in der Stahlschmelze kein Chromverlust infolge von Oxidation auftritt, auch wenn der Druck bis zu einem gewissen Grad ansteigt. Im Bereich geringen Kohlenstoffgehalts muß dagegen der Druck zur Verhinderung eines Chromverlustes infolge von Oxidation sehr niedrig gehalten werden.In Fig. 1 the balance between the carbon and the chromium content in a molten steel for different pressures is shown. It can be seen that in the region of high carbon content in the molten steel, no loss of chromium due to oxidation occurs, even if the pressure increases to a certain extent. In the low carbon region, on the other hand, the pressure to prevent loss of chromium due to oxidation must be kept very low.
. ., ,
Andererseits ist es zur Verminderung der Menge an Stahl, die infolge des Spritzens der Schmelze an der Innenseite des Entgasungsgefäßes haftet, erforderlich, den Druck im Entgasungsgefäß zu erhöhen. Dieses Erfordernis steht im Widerspruch zu der für die Unterdrückung des Chromverlustes infolge von Oxidation geforderten Bedingung, Deshalb ist eine kontinuierliche Steuerung des Drucks im Entgasungsgefäß in Abstimmung mit dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze erforderlich, um einen Kompromiß zwischen den beiden einanderOn the other hand, in order to reduce the amount of steel adhering to the inside of the degassing vessel due to the splash of the melt, it is necessary to increase the pressure in the degassing vessel. This requirement is contrary to the condition required for the suppression of the chromium loss due to oxidation. Therefore, continuous control of the pressure in the degassing vessel in coordination with the carbon content of the molten steel is required to make a compromise between the two
30entgegengesetzten Bedingungen zu erreichen. Diese Steuerung sollte beispielsweise anhand von Fig. 2 erfolgen, in der die Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt verschiedener Stahlschmelzen und dem Druck im Entgasungsgefäß dargestellt ist.To achieve opposite conditions. This control should be done, for example, with reference to Figure 2, which shows the relationship between the carbon content of various steel melts and the pressure in the degassing vessel.
Bei der Drucksteuerung in einem üblichen Entgasungsgefäß wird der gewünschte Druck durch manuelle Betätigung einerWhen pressure control in a conventional degassing, the desired pressure by manual operation of a
Druckeinstellungseinrichtung an der Evakuierungsvorrichtung LPressure adjustment device on the evacuation device L
222222
eingestellt, und zwar in Abhängigkeit von dem Analysenergebnis des Kohlenstoffgehalts in der Stahlschmelze, wie vorstehend unter (a) und (b) beschrieben.adjusted, depending on the analysis result of the carbon content in the molten steel, as described above under (a) and (b).
In Bezug auf die Strömungsgeschwindigkeit des in das Entgasungsgefäß eingeblasenen Sauerstoffs ist bekannt, daß bei kontinuierlicher Zuführung von gasförmigem Sauerstoff in die Stahlschmelze mit gleichbleibender Strömungsgeschwindigkeit die Entkohlung bei anhaltender Sauerstoffzufuhr so lange fortschreitet, bis der Kohlenstoffgehalt in der Stahlschmelze auf einen bestimmten Wert abgesunken ist. Dies ist der Abschnitt, in dem die Geschwindigkeit der Entkohlung durch die Sauerstoffzufuhr bestimmt wird. In dem Bereich unterhalb des genannten Wertes nimmt die EntkohlungsgeschwindigkeitWith respect to the flow rate of the oxygen injected into the degassing vessel, it is known that with continuous supply of gaseous oxygen into the molten steel at a constant flow rate, the decarburization proceeds with continued supply of oxygen until the carbon content in the molten steel has dropped to a certain value. This is the section where the rate of decarburization is determined by the supply of oxygen. In the range below the stated value, the decarburization rate decreases
^ in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt in der Stahlschmelze ab. In diesem Abschnitt wird die Geschwindigkeit der Entkohlung durch den Kohlenstoffgehalt in der Stahlschmelze bestimmt. .^ depending on the carbon content in the molten steel. In this section, the rate of decarburization is determined by the carbon content in the molten steel. ,
Dies bedeutet, daß ein Verlust an Chrom infolge von Oxidation auftreten kann, wenn bei der Vakuumentgasung eines hochlegierten Stahls, wie nichtrostender Stahl, die Zufuhr von gasförmigem Sauerstoff auch dann noch mit konstanter Geschwindigkeit fortgesetzt wird, wenn bereits der Abschnitt This means that a loss of chromium due to oxidation may occur if in the vacuum degassing of a high-alloy steel such as stainless steel, the supply of gaseous oxygen is continued at a constant rate even if the section
' "'"
erreicht ist, in dem die Geschwindigkeit der Entkohlung vom Kohlenstoffgehalt in der Stahlschmelze bestimmt wird. Unter diesen Umständen kann eine kontinuierliche Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs in Übereinstimmung mit dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze gemäßis reached, in which the rate of decarburization of the carbon content in the molten steel is determined. Under these circumstances, continuous control of the flow rate of oxygen in accordance with the carbon content of the molten steel may be carried out in accordance with
Fig. 4 erforderlich sein, in der die Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt einer Stahlschmelze und der Strömungsgeschwindigkeit des in das Entgasungsgefäß eingeblasenen Sauer stoffs dargestellt ist. Der Druck im Entgasungsgefäß entsprechend Fig. 4 kann unter Bezugnahme auf Fig. 2 festge-Fig. 4 may be required, in which the relationship between the carbon content of a molten steel and the flow velocity of the blown into the degassing Sauer material is shown. The pressure in the degassing vessel according to FIG. 4 can be determined with reference to FIG. 2.
Owow
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r n 999 4r n 999 4
Sowohl bei hochlegiertem Stahl, wie nichtrostendem Stahl, als auch bei gewöhnlichem Kohlenstoff-Stahl, wird heute ein sogenanntes Selbstentkohlungsverfahren angewendet. Dabei wird, nachdem der Kohlenstoffgehalt einen Wert erreicht hat, der dem für das Endprodukt gewünschten Kohlenstoffgehalt plus 0,02 bis 0,06 % entspricht, überschüssiger freier Sauerstoff in der Stahlschmelze zur weiteren Entkohlung benutzt, um den gewünschten Kohlenstoffgehalt zu erreichen. Mit einem derartigen Verfahren kann die Menge an freiem Sauerstoff in der Stahlschmelze vermindert und als Folge davon auch die benötigte Menge an Desoxidationsmittel vermindert werden.In both high alloy steel, stainless steel, and ordinary carbon steel, a so-called self-decarburization process is used today. In this case, after the carbon content has reached a value corresponding to the desired carbon content for the final product plus 0.02 to 0.06%, excess free oxygen in the molten steel is used for further decarburization to achieve the desired carbon content. With such a method, the amount of free oxygen in the molten steel can be reduced and, as a result, the amount of deoxidizer required can also be reduced.
Bei der üblichen Sauerstoffzufuhr zur Vakuumentgasung ist jedoch eine manuelle Steuerung der Einstellung einer bestimmten öffnung eines Regelventils für die Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs, der in das Entgasungsgefäß eingeblasen wird, auf der Grundlage des Kohlenstöffgehalts in der Stahlschmelze, wie er durch Analyse bestimmt worden ist, erforderlich. Eine manuelle Steuerung ist fer-However, in the conventional oxygen supply for vacuum degassing, manual control of the setting of a specific opening of a control valve for adjusting the flow rate of the oxygen blown into the degassing vessel is based on the carbon content in the molten steel as determined by analysis. required. Manual control is also available.
ner für das Schließen eines Sauerstoff-Absperrventils erforderlich, wenn der Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze den gewünschten Wert erreicht hat.Required for closing an oxygen shut-off valve when the carbon content of the molten steel has reached the desired value.
Schließlich wird die Entnahme einer Probe der StahlschmelzeFinally, the removal of a sample of molten steel
üblicherweise in bestimmten Abständen durchgeführt. Sie erfordert etwa 7 Minuten vom Beginn der Probenentnahme b;Ls zur Festlegung des Analysenergebnisses. Es.besteht also eine beträchtliche Verzögerung im Zeitpunkt der Analyse. Dementsprechend muß die Festlegung der aktuellen Werte für die Komponenten der Stahlschmelze sowie von Zwischenwerten für diese Komponenten zwischen den in Abständen durchgeführten Probeentnahmen auf der Erfahrung des Bedienungspersonals beruhen. Eine genaue Steuerung des Drucks im Entgasungsgefäß und der Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs ist dementsprechend schwierig durchzuführen und erfordert viel Mühe von Seiten des Bedienungspersonals. ·usually performed at specific intervals. It takes about 7 minutes from the beginning of sampling b; Ls to determine the result of the analysis. There is thus a considerable delay at the time of analysis. Accordingly, the determination of the actual values for the molten steel components, as well as intermediate values for these components, between intermittent sampling must be based on the experience of the operator. Accurate control of the pressure in the degassing vessel and the flow rate of the oxygen is accordingly difficult to perform and requires much effort on the part of the operator. ·
L JL J
Γ ν .6- 22241ο Γ ν .6- 22241ο
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Steuerung der Vakuumentgasung einer Stahlschmelze bereitzustellen. ,The object of the invention is to provide an improved method and apparatus for controlling the vacuum degassing of molten steel. .
Darlegung des Wesens der Erfindung : —.:· Explanation of the essence of the invention : -.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung der Vakuumentgasung einer Stahlschmelze sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bereitzustellen, mit dem die vorstehend erwähnten Nachteile der herkömmlichen Arbeitsweise vermieden werden. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.The invention has for its object to provide a method for controlling the vacuum degassing of a molten steel and an apparatus for performing this method, with which the above-mentioned disadvantages of the conventional operation are avoided. This object is achieved by the invention.
Die Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zur Steuerung der Vakuumentgasung»einer Stahlschmelze, wobei die Vakuumentgasung unter Einleiten von Sauerstoff in einem Entgasungsgefäß durchgeführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß . man den Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze aus Meßdaten kontinuierlich berechnet und während der Vakuumentgasung gleichzeitig den Druck im Entgasungsgefäß und die Fließgeschwindigkeit des in das Entgasungsgefäß eingeblasenen Sauerstoffs derart steuert, daß eine vorgegebene Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze und dem Druck im Entgasungsgefäß und eine vorgegebene Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze und der Fließgeschwindigkeit des in das Entgasungsgefäß eingeblasenetf Sauerstoffs eingehalten werden.The invention accordingly relates to a method for controlling the vacuum degassing of molten steel, wherein the vacuum degassing is carried out with introduction of oxygen in a degassing vessel, characterized in that. the carbon content of the molten steel is continuously calculated from measured data and during vacuum degassing simultaneously controls the pressure in the degassing vessel and the flow rate of the oxygen injected into the degassing vessel such that a predetermined relationship between the carbon content of the molten steel and the pressure in the degassing vessel and a predetermined relationship between the Carbon content of the molten steel and the flow rate of the blown into the degassing vessel oxygen are met.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren der genannten Art, gekennzeichnet dadurch, daß man den Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze durch Subtraktion des Kohlenstoffgehaltes in dem im. Verlauf der Vakuumentgasung evakuierten Gas von dem Kohlenstoffgehalt in der Stahlschmelze vor der Vakuumentgasung berechnet. -The invention also relates to a method of the type mentioned, characterized in that the carbon content of the molten steel by subtracting the carbon content in the im. Course of the vacuum degassing evacuated gas calculated from the carbon content in the molten steel before the vacuum degassing. -
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren der genannten Art,The invention also relates to a method of the type mentioned,
gekennzeichnet dadurch, daß man die Beziehungen zwischen dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze und dem Druck im Entgasungsgefäß und zwischen dem Kohlenstoffgehalt in der Stahlschmelze und der Fließgeschwindigkeit des in das Entgasungsgefäß eingeblasenen Sauerstoffs entsprechend der Art des Stahls in getrennten Modellen vorher festlegt und bei der Durchführung der Vakuumentgasung je nach der Art des Stahls, der der Vakuumentgasung unterzogen werden soll, eines der Modelle auswähltcharacterized in that the relationships between the carbon content of the molten steel and the pressure in the degassing vessel and between the carbon content in the molten steel and the flow rate of the blown into the degassing vessel according to the nature of the steel in separate models and before predetermined when performing the vacuum degassing select one of the models according to the type of steel to be subjected to vacuum degassing
10 10
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren der genannten Art, gekennzeichnet dadurch, daß man die Beziehung zwischen • dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze und dem Druck in dem Entgasungsgefäß unter Berücksichtigung des Anhaftens von Stahl an der Innenseite des Entgasungsgefäßes infolge des Spritzens der Stahlschmelze vorher festlegt.Further, the invention relates to a method of the kind referred to, characterized in that the relationship between the carbon content of the molten steel and the pressure in the degassing vessel in consideration of the adherence of steel on the inside of the degassing vessel due to the injection of the molten steel predetermined.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren der genannten Art, gekennzeichnet dadurch, daß man den berechneten Kohlen-r stoffgehalt der Stahlschmelze mit dem Kohlenstoffgehalt vergleicht, den man durch gelegentliche Entnahme von Proben der Stahlschmelze im Verlauf der Vakuumentgasung und Analysieren der Proben erhält, und im Fall eines wesentlichen Unterschiedes zwischen dem berechneten und dem durch Analyse bestimmten Kohlenstoffgehalt den berechneten Kohlenstoffgehalt berichtigt.Furthermore, the invention relates to a method of said type, characterized by comparing the calculated carbon content of the molten steel with the carbon content obtained by occasionally taking samples of the molten steel in the course of vacuum degassing and analyzing the samples, and in the case a significant difference between the calculated and analyzed carbon content corrects the calculated carbon content.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung der Vakuumentgasung einer Stahlschmelze in einem Entgasungsgefäß (3) mit einer Einrichtung (1) .zum Evakuieren von Gasen aus dem Entgasungsgefäß (3) und einer Einrichtung (2) zum Einleiten von Sauerstoff in das Entgasungsgefäß (3), gekennzeichnet durchThe invention further relates to a device for controlling the vacuum degassing of molten steel in a degassing vessel (3) with a device (1) for evacuating gases from the degassing vessel (3) and a device (2) for introducing oxygen into the degassing vessel (3 ), marked by
a) einen Abgas-Strömungsiuesser (5) und einen Abgas-Analysa-' tor (6) in einer Leitung (4) zum Evakuieren der Gase aus dem Entgasungsgefäß (3),a) an exhaust gas flow meter (5) and an exhaust gas analyzer (6) in a conduit (4) for evacuating the gases from the degassing vessel (3),
b) einen Rechner (7) zur Berechnung des Kohlenstoffgehaltsb) a computer (7) for calculating the carbon content
der Stahlschmelze auf der Grundlage der von dem Strömungs-L . J the molten steel on the basis of the flow L J
Γ ; ; -a-; Γ ; ; -a-;
messer (5) und dem Analysator (6) ermittelten Werte,(5) and the analyzer (6),
c) einen Speicher (10) zur Speicherung der Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze und dem Druck im Entgasungsgefäß (3) und der Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt und der Menge des eingeblasenen Sauerstoffs,c) a memory (10) for storing the relationship between the carbon content of the molten steel and the pressure in the degassing vessel (3) and the relationship between the carbon content and the amount of injected oxygen,
d) eine Einrichtung (8) zum Einstellen des mit der Evakuiereinrichtung (1) erzeugten Unterdrucks, .d) a device (8) for adjusting the negative pressure generated by the Evakuiereinrichtung (1),.
e) eine Einrichtung (9) zum Einstellen der in das Gefäß (3) eingeblasenen Sauerstoffmenge und durche) means (9) for adjusting the amount of oxygen injected into the vessel (3) and through
f) eine Steuerungseinrichtung (11) zur Übermittlung von Signalen und eine .Einrichtung (9) zum Einstellen der Sauerstoffzufuhr in Abhängigkeit von den im Speicher (10) gespeicherten Beziehungen.f) a control device (11) for the transmission of signals and a .Einrichtung (9) for adjusting the oxygen supply in dependence on the stored in the memory (10) relationships.
Fig. 1 zeigt in graphischer Darstellung das Gleichgewicht zwischen dem Kohlenstoff- und dem Chromgehalt in der Stahlschmelze bei verschiedenen Drucken.Fig. 1 graphically shows the balance between the carbon and chromium contents in the molten steel at various pressures.
^0 Fig. 2 zeigt in graphischer Darstellung die Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt verschiedener Stahlschmelzen und dem Druck im Entgasungsgefäß.^ 0 Fig. 2 shows the relationship between the carbon content of various steel melts and the pressure in the degassing vessel in graphical representation.
Fig. 3 zeigt in graphischer Darstellung die Beziehung zwi-3 shows a graphical representation of the relationship between
sehen dem Kohlenstoffgehalt einer Stahlschmelze und der Entkohlungsgeschwindigkeit der Stahlschmelze bei Zufuhr von Sauerstoff. . . see the carbon content of a molten steel and the decarburization rate of molten steel when oxygen is supplied. , ,
Fig. 4 zeigt in graphischer Darstellung die Beziehung zwi-4 shows a graphical representation of the relationship between
sehen dem Kohlenstoffgehalt einer Stahlschmelze und der Strömungsgeschwindigkeit des in das Entgasungsgefäß eingeblasenen Sauerstoffs. ,.see the carbon content of a molten steel and the flow rate of the blown into the degassing vessel oxygen. .
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungs-35FIG. 5 is a schematic illustration of an embodiment 35. FIG
form der erfindungsgemäßen Vorrichtung.form of the device according to the invention.
L- ' - ; .· . . ·.. - ; - .. ' :.' : . . / . .-Ζ- . · '. ... - JL- ' -; · ·. , · .. -; - .. ':. :. , /. .-Ζ-. · '. ... - J
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Fig. 6, sind schematische Darstellungen von Beispielen für 7 und 8 den Rechner, den Speicher und die Steuerungseinrichtung/ die in der Ausführungsform gemäß Fig. 5 verwendet werdenFig. 6 are schematic representations of examples of Figs. 7 and 8 of the computer, memory and controller used in the embodiment of Fig. 5
5 5
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in Fig. 5 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the illustrated in Fig. 5 preferred embodiment of the invention.
Die Steuerungsvorrichtung zur Steuerung des Betriebs eines Entgasungsgefäßes 3. zur Vakuumentgasung einer Stahlschmelze, die eine Einrichtung 1 zum Evakuieren von Gasen aus dem Entgasungsgefäß 3 und eine Einrichtung 2 zur Sauerstoffzufuhr einschließt, enthält einen Abgas-Strömungsmesser 5 und einen Abgas-Analysator 6, die in einer Leitung 4 zum. Evakuieren der Gase aus dem Entgasungsgefäß 3 angeordnet sind, ferner einen Rechner 7 zur Berechnung des Kohlenstoff gehalts der Stahlschmelze auf der Grundlage der durch den Strömungsmesser 5 und den Analysator 6 bestimmten Werte, einen Speicher 10 zur Speicherung der Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze und dem Druck im Entgasungsgefäß 3 und der Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt und der Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs, außerdem eine Einrichtung 8 zum Einstellen des mit der Evakuiereinrichtung 1 erzeugten Unterdrucks, eine Einrichtung 9 zum Einstellen der Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs in der Einrichtung 2 zum Einblasen des Sauerstoffs, sowie eine Steuerungseinrichtung 11 zur Übermittlung von Signalen an die Einrichtung 8 zum Einstellen desThe control apparatus for controlling the operation of a degassing vessel 3 for vacuum degassing of molten steel including a device 1 for evacuating gases from the degassing vessel 3 and an oxygen supply device 2 includes an exhaust gas flow meter 5 and an exhaust gas analyzer 6 incorporated in FIG a line 4 to. Evacuation of the gases are arranged from the degassing vessel 3, further a calculator 7 for calculating the carbon content of the molten steel on the basis of the determined by the flow meter 5 and the analyzer 6 values, a memory 10 for storing the relationship between the carbon content of the molten steel and the Pressure in the degassing vessel 3 and the relationship between the carbon content and the flow rate of oxygen, also means 8 for adjusting the negative pressure generated by the Evakuiereinrichtung 1, means 9 for adjusting the flow rate of oxygen in the device 2 for injecting the oxygen, and a Control device 11 for transmitting signals to the device 8 for setting the
Unterdrucks und an die Einrichtung 9 zum Einstellen der Sauerstoffzufuhr in Abhängigkeit von Beziehungen zwischen dem Kohlenstoffgehalt und dem Druck und zwischen dem Kohlenstoffgehalt und der Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs.Under pressure and to the device 9 for adjusting the oxygen supply depending on relationships between the carbon content and the pressure and between the carbon content and the flow rate of oxygen.
. . , ,
Ein Entgasungsgefäß 3 mit einer Einrichtung 1 zur Evakuierung und einer Einrichtung 2 zur Sauerstoffzufuhr ist be-A degassing vessel 3 with a device 1 for evacuation and a device 2 for the supply of oxygen is described.
L . JL. J
γ _ 10 .γ _ 10 .
kannt._ Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Bestimmung des Kohlenstoffgehalts in einer Stahlschmelze durch Berechnung der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases und der Komponenten des Abgases, die durch den Abgas-Strömüngsmesser 5 und den Abgas-Analysator 6, die in der Abgasleitung 4 des Entgasungsgefäßes 3 angeordnet sind, gemessen werden.Also known is a method for determining the carbon content in a molten steel by calculating the flow rate of the exhaust gas and the components of the exhaust gas, the exhaust gas 5 and the flow rate analyzer 6 disposed in the exhaust pipe 4 of the degassing vessel 3 are to be measured.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung des Drucks im Entgasungsgefäß 3 und der Strömungsgeschwindigkeit des in das Entgasungsgefäß 3 eingeblasenen Sauerstoffs auf die jeweils günstigsten Werte bereitgestellt. Die Einstellung erfolgt auf der Grundlage des Kohlenstoffgehalts der Stahlschmelze, wie er durch die vorstehend erwähnte Berechnung erhalten wird.According to the invention, a method and a device for automatically controlling the pressure in the degasification vessel 3 and the flow rate of the oxygen injected into the degassing vessel 3 to the respectively most favorable values are provided. The adjustment is made on the basis of the carbon content of the molten steel obtained by the above-mentioned calculation.
Zunächst soll das Verfahren zur Berechnung des Kohlenstoffgehalts der Stahlschmelze auf der Grundlage der StrÖmungs-^ geschwindigkeit und der Zusammensetzung des Abgases erläutert werden. ..·....First, the method for calculating the carbon content of the molten steel will be explained on the basis of the flow rate and the composition of the exhaust gas. .. · ....
Die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases kann kontinuierlich gemessen werden. Der Strömungsmesser kann ein Blendenströmungsmesser (Standscheibenmesser) sein. Falls beträchtliche Änderungen in der Durchflußmenge auftreten, ist es wünschenswert, einen mehrstufigen Strömungsmesser vorzusehen. Bei der Analyse der Zusammensetzung des Abgases sind CO und CO- zur Erfassung des Kohlenstoffgehalts der Stahlschmelze die wichtigsten zu analysierenden Komponenten. Von Bedeutung ist ferner H-, das als ein Faktor zur ErstellungThe flow rate of the exhaust gas can be continuously measured. The flow meter may be an orifice flow meter. If significant changes in flow rate occur, it is desirable to provide a multi-stage flowmeter. When analyzing the composition of the exhaust gas, CO and CO- are the most important components to be analyzed for determining the carbon content of molten steel. Also of importance is H-, as a factor in creation
ΔΔ
ow einer Dichtekorrektur analysiert werden muß. Jedenfalls ist aber eine kontinuierliche und rasche Analyse des Abgases erforderlich. ow of a density correction needs to be analyzed. In any case, however, a continuous and rapid analysis of the exhaust gas is required.
Als Analysator zur Analyse von CO, CO- und H0 kommen alle · · δ δ As an analyzer for the analysis of CO, CO and H 0 , all · · δ δ
gebräuchlichen Geräte in Frage, beispielsweise Geräte von Hempel oder Orsat, Gaschromatographen, Analysegeräte auf dem Prinzip der Wärmeleitfähigkeit und Infrarot-Spektrometer.common devices in question, for example, devices from Hempel or Orsat, gas chromatographs, analyzers based on the principle of thermal conductivity and infrared spectrometer.
Γ - π - ' ' Γ - π - ''
Bevorzugt ist die Verwendung eines Infrarot-Spektrometers mit hoher Ansprechgeschwindigkeit. Die Signale, die die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases und die Analysenwerte für die Bestandteile des Gases enthalten, werden in den Rechner eingegeben, in dem der Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze berechnet wird.Preferred is the use of an infrared spectrometer with high response speed. The signals containing the flow rate of the exhaust gas and the analysis values for the constituents of the gas are input to the calculator where the carbon content of the molten steel is calculated.
Das Verfahren zur Bestimmung des Gewichts des aus der Stahlschmelze entfernten. Kohlenstoffs und der Menge des noch in ihr enthaltenen Kohlenstoffs ausgehend von der Strömungsge-" schwindigkeit des Abgases und der Zusammensetzung dieses Gases ist beispielsweise in der JP-OS 15516/64 beschrieben. Der Kohlenstoffgehalt kann nach den folgenden Formeln berechnet werdenThe method for determining the weight of the removed from the molten steel. Carbon and the amount of carbon still contained therein from the flow rate of the exhaust gas and the composition of this gas are described, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 15516/64. The carbon content can be calculated by the following formulas
. · . ; . ' ' ';·.. ..., ·. ; , '''; · .. ...
Das Maß der Entkohlung pro Zeiteinheit im Verlauf der Entgasung wird ausgedrückt durch:The degree of decarburization per unit time in the course of degassing is expressed by:
C0% + CQ2 % 12C0% + CQ 2 % 12
= : xQx ... (D=: xQx ... (D.
100 ' 22,4 .100 '22.4.
Die integrale Entkohlung nach t min. wird ausgedrückt durch:The integral decarburization after t min. is expressed by:
- . 12 . t C0% + CO2 %-. 12. t C0% + CO 2 %
Cw(kg) = J χ Q χ dt (2)Cw (kg) = J χ Q χ dt (2)
22,4 ο 10022,4 ο 100
und der Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze nach t min. wird ausgedrückt durch: ^.and the carbon content of the molten steel after t min. is expressed by: ^.
: '. 12 t C0% + CO2 %: '. 12 t C0% + CO 2 %
Wi χ Ci x 10 / χ Q χ dtWi χ Ci x 10 / χ Q χ dt
22,4 ο 10022,4 ο 100
Ct{%) = = ' J Ct {%) = = ' J
...' · . wi χ 103 ... '·. wi χ 10 3
In den vorstehenden Gleichungen bedeuten: LIn the above equations mean: L
2.2 2". 41 2.2 2 ". 41
Q r Die Abgasdurchflußmenge nach der Temperatur- undQ r The exhaust gas flow rate according to the temperature and
Dichtekorrektur in Nm3/min; Ci : Den Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze am BeginnDensity correction in Nm 3 / min; Ci: the carbon content of molten steel at the beginning
der Entgasung in %; Ct : Den Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze zur Zeitthe degassing in%; Ct: the carbon content of molten steel at present
t (min) nach dem Beginn der Entgasung in %; Cw : Die integrierte Entkohlung im Zeitpunkt t (min)t (min) after the start of degassing in%; Cw: The integrated decarburization at time t (min)
nach dem Beginn der Entgasung in kg; Wi : Die Masse der Stahlschmelze am Beginn der Entgasung·after the start of degassing in kg; Wi: The mass of molten steel at the beginning of degassing ·
in kg.in kg.
Die Abgas-Durchflußmenge nach Temperatur- und Dichtekorrektur wird unter Verwendung der nachstehenden Formeln (4) und (5) berechnet. Die Abgas-Durchflußmenge nach den erwähnten Korrekturen wird ausgedrückt durchThe exhaust gas flow rate after temperature and density correction is calculated using formulas (4) and (5) below. The exhaust gas flow rate after the mentioned corrections is expressed by
Tu Po . · po Q(Nm3/Std.) = Qi x J - χ — χ -^-— .... (4)Tu Po. · Po Q (Nm 3 / hr) = Qi x J - χ - χ - ^ - .... (4)
To Pu pn . :' '/' :' -:' ' :'· ' " -· . ' ·' " . .· ' '. . ' In vorstehender Gleichung (4) bedeuten:To Pu pn . : '' / ' : ' - : '' : '·'"- ·. '·'". · ''. , In the above equation (4),
Qi' : Die Abgas-Durchflußmenge. bestimmt mit dem Blenden strömungsmesser (Qi = Ky1AP/ m3/Std.); A^* : Den Druckunterschied an der Blende in kg/cm2;Qi ': the exhaust gas flow rate. determined with the blend flow meter (Qi = Ky 1 AP / m 3 / hr); A ^ * : The pressure difference at the diaphragm in kg / cm 2 ;
To : Die Temperatur des Abgases bei der Geräteeichung in eC; . - jJ To: The temperature of the exhaust gas at the device calibration in e C; , - yy
Tu : Die Temperatur des Abgases im Betrieb in 0C; Po : Den Druck des Abgases bei der Geräteeichung in kg/cm2;Tu: the temperature of the exhaust gas in operation at 0 C; Po: the pressure of the exhaust gas at the device calibration in kg / cm 2 ;
Pu : Den Druck des Abgases im Betrieb in kg/cm2; ρο : Die Dichte des Abgases bei der Geräteeichung inPu: the pressure of the exhaust gas during operation in kg / cm 2 ; ρο: The density of the exhaust gas at the device calibration in
ρu : Die Dichte des Abgases im Betrieb in kg/Nm3. ρ u: The density of the exhaust gas during operation in kg / Nm 3 .
.' : . . ·.·. . ' :. , ·. ·.
1' Die Dichte des Abgases kann nach Formel (5) berechnet werdenr1 'The density of the exhaust gas can be calculated according to formula (5) r
pu = Vco χ pco + Vco2 χ pco2 + V„pu = Vco χ pco + Vco 2 χ pco 2 + V "
ι- (1 - Vco - Vco2 - Vh2) χ pLuft (5)ι- (1 - Vco - Vco 2 - V h2 ) χ p air (5)
In vorstehender Formel bedeuten:In the above formula mean:
Vco Vco,Vco Vco,
pCO pCO2 pCO pCO 2
PH2 PH 2
Den CO-Gehalt im Abgas in Volumenprozent; Den CO~-Gehalt im Abgas in Volumenprozent; Den H0-Gehalt im Abgas in Volumenprozent;The CO content in the exhaust gas in volume percent; The CO ~ content in the exhaust gas in volume percent; The H 0 content in the exhaust gas in volume percent;
Die Dichte von gasförmigem CO = 1,250 kg/Nm3;The density of gaseous CO = 1.250 kg / Nm 3 ;
Die Dichte von gasförmigem CO2= 1,977 kg/Nm3; Die Dichte von gasförmigem H2 =0,0899 kg/Nm3;The density of gaseous CO 2 = 1.977 kg / Nm 3 ; The density of gaseous H 2 = 0.0899 kg / Nm 3 ;
_ -. . Die Dichte von Luft = 1,293 kg/Nm3._ -. , The density of air = 1.293 kg / Nm 3 .
IVU 3CtIVU 3Ct
Der Zeitaufwand für die Analyse des Abgases beträgt etwa 3 Sekunden für CO und CO2 und etwa 20 Sekunden für H2. Die gesamte für die Analyse erforderliche Zeit von der Entnahme der Probe des Abgases bis zum Anschluß der Berechnung des Kohlenstoffgehalts in der Stahlschmelze beträgt höchstens 30 Sekunden. Es ist somit möglich, die Bestandteile des Abgases kontinuierlich innerhalb beträchtlich kürzerer Zeit zu erfassen, als zur Durchführung der Probenentnahme und Analyse der Stahlschmelze im herkömmlichen Analyseverfahren erforderlich ist. S'-*· The time required for the analysis of the exhaust gas is about 3 seconds for CO and CO 2 and about 20 seconds for H 2 . The total time required for the analysis from sampling the exhaust gas to connecting the calculation of the carbon content in the molten steel is at most 30 seconds. It is thus possible to detect the components of the exhaust gas continuously within considerably shorter time than is required to perform the sampling and analysis of the molten steel in the conventional analysis methods. S '- * ·
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ferner der durch die vorstehend erläuterte Berechnung ermittelte Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze mit den Werten verglichen, die dadurch gewonnen werden, daß in Abständen Proben der Stahlschmelze im Verlauf der Vakuumentgasung entnommen und analysiert werden. Falls ein beträchtlicher Unterschied zwischen diesen Werten auftritt, wird der durch Berechnung bestimmte Kohlenstoffgehalt in Abstimmung mit diesem Unterschied korrigiert.Further, according to the method of the present invention, the carbon content of the molten steel determined by the above-explained calculation is compared with the values obtained by periodically taking and analyzing samples of the molten steel in the course of vacuum degassing. If there is a significant difference between these values, the carbon content determined by calculation is corrected in accordance with this difference.
L JL J
Als nächstes;wird das Verfahren zur Steuerung des Drucks im Entgasungsgefäß 3 ausgehend vom Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze, wie er durch die Berechnung erhalten wird, sowie das Verfahren zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des in das Entgasungsgefäß 3 geblasenen Sauerstoffs erläutert.Next, the method of controlling the pressure in the degassing vessel 3 from the carbon content of the molten steel obtained by the calculation and the method of controlling the flow rate of the oxygen blown into the degassing vessel 3 will be explained.
' '- - '.- . · : .. · · .·· - '. ..... ' !' ' ' :·· "''' - - '.-. · : .. · ·. ·· - '. ..... '!''': ·· "'
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Steuerung des Drucks im Entgasungsgefäß dadurch bewirkt, daß vorher die Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze und dem Druck im Entgasungsgefäß (Fig. 2) in dem Speiclilr 10'fS^* speichert wird. Danach wird dem Speicher 10 ein Signal übermittelt, das den Wert des Kohlenstoffgehalts der Stahlschmelze wiedergibt, wie er durch die vorstehend erläuterte Berechnung zum Zeitpunkt t min. nach dem Beginn der Vakuumentgasung bestimmt wurde. Dieser bestimmte Kohlenstoffgehalt wird mit dem vorher im Speicher 10 gespeicherten · Wert verglichen. Sodann wird über die Steuereinrichtung 11 eine Anweisung zur Einstellung der Ventilöffnung an die Einrichtung 8 zur Druckeinstellung übermittelt. Dadurch wirdIn the process of the present invention, the control of the pressure in the degassing vessel is effected by previously storing the relationship between the carbon content of the molten steel and the pressure in the degassing vessel (Figure 2) in the reservoir 10'fS ^ *. Thereafter, a signal is transmitted to the memory 10, which represents the value of the carbon content of the molten steel, as determined by the above-described calculation at time t min. was determined after the beginning of the vacuum degassing. This particular carbon content is compared with the value previously stored in memory 10. Then, an instruction for adjusting the valve opening is transmitted to the device 8 for pressure adjustment via the control device 11. This will
der Druck im Entgasungsgefäß 3 eingestellt. Das Verfahren zur Steuerung des Drucks im Entgasungsgefäß 3 durch Einstellung der Ventilöffnung der Einrichtung 8 zur Druckeinstellung ist in der JP-OS 1311/78 beschrieben. Danach wirdthe pressure in the degassing vessel 3 is set. The method of controlling the pressure in the degassing vessel 3 by adjusting the valve opening of the pressure adjusting device 8 is described in Japanese Patent Laid-Open No. 1311/78. After that will
der gewünschte Druck durch Feineinstellung der Ventilöffnung 25the desired pressure by fine adjustment of the valve opening 25th
der Einrichtung 8 zur Druckeinstellung erhalten. Vorzugsweise wird im erfindungsgemäßen Verfahren von dem in der vorgenannten JP-OS beschriebenen Verfahren Gebrauch gemacht.the device 8 for pressure adjustment received. Preferably, in the method according to the invention, use is made of the method described in the aforementioned JP-OS.
Die Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs, der im Ver-The flow rate of oxygen, which in the
lauf der Vakuumentgasung der Stahlschmelze in das Entgasungsgefäß 3 eingeblasen werden soll, hängt von der Art der Stahlschmelze und von ihrem Kohlenstoffgehalt ab; vgl. die in Fig. 4 dargestellte Beziehung. Erfindungsgemäß wird die Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt der StahlschmelzeRun the vacuum degassing of the molten steel to be blown into the degassing vessel 3, depends on the type of molten steel and their carbon content; see. the relationship shown in Fig. 4. According to the invention, the relationship between the carbon content of the molten steel
und der Strömungsgeschwindigkeit des zugeführten Sauerstoffs gemäß Fig. 4 vor Beginn der Vakuumentgasung in dem Speicherand the flow rate of the supplied oxygen as shown in FIG. 4 before the start of vacuum degassing in the reservoir
2.22 4ί6 . 2.22 4ί6 .
- 15 - .. ..· . ' ;.- 15 - .. .. ·. ';.
10 gespeichert. Der Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze wird kontinuierlich von dem Rechner 7 erhalten. Somit wird die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffs ausgehend vom derart erhaltenen Kohlenstoffgehalt und der vorher gespeicherten Beziehung zwischen Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze und Strömungsgeschwindigkeit des zugeführten Sauerstoffs bestimmt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Die Ventilöffnung der Einrichtung 9 zur Einstellung der Sauerstoffzufuhr wird demnach mittels einer Steuereinrichtung 11 eingestellt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des zugeführten Sauerstoffs gesteuert wird.10 saved. The carbon content of the molten steel is continuously obtained from the computer 7. Thus, the desired flow rate of the oxygen is determined from the thus obtained carbon content and the previously stored relationship between carbon content of the molten steel and flow rate of the supplied oxygen, as shown in FIG. 4. Accordingly, the valve opening of the oxygen supply adjusting means 9 is adjusted by means of a controller 11, whereby the flow rate of the supplied oxygen is controlled.
Wie vorstehend ausgeführt, wird die Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze und dem Druck, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, und die Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze und der Strömungsgeschwindigkeit des zugeführten Sauerstoffs, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, in den jeweiligen, auf die Art des zu entgasenden Stahls bezogenen Modellen in dem Speicher 10 gespeichert. Der Druck in dem Entgasungsgefäß 3 und die Strömungsgeschwindigkeit des in das Entgasungsgefäß 3 eingeblasenen Sauerstoffs werden gleichzeitig automatisch^aus-. gehend von dem im Rechner 7 erhaltenen Kohlenstoff gehalt,, eingestellt. Der Kohlenstoffgehalt der Stahlschmelze wird in kontinuierlicher Weise ermittelt. Eine Analysenverzögerung und damit eine Durchführung der Einstellung nach der subjektiven Meinung des Bedienungspersonals wird demnach vermieden, und die Einstellung kann in genauer Weise durchgeführt . werden.As stated above, the relationship between the carbon content of the molten steel and the pressure as shown in FIG. 2 and the relationship between the carbon content of the molten steel and the flow rate of the supplied oxygen as shown in FIG the respective, related to the type of steel to be degassed models stored in the memory 10. The pressure in the degassing vessel 3 and the flow rate of the blown into the degassing vessel 3 oxygen are simultaneously automatically off. going from the carbon content obtained in the computer 7, set. The carbon content of the molten steel is determined in a continuous manner. An analysis delay and thus an implementation of the setting according to the subjective opinion of the operator is thus avoided, and the adjustment can be carried out in an accurate manner. become.
. ·· . ..· . : ·. '· . . , ··. .. ·. : ·. '·. ,
- Ausführungsbeispiel - Embodiment
Zur Durchführung der Vakuumentgasung von 17-Cr-nichtrostendem Stahl werden 115 t Stahlschmelze, die im LD-Konverter gefrischt wurden, im Entgasungsgefäß gemäß der Erfindung be-To carry out the vacuum degassing of 17-Cr stainless steel, 115 t of molten steel, which had been refined in the LD converter, are removed in the degassing vessel according to the invention.
' . ··" .' ' ' - 16 - ''. ·· ". ''' - 16 - '
handelt. Die Zusammensetzung der Stahlschmelze vor Beginn der Entgasung ist in Tabelle I aufgeführt.is. The composition of the molten steel prior to degassing is listed in Table I.
Im Verlauf der Vakuumentgasung werden ein Abgas-Strömungsmesser und ein Abgas-Analysätor, die im Äbstrom des Strömungsmessers angeordnet sind,zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases.und zur kontinuierlichen Analyse des im Abgas enthaltenen CO, CO2 und H2 verwendet. Als Ana-In the course of the vacuum degassing, an exhaust gas flow meter and an exhaust gas analyzer, which are arranged in the flow current of the flow meter, are used to determine the flow velocity of the exhaust gas and to continuously analyze the CO, CO 2 and H 2 contained in the exhaust gas. As ana-
JC lysator wird ein Infrarot-Spektroraeter verwendet.JC lysator uses an infrared spectra meter.
Es werden kontinuierlich erhalten: Die Werte der Strömungsgeschwindigkeit des Abgases durch die Messung mit dem Strömungsmesser; die Werte für die Zusammensetzung des Abgases durch die Bestimmung mit dem Analysator; der Kohlenstoffgehalt in der Stahlschmelze durch Berechnung mit dem Rechner. Diese Werte werden in Abständen von 5 Minuten erhalten. Sie sind in Tabelle II zusammengefaßt.The following are obtained continuously: The values of the flow rate of the exhaust gas through the measurement with the flow meter; the values for the composition of the exhaust gas by the determination with the analyzer; the carbon content in the molten steel by calculation with the calculator. These values are obtained at intervals of 5 minutes. They are summarized in Table II.
2020
- 17 -- 17 -
Dauer der Sauer stoffzufuhr: 3 bis 43 nun nach Beginn der Entgasung.Duration of oxygen supply: 3 to 43 now after start of degassing.
Ein Mikrocomputer mit einem Hauptspeicher von 4 kWorte wird als Rechner, Speicher und Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Kohlenstoffgehalts in der Stahlschmelze verwendet. Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung den Rechner für die Berechnung des Kohlenstoffgehaltes, der_in folgendem Mikrocomputer enthalten ist:A microcomputer with a main memory of 4 kWorte is used as a computer, memory and control device for controlling the carbon content in the molten steel. Fig. 6 shows a schematic representation of the calculator for calculating the carbon content contained in the following microcomputer:
Hersteller: Typ: Kapazität:Manufacturer: Type: Capacity:
Tokyo Shibaura Denki (Toshiba), JapanTokyo Shibaura Denki (Toshiba), Japan
TOSMIC 12ATOSMIC 12A
28,5 kWorte (Hauptspeicher: 4 kWorte)28.5 kW (main memory: 4 kW places)
Die Analogeingaben enthalten diejenigen, die den Bestandteilen, der Strömungsgeschwindigkeit und der Temperatur des Abgases entsprechen, während zu den Digitaleingabeh die-The analog inputs include those that correspond to the constituents, the flow rate, and the temperature of the exhaust gas, while to the digital input.
2020
3030
jenigen gehören, die die Masse der Stahlschmelze, den prozentualen Kohlenstoffgehalt vor der Entgasung und den korrigierten prozentualen Kohlenstoffgehalt wiedergeben.include the mass of the molten steel, the percent carbon content before degassing and the corrected percentage carbon content.
Die Fig. 7 und 8 zeigen in schematischer Darstellung die Einrichtung zur Steuerung des Drucks im Entgasungsgefäß und die Einrichtung 'zur Steuerung der Strömungsgeschwindig- keit des in das Entgasungsgefäß eingeblasenen Sauerstoffs. Diese Steuerungseinrichtungen sind ebenfalls in dem vorstehend genannten Mikrocomputer enthalten.7 and 8 show a schematic representation of the device for controlling the pressure in the degassing vessel and the device for controlling the flow velocity of the oxygen blown into the degassing vessel. These controllers are also included in the aforementioned microcomputer.
Die Beziehungen, die in den Fig. 2 und 4 dargestellt sind, sind in dem Speicher enthalten. Druck und Strömungsgeschwindigkeit der Sauerstoffzufuhr werden ausgehend von dem Modell für 17-Cr-nichtrostenden Stahl gesteuert. Zum Vergleich werden außerdem Probenentnahme und Analyse der Stahlschmelze gemäß dem üblichen Verfahren durchgeführt. Die Analysenergebnisse sind in Tabelle III zusammengefaßt. .The relationships shown in Figs. 2 and 4 are included in the memory. Pressure and flow rate of oxygen delivery are controlled from the model for 17 Cr stainless steel. For comparison, sampling and analysis of the molten steel are also conducted according to the usual method. The analytical results are summarized in Table III. ,
. Tabelle III : V, Table III : V
3535
- I9 -- I 9 -
Tabelle III zeigt, daß die Werte für den Kohlenstoffgehalt in der Stahlschmelze, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren berechnet werden (Tabelle II), innerhalb einer Abweichung von _+ O,O2 % mit den Werten für den Kohlenstoffgehalt in der Stahlschmelze übereinstimmen, die durch Probenentnahme und Analyse der Proben der Stahlschmelze nach dem übliehen Verfahren erhalten werden. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren berechneten Werte des Kohlenstoffgehaltes in der Stahlschmelze sind demnach in hohem Maße verläßlich.Table III shows that the values for the carbon content in the molten steel calculated by the method according to the invention (Table II) within a deviation of + + O, O2% agree with the values for the carbon content in the molten steel by sampling and analysis of the molten steel samples according to the usual method. The calculated values of the carbon content in the molten steel according to the method of the invention are therefore highly reliable.
Außerdem können die Steuerung des Drucks im Entgasungsgefäß und die Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit des in das Entgasungsgefäß eingeblasenen Sauerstoffs ausgehend von der Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt in der Stahlschmelze und dem Druck und von der Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt in der Stahlschmelze und der Strömungsgeschwindigkeit der Sauerstoffzufuhr automatisch und mit hoher Genauigkeit in Übereinstimmung mit einem vorher festgelegten Muster durchgeführt werden. In addition, the control of the pressure in the degassing vessel and the control of the flow velocity of the oxygen injected into the degassing vessel can automatically and with the aid of the relationship between the carbon content in the molten steel and the pressure and the relationship between the carbon content in the molten steel and the flow rate of the oxygen supply high accuracy can be performed in accordance with a predetermined pattern.
Claims (5)
25the degassing vessel (3),
25
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP8534279A JPS569319A (en) | 1979-07-05 | 1979-07-05 | Vacuum treatment controller for molten steel |
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Family Applications (1)
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