RU2299914C2 - Method of testing tuyere during blowing melt in ladle - Google Patents

Method of testing tuyere during blowing melt in ladle Download PDF

Info

Publication number
RU2299914C2
RU2299914C2 RU2005121357/02A RU2005121357A RU2299914C2 RU 2299914 C2 RU2299914 C2 RU 2299914C2 RU 2005121357/02 A RU2005121357/02 A RU 2005121357/02A RU 2005121357 A RU2005121357 A RU 2005121357A RU 2299914 C2 RU2299914 C2 RU 2299914C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wavelet
indicator
tuyere
lance
time
Prior art date
Application number
RU2005121357/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005121357A (en
Inventor
Александр Евдокимович Кошелев (RU)
Александр Евдокимович Кошелев
Людмила Ивановна Криволапова (RU)
Людмила Ивановна Криволапова
Ольга Александровна Кравцова (RU)
Ольга Александровна Кравцова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кузбасская государственная педагогическая академия (КузГПА)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кузбасская государственная педагогическая академия (КузГПА) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Priority to RU2005121357/02A priority Critical patent/RU2299914C2/en
Publication of RU2005121357A publication Critical patent/RU2005121357A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2299914C2 publication Critical patent/RU2299914C2/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy.
SUBSTANCE: method comprises processing data obtained from the signals of controlled parameters of blowing (pressure and gas flow rate, tuyere position) by the wavelet analysis, normalizing the time series by the maximum value in each time series, calculating the values of wavelet factor that characterizes the structure variations in the signal, storing the calculated values of the wavelet factor, determining the extremum value of the wavelet factor at the current time moment at all levels of detailing of the signal structure, and founding the synchronous extremal values of wavelet factors at all levels of detailing.
EFFECT: enhanced reliability of testing.

Description

Изобретение относится к металлургическому производству, в частности к внепечной обработке металла в ковше, и может быть использовано в системах контроля состояния продувочной фурмы для обработки стали в ковше азотом или аргоном.The invention relates to metallurgical production, in particular to secondary furnace treatment of metal in a ladle, and can be used in purge lance monitoring systems for treating steel in a ladle with nitrogen or argon.

Разнообразие технологических приемов продувки стали в ковше газами обусловило создание большого числа конструктивно различающихся продувочных устройств, в том числе погружаемые фурмы. В настоящее время на большинстве металлургических заводов России в эксплуатации находятся установки, основанные на верхней продувке металла. Процесс внепечной обработки металла на установках подобного типа заключается в следующем: продувку металла ведут при положении сопла фурмы 0,05-0,1 от высоты уровня расплава в ковше, через 1-2 минуты сопло перемещают в положение 0,2-0,3 от высоты уровня расплава в ковше и продувку ведут в течение 1-3 минут, после чего фурму опускают в первоначальное положение и продувку ведут в течение 2-5 минут, по ходу продувки осуществляется 2-3 замера текущей температуры расплава. После 10-20 минут чистого времени продувки (3-5 плавок) происходит заметалливание газового отверстия фурм. Под заметалливанием понимается "зарастание" внутренней поверхности фурмы в ее нижней части. Во время продувки фурма находится в контакте с горячим расплавом, попадающим внутрь фурмы. Во время периодических замеров температуры жидкого металла фурма частично остывает под действием окружающей среды. В результате этого происходит "зарастание" продувочного сопла фурмы. В процессе продувки возможны ситуации, когда расплавленный металл разъедает некоторые швы между огнеупорными блоками, предназначенными для защиты фурмы от воздействия расплава, достигает поверхности металлической трубы и прожигает ее, в результате чего возникают свищи. При дальнейшей эксплуатации такой фурмы часть газа уходит через возникшие свищи. Фактически это означает, что продувка осуществляется на меньшей глубине, чем показывают приборы контроля глубины погружения фурмы. В случае расположения свища вне расплава часть газа уходит через свищ по поверхности металла, что вообще делает неэффективным процесс продувки расплава газом. Возникновение свищей в продувочной фурме и ее заметалливание в совокупности приводят к появлению третьего дефекта, так называемого укорочения фурмы. Газ, находящийся в фурме под высоким давлением в результате заметалливания, разрывает ее в местах появления свищей, при этом внезапное укорочение фурмы может составить до одного метра [1].A variety of technological methods for purging steel in a bucket with gases led to the creation of a large number of structurally different purging devices, including submersible tuyeres. At present, most metallurgical plants in Russia are in operation units based on the upper purge of metal. The process of out-of-furnace metal processing at plants of this type is as follows: metal is purged when the tuyere nozzle is 0.05-0.1 from the height of the melt level in the bucket, after 1-2 minutes the nozzle is moved to the position 0.2-0.3 from the height of the melt level in the bucket and the purge are carried out for 1-3 minutes, after which the lance is lowered to its original position and the purge is carried out for 2-5 minutes, during the purge 2-3 measurements of the current temperature of the melt are carried out. After 10-20 minutes of pure purge time (3-5 heats), the tuyere gas hole is noticeable. By obscuration is meant "overgrowing" of the inner surface of the lance in its lower part. During blowing, the lance is in contact with the hot melt that enters the lance. During periodic measurements of the temperature of the liquid metal, the lance partially cools under the influence of the environment. As a result of this, the tuyere blowing nozzle “overgrows”. During purging, situations are possible when molten metal corrodes some joints between refractory blocks designed to protect the tuyeres from the influence of the melt, reaches the surface of the metal pipe and burns it, resulting in fistulas. With the further operation of such a lance, part of the gas leaves through the arising fistulas. In fact, this means that the purge is carried out at a shallower depth than the lance immersion depth control devices show. If the fistula is located outside the melt, part of the gas leaves through the fistula along the metal surface, which generally makes the process of blowing the melt with gas inefficient. The occurrence of fistulas in the purge lance and its notching together lead to the appearance of a third defect, the so-called lance shortening. Gas located in the lance under high pressure as a result of obscuring breaks it in the places where fistulas appear, while the sudden shortening of the lance can be up to one meter [1].

Управление процессом обработки металла на установках с верхней продувкой чаще всего осуществляется в полуавтоматическом режиме по разработанным программам изменения глубины погружения фурмы, времени продувки и расхода газа, при этом предполагается неизменность состояния фурмы от начала и до конца продувки одной плавки. Однако фактическое ее состояние может измениться настолько, что целесообразно прекратить продувку, заменить фурму и лишь затем продолжить процесс обработки металла [2].The metal processing process in installations with top blowing is most often carried out in a semi-automatic mode according to the developed programs for changing the depth of immersion of the lance, time of blowing and gas flow, while it is assumed that the lance remains unchanged from the beginning to the end of purging of one melt. However, its actual state can change so much that it is advisable to stop the purge, replace the lance and only then continue the process of metal processing [2].

Основным недостатком подобных систем является то, что нет возможности производить во время продувки расплава в ковше оперативную оценку состояния фурмы: наличие свищей, "заметалливания" и укорочения фурмы.The main disadvantage of such systems is that it is not possible to carry out an operational assessment of the tuyere during the melt purge in the bucket: the presence of fistulas, "obscuring" and shortening of the tuyere.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ оперативной оценки состояния фурмы при продувке расплава в ковше, включающий измерение величины давления перед фурмой [3]. Для оценивания длины части фурмы, погруженной в расплав, фурму опускают в нижнее положение для определения максимальной величины давления, а далее проводят непрерывную регистрацию величины давления перед фурмой в течение всего периода продувки и путем сопоставления текущего и максимального значения давления анализируют динамику изменения полученной временной последовательности данных, с момента опускания фурмы в нижнее положение и до начала ее поднятия.Closest to the technical nature of the proposed method is a method for the rapid assessment of the state of the lance when blowing the melt in the bucket, which includes measuring the pressure in front of the lance [3]. To estimate the length of the part of the tuyere immersed in the melt, the tuyere is lowered to the lower position to determine the maximum pressure value, and then the pressure value is continuously recorded in front of the tuyere during the entire purge period and, by comparing the current and maximum pressure values, the dynamics of the obtained time sequence of data is analyzed , from the moment the lance is lowered to the lower position and until it starts to rise.

Недостатком способа является то, что результаты регистрации величины давления перед фурмой выводятся на устройство отображения информации на текущий момент времени, а для принятия решения о продолжении продувки или ее остановки обслуживающему персоналу необходимо сравнивать текущее состояние фурмы и ее состояние в предшествующие моменты времени.The disadvantage of this method is that the results of recording the pressure before the lance are output to the information display device at the current time, and to decide on whether to continue purging or stopping it, maintenance personnel need to compare the current state of the lance and its state at previous times.

Задачей изобретения является разработка способа диагностики состояния фурмы на установке продувки стали газом, основанного на структурном анализе сигналов технологических параметров процесса: величина давления, расход газа, положение фурмы, и позволяющего выявлять дефекты фурмы в автоматическом режиме с предоставлением информации о ее состоянии в динамике.The objective of the invention is to develop a method for diagnosing the state of the lance at the installation of purging steel gas, based on the structural analysis of signals of technological parameters of the process: pressure value, gas flow rate, position of the lance, and allowing to detect defects of the lance in automatic mode with the provision of information about its state in dynamics.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе контроля состояния фурмы при продувке расплава в ковше, включающем определение состояния фурмы по сигналам, характеризующим расход и давление газа, а также положение фурмы, формируют временные ряды из этих сигналов, затем осуществляют нормирование исследуемых временных рядов по максимальному значению сигнала в каждой анализируемой временной последовательности, дальнейшую обработку нормированных временных рядов в течение всего времени продувки осуществляют с использованием метода структурного анализа временных рядов, а именно вейвлет-анализа: рассчитывают значение вейвлет-показателя W(l,a,b) по математическому выражениюThe essence of the invention lies in the fact that in the method of monitoring the state of the tuyere when blowing the melt in the bucket, which includes determining the state of the tuyere by signals characterizing the flow rate and pressure of the gas, as well as the position of the tuyere, form time series from these signals, then normalize the studied time series by the maximum signal value in each analyzed time sequence, further processing of normalized time series during the entire purge time is carried out using the method and structural analysis of time series, namely, wavelet analysis: calculate the value of the wavelet indicator W (l, a, b) using a mathematical expression

Figure 00000001
Figure 00000001

где х(l) - фактическое значение анализируемого сигнала в l-й момент времени; φ*(а,b) - тип нелинейной весовой функции - вейвлет-базис; а - параметр масштабирования, b - параметр смещения по оси времени; L - число данных на скользящем интервале вычисления вейвлет-показателя, j - номер одного из трех контролируемых сигналов; производят определение экстремального значения вейвлет-показателя на текущий момент времени на всех уровнях детализации структуры сигнала из множества запомненных расчетных данных

Figure 00000002
и при синхронном появлении экстремальных значений вейвлет-показателя на всех заданных уровнях детализации структуры любых сигналов из трех исследуемых фиксируют изменения в состоянии фурмы, анализируют полученные значения вейвлет-показателя для расхода и давления газа и положения фурмы: при попадании полученных значений вейвлет-показателя в заранее установленный диапазон констатируют отсутствие дефекта фурмы, если данные условия не выполняются, процесс продувки останавливают; расчетные значения вейвлет-показателя отображаются на мониторе в графическом виде.where x (l) is the actual value of the analyzed signal at the l-th moment of time; φ * (a, b) - type of nonlinear weight function - wavelet basis; а - scaling parameter, b - displacement parameter along the time axis; L is the number of data on the moving interval of calculating the wavelet indicator, j is the number of one of the three monitored signals; determine the extreme value of the wavelet indicator at the current time at all levels of detail of the signal structure from the set of stored calculation data
Figure 00000002
and with the simultaneous appearance of extreme values of the wavelet indicator at all given levels of detail of the structure of any signals from the three studied, the changes in the tuyere state are recorded, the obtained values of the wavelet index for gas flow and pressure and the position of the tuyeres are analyzed: when the obtained values of the wavelet index are in advance the established range state the absence of a lance defect, if these conditions are not met, the purge process is stopped; the calculated values of the wavelet indicator are displayed on the monitor in graphical form.

Предлагаемый метод позволяет выявлять дефекты в автоматическом режиме, а также фиксировать в протоколе продувки наличие дефекта фурмы, выдать "тревожную" информацию технологическому персоналу или даже аварийно остановить продувку.The proposed method allows you to detect defects in automatic mode, as well as to record the presence of a lance defect in the purge protocol, issue “alarming” information to the process personnel, or even emergency stop the purge.

ЛитератураLiterature

1. Коган А.Е. Внепечные и ковшевые процессы. - Новокузнецк: Изд-во Кузбасского политехнического института 1990, с.41-42.1. Kogan A.E. Out-of-furnace and ladle processes. - Novokuznetsk: Publishing House of the Kuzbass Polytechnic Institute 1990, pp. 41-42.

2. Авторское свидетельство, 1305179, кл. С21С 7/064, 1987.2. Copyright certificate, 1305179, cl. C21C 7/064, 1987.

3. Свекров В.М., Веревкин В.И., Буторин В.К., Кошелев А.Е., Штайгер А.Ф., Обшаров М.В. Способ оперативной оценки состояния фурмы при продувке расплава в ковше. / Патент РФ № 2101366, кл. С21С 7/072, Бюл. № 1, 1998 г.3. Svekrov V.M., Verevkin V.I., Butorin V.K., Koshelev A.E., Steiger A.F., Obsharov M.V. A method for the rapid assessment of the state of the tuyere while blowing the melt in the bucket. / RF patent No. 2101366, cl. C21C 7/072, Bull. No. 1, 1998

Claims (1)

Способ контроля состояния фурмы при продувке расплава в ковше, включающий определение состояния фурмы по сигналам, характеризующим расход и давление газа, а также положение фурмы, отличающийся тем, что из сигналов, характеризующих изменение расхода и давления газа, а также положения фурмы, формируют временные ряды, затем осуществляют нормирование исследуемых временных рядов по максимальному значению сигнала в каждой анализируемой временной последовательности, дальнейшую обработку временных рядов в течение всего времени продувки осуществляют с использованием метода структурного анализа временных рядов, а именно вейвлет-анализа, при этом рассчитывают значение вейвлет-показателя W(l,a,b) по математическому выражениюA method for monitoring the state of the tuyere when blowing the melt in the ladle, including determining the state of the tuyere by signals characterizing the gas flow and pressure, as well as the position of the tuyere, characterized in that the signals characterizing the change in gas flow and pressure, as well as the tuyere position, form time series then normalize the studied time series by the maximum signal value in each analyzed time sequence, further processing of the time series during the entire purge time is carried out Using the method of structural analysis of time series, namely, wavelet analysis, the value of the wavelet indicator W (l, a, b) is calculated from the mathematical expression
Figure 00000003
Figure 00000003
 где x(l) - фактическое значение анализируемого сигнала в l-й момент времени; φ*(а,b) - тип нелинейной весовой функции - вейвлет-базис; а - параметр масштабирования; b - параметр смещения по оси времени; L - число данных на скользящем интервале вычисления вейвлет-показателя; j - номер одного из трех контролируемых сигналов, рассчитанные значения вейвлет-показателя отображают на мониторе в графическом виде, производят определение экстремального значения вейвлет-показателя на текущий момент времени на всех уровнях детализации структуры сигнала из множества запомненных расчетных данныхwhere x (l) is the actual value of the analyzed signal at the l-th moment of time; φ * (a, b) - type of nonlinear weight function - wavelet basis; а - scaling parameter; b is the parameter of displacement along the time axis; L is the number of data on the moving interval of calculating the wavelet indicator; j is the number of one of the three monitored signals, the calculated values of the wavelet indicator are displayed on the monitor in graphical form, the extreme value of the wavelet indicator is determined at the current time at all levels of detail of the signal structure from the set of stored calculation data
Figure 00000004
Figure 00000004
 и при синхронном появлении экстремальных значений вейвлет-показателя на всех заданных уровнях детализации структуры исследуемых сигналов фиксируют изменения в состоянии фурмы, анализируют полученные значения вейвлет-показателя для расхода и давления газа и положения фурмы, причем при попадании полученных значений вейвлет-показателя в заранее установленный диапазон констатируют отсутствие дефекта фурмы, а при невыполнении данных условий процесс продувки останавливают.and with the simultaneous appearance of extreme values of the wavelet indicator at all given levels of detail of the structure of the studied signals, changes in the lance state are recorded, the obtained values of the wavelet indicator for gas flow and pressure and the position of the lance are analyzed, and when the obtained values of the wavelet indicator fall into a predetermined range note the absence of a lance defect, and if the conditions are not fulfilled, the purge process is stopped.
RU2005121357/02A 2005-07-07 2005-07-07 Method of testing tuyere during blowing melt in ladle RU2299914C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121357/02A RU2299914C2 (en) 2005-07-07 2005-07-07 Method of testing tuyere during blowing melt in ladle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121357/02A RU2299914C2 (en) 2005-07-07 2005-07-07 Method of testing tuyere during blowing melt in ladle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005121357A RU2005121357A (en) 2007-02-10
RU2299914C2 true RU2299914C2 (en) 2007-05-27

Family

ID=37862042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005121357/02A RU2299914C2 (en) 2005-07-07 2005-07-07 Method of testing tuyere during blowing melt in ladle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2299914C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005121357A (en) 2007-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101141995B1 (en) Method for controlling a molten metal bath bubbling in a metallurgical vessel and a device for carrying out said method
WO2016015386A1 (en) Converter slagging monitoring method and system
KR20150143588A (en) Method for determining the state of the tap of a metallurgical vessel in particular
US20120312124A1 (en) System for furnace slopping prediction and lance optimization
JP2015052149A (en) Method for determining operational situation of blast furnace
EP3546600A1 (en) Device and method for measuring surface level of molten metal
RU2299914C2 (en) Method of testing tuyere during blowing melt in ladle
CN106795573B (en) Method and device for determining the ignition time point in an oxygen converting process
CN111518975A (en) Blast furnace tuyere small sleeve damage monitoring method and system
KR102065222B1 (en) Monitoring apparatus for splash status of molten steel
KR100965975B1 (en) The method on the prediction the falling of clogging material in the submerged entry nozzle and operation method of finishing line at continuous casting
US5024086A (en) Method of measurement of the level of the surface of a metal bath
KR101312526B1 (en) Method for measuring arc stability of electric furnaces and operating method of electric arc furnace using the same
JP2003145257A (en) Method for judging completion in pouring of molten steel and judging instrument therefor
US20210047702A1 (en) Method to control slag foaming in a smelting process
KR101258767B1 (en) Monitoring apparatus for refractories abrasion of electric furnace
Eremenko et al. Determination of slag outflow moment during steel teeming using competitive neural network
JP2003010950A (en) Detecting method for surface flaw in continuous casting, and continuous casting method
CN113564296B (en) Splashing early warning method and system for steel converter and industrial control equipment
RU2024117655A (en) FURNACE CONDITION ASSESSMENT DEVICE, FURNACE CONDITION ASSESSMENT METHOD AND LIQUID STEEL PRODUCTION METHOD
JP4715617B2 (en) Abnormality detection method, abnormality detection system, and abnormality detection device for detecting abnormality of vacuum degassing device
SU1010140A1 (en) Method for vacuum treating molten steel in ladle
RU2711852C1 (en) Method of determining metal level of calm bath of converter
RU57281U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THE THICKNESS OF THE SLAG LAYER IN THE CONVERTER AND FORECASTING THE PHOSPHORUS CONTENT IN THE METAL
JP7485247B1 (en) METHOD FOR DETECTING MELT HEIGHT, DEVICE FOR DETECTING MELT HEIGHT, AND MELT PRODUCTION METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070708