RU2766939C2 - Способ и устройство для определения различных переменных в носке металлургического конвертера - Google Patents

Способ и устройство для определения различных переменных в носке металлургического конвертера Download PDF

Info

Publication number
RU2766939C2
RU2766939C2 RU2019118680A RU2019118680A RU2766939C2 RU 2766939 C2 RU2766939 C2 RU 2766939C2 RU 2019118680 A RU2019118680 A RU 2019118680A RU 2019118680 A RU2019118680 A RU 2019118680A RU 2766939 C2 RU2766939 C2 RU 2766939C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
toe
induction coil
impedance
coil
power supply
Prior art date
Application number
RU2019118680A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2019118680A3 (ru
RU2019118680A (ru
Inventor
Христиан МАНХАРТ
Горан ВУКОВИЧ
Клаус ГАМВЕГЕР
Original Assignee
Рефрактори Интеллектуал Проперти ГмбХ энд Ко. КГ
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
Priority claimed from PCT/EP2016/079100 external-priority patent/WO2017093236A1/de
Application filed by Рефрактори Интеллектуал Проперти ГмбХ энд Ко. КГ filed Critical Рефрактори Интеллектуал Проперти ГмбХ энд Ко. КГ
Publication of RU2019118680A publication Critical patent/RU2019118680A/ru
Publication of RU2019118680A3 publication Critical patent/RU2019118680A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2766939C2 publication Critical patent/RU2766939C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
    • B22D2/001—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass for the slag appearance in a molten metal stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/08—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like for bottom pouring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/24—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings characterised by a rectilinearly movable plate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/28—Plates therefor
    • B22D41/36—Treating the plates, e.g. lubricating, heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/44—Consumable closure means, i.e. closure means being used only once
    • B22D41/46—Refractory plugging masses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/60—Pouring-nozzles with heating or cooling means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C21C5/46—Details or accessories
    • C21C5/4653—Tapholes; Opening or plugging thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/04—Arrangements of indicators or alarms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/15—Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1509—Tapping equipment
    • F27D3/1518—Tapholes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
    • B22D11/186—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by using electric, magnetic, sonic or ultrasonic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/52—Manufacturing or repairing thereof
    • B22D41/54—Manufacturing or repairing thereof characterised by the materials used therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C2005/5288—Measuring or sampling devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/582—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters without electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

Изобретение относится к области металлургического производства и может быть использовано для определения параметров в носке металлургического конвертера с целью управления процессом литья. Способ включает генерирование в катушке, окружающей выпускное отверстие носка, переменного тока с предварительно заданной частотой с помощью блока питания и оценки и определение параметров в носке посредством этого блока. При этом в качестве катушки используют катушку индукционного нагревателя и определяют текущие значения импеданса этой катушки или ее импеданса и индуцированного в ней тока, оценивают текущие значения таких параметров в носке, как: доля шлака в расплавленном металле во время разливки, степень износа огнеупорных деталей в разливочном канале, наличие затвердевшего расплавленного металла или закупоривающего материала в разливочном канале. На основании сравнения полученных текущих значений с их калибровочными референтными значениями приводят в действие запорный элемент носка и осуществляют нагрев металла в разливочном канале или восстановление разливочного канала. Изобретение касается также соответствующего устройства. Использование изобретения позволяет расширить технологические возможности способа и устройства. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к способу и устройству для определения различных параметров в носке металлургического конвертера и управления процессом литья расплавленного металла согласно преамбуле п. 1, а также к устройству по п. 5.
В опубликованном документе ЕР-А-0306792 раскрыто устройство для раннего обнаружения шлака в струе расплава из ковша, содержащего расплавленный металл, в котором предусмотрена катушка, окружающая разливочный носок под выпускным отверстием ковша. Эта приемная катушка генерирует ток, благодаря чему изменения электропроводности вытекающего расплавленного металла вследствие наличия шлака отражаются соответствующими изменениями импеданса этой приемной катушки и измеряются посредством оценки. Для этой цели предусмотрена схема с усилением сигнала, содержащая приемную катушку и регулируемый конденсатор для регулировки резонансной частоты, так что емкостная реакция цепи вследствие присутствия этого конденсатора устраняет индуктивную реакцию схемы, оставляя только импеданс, зависящий от сопротивления катушки.
В основу изобретения поставлена задача создания такого способа определения различных параметров в носке металлургического конвертера, который позволил бы оптимально использовать его в процессе литья расплавленного металла и, кроме того, гарантировал бы полное функционирование конвертера в течение всего процесса литья.
Согласно изобретению эта задача решается благодаря признакам пункта 1 и пункта 5 формулы изобретения.
С помощью этого способа в соответствии с изобретением посредством, по меньшей мере, одной катушки на носке и/или посредством индукционной катушки индукционного нагревателя определяют или измеряют различные параметры на носке, предпочтительно представляющие собой изменяемую долю шлака во время разливки расплавленного металла, степень износа огнеупорных элементов в разливочном канале, затвердевший расплавленный металл, скорость струи и/или закупоривающий материал в разливочном канале. В результате может быть приведен в действие запорный элемент для носка, металл в разливочном канале может нагреваться и/или разливочный канал может быть восстановлен.
Таким образом, простым способом может быть достигнута оптимальная эксплуатация во время разливки расплавленного металла из конвертера благодаря выявлению возникающих отклонений в течение всего периода разливки и, кроме того, в конце может быть успешно предотвращен слив шлака.
Кроме того, до или после разливки или после затвердевания расплава в носке можно очень просто установить, сколько в нем содержится затвердевшего расплава или закупоривающего материала.
Аналогично можно выявить и определить, в какой степени износостойкие элементы, формирующие носок, изношены, и в какой момент их необходимо заменить.
Кроме того, благодаря этому способу до и/или во время разливки расплава можно поддерживать расплав в разливочном канале всегда достаточно горячим для предотвращения затвердевания, или для того, чтобы возможно затвердевшие металл и/или шлак могли быть расплавлены в разливочном канале.
Следовательно, даже перед разливкой с закрытым шиберным затвором затвердевший в разливочном канале расплав и/или шлак может быть расплавлен с помощью индукционной катушки. Таким образом, весь процесс литья выполняется более надежно и, следовательно, более контролируемо, и, кроме того, может быть достигнут более длительный срок службы огнеупорных материалов носка. Таким образом, можно отказаться от использования закупоривающего материала и его высверливания или расплавления застывшего расплава или шлака с помощью обычной фурмы.
Изобретением также предусмотрено то, что индукционный нагреватель состоит из индукционной катушки, окружающей носок, и встроенной системы охлаждения. Таким образом предотвращается нагревание индукционной катушки или ее ферритной основы через футеровку или наружную облицовку печи и шиберного затвора, нагреваемого во время работы
С целью концентрации тепловыделения катушки на разливочном канале с наименьшими возможными потерями изобретением предусмотрено, чтобы индукционная катушка была встроена в опорный корпус из ферритного материала, а система охлаждения была снабжена камерой охлаждения, поверхностно окружающей опорный корпус, и камерой охлаждения, прилегающей к боковой стенке опорного корпуса, ориентированной по направлению к печи.
Еще одним преимуществом системы охлаждения индукционной катушки является то, что также возможно целевое затвердевание расплава или шлака в носке печи при закрытом шиберном затворе или выпускном отверстии. Оно может быть выявлено и соответствующим образом отображено катушкой. Например, это может служить защитой от растрескивания для обеспечения безопасной работы печи между двумя процессами литья, что может иметь важное значение для некоторых металлургических печей, например, когда во время работы носок находится ниже уровня ванны.
Внутренний кожух в области втулки снабжен твердым слоем, защищающим внутреннюю поверхность втулки, выполненным, например, из глинистого материала или SiC. Таким образом, предотвращается воздействие на втулку вытекающего расплава или шлака, или окисляющего газа, такого как, например, воздух. Это защитное действие также может быть распространено на весь внутренний кожух благодаря тому, что твердый слой выходит за пределы втулки.
Далее изобретение более подробно поясняется посредством примерного варианта воплощения со ссылками на чертежи. На чертежах показано следующее.
На фиг. 1 - частичное поперечное сечение или частичное изображение шиберного затвора согласно изобретению и носка медной анодной печи.
На фиг. 2 - диаграмма со стандартизированной кривой тока, комплексного сопротивления, комплексного угла импеданса в катушке в зависимости от соотношения смеси расплавленного металла и шлака по абсциссе.
На фиг. 3 - медная анодная печь согласно изобретению с устройством, показанным в перспективе.
На фиг. 4 - увеличенное схематическое поперечное сечение индукционного нагревателя на носке согласно фиг. 1.
На фиг.1 показан носок 5 металлургической печи, предпочтительно медно-анодной печи 1, содержащей наружную стальную облицовку 2 и огнеупорную футеровку 3. В футеровке 3 сформирован указанный носок 5, проходящий радиально наружу, с перфорированным кирпичом 11 с выпускным отверстием 12.
Шиберный затвор 10, сконструированный традиционным образом, расположен на носке 5 в качестве запорной системы выпускного отверстия 12. Носок снабжен корпусом 9, прикрепленным к наружной части печи, в котором размещена, по меньшей мере, одна огнеупорная запорная плита 6, и разъемно примыкающим к ней сверху внутренним кожухом 13. Указанный шиберный затвор 10 дополнительно имеет подвижную огнеупорную скользящую плиту 8, которая удерживается в узле (не показан), и прижимается к верхней запорной плите 6 с возможностью перемещения относительно нее в открытое или закрытое положение шиберного затвора.
На носке 5 размещен съемный индукционный нагреватель 14, который имеет индукционную катушку 15, окружающую внутренний кожух 13 над корпусом 9. Предпочтительно, на корпусе 9 установлено опорное кольцо 23, закрепленное в крепежной плите 2', прикрепленной к стальной облицовке 2 печи 1.
В способе определения параметров на носке 5 медно-анодной печи 1 предусмотрено, что посредством, по меньшей мере, одной катушки, окружающей выпускной канал 12, и блока питания и оценки, соединенных проводами, производится измерение и оценивание. Таким образом, блоком питания и оценки вырабатывается переменный ток с предварительно заданной частотой в соответствующей катушке, и с помощью блока питания и оценки измеряются изменения импеданса параметров в носке 5 и/или индуцированный ток.
Согласно изобретению, посредством, по меньшей мере, одной катушки, размещенной в огнеупорном элементе, формирующем выпускной канал 12 в перфорированном кирпиче 11, во внутреннем кожухе 13, в кольцевой втулке 30, в запорной плите шиберного затвора 10, и/или посредством указанной индукционной катушки 15 индукционного нагревателя 14, окружающей выпускной канал, определяют или измеряют на носке с целью мониторинга, по меньшей мере, один, но предпочтительно несколько параметров, таких как доля шлака во время разливки расплавленного металла, степень износа разливочного канала, наличие затвердевшего расплавленного металла и/или закупоривающего материала в разливочном канале. Кроме того, с помощью такого мониторинга можно определить скорость потока, а также проанализировать газовые включения, в частности, в виде пузырьков газа в вытекающем расплаве.
После оценки может быть приведен в действие шиберный затвор 10, соответственно, может иметь место нагрев металла в выпускном канале 12 и/или восстановление этого выпускного канала 12.
На фиг. 1, в дополнение к индукционной катушке 15, в качестве примера возможного позиционирования для упомянутого процесса мониторинга, показаны катушка 11' в перфорированном кирпиче 11, катушка 13' во внутреннем кожухе 13 и катушка 6' в запорной плите 6. Само собой разумеется, что в способе согласно изобретению может быть использована только соответствующая индукционная катушка 15 или, предпочтительно, дополнительно только одна из указанных катушек б', 11', 13' для определения различных параметров на носке 5, и, следовательно, может быть получено достаточное количество результатов. Однако, индукционная катушка 15 также может быть использована для нагрева.
Соответствующие катушки 6', 11', 13' соединены проводом 34, подобным проводу 26 для соединения индукционной катушки 15 с внешним блоком 33 питания и оценки, как показано на фиг. 3.
Указанные электропроводящие катушки 6', 11', 13' соответственно окружают сквозное отверстие огнеупорного элемента 6, 11, 13, являются предпочтительно соосными и сформированы из одной или предпочтительно из нескольких обмоток. Они снабжены проводом, проходящим снаружи огнеупорного элемента. Таким образом, они сконструированы с достаточным количеством обмоток для того, чтобы с их помощью можно было получить надлежащие условия измерения.
На основании напряжения, тока и частоты, генерируемых в катушке блоком питания и оценки, блоком питания и оценки определяются комплексное сопротивление (Z), комплексный угол (ϕ) и/или ток (I) импеданса.
Условия измерения импеданса и/или индуцированного тока определяются до, во время и/или после разливки при различных условиях доли шлака в расплаве или износа носка 5, и сохраняются в качестве калибровочных референтных значений, которые сравнивают с фактическими измеренными значениями во время и/или после разливки, и на их основании определяют требуемые величины.
Состояния измерения импеданса также могут быть определены до, во время и/или после разливки в носке в новом состоянии и во время разливки только металла или только шлака в носке в новом состоянии, и фактические значения сравниваются с начальными параметрами и оцениваются.
На фиг. 2 показана диаграмма со стандартизированными кривыми, не в абсолютных числах, тока [I], комплексного сопротивления [Z] и комплексного угла [ϕ] импеданса в катушке в зависимости от соотношения смеси m расплавленного металла и шлака. Соотношение смеси m указано на оси абсцисс между 0 и 1 при доле металла (меди) от 0 до 100%, а на оси ординат указаны стандартизированные или относительные значения между -1 и +1.
Видно, что комплексное сопротивление [Z] увеличивается приблизительно пропорционально уменьшению доли металла согласно кривой 35 переменного тока в катушке при частоте 50 Гц. Кривые 36 и 37 тока [I] и комплексного угла [ϕ] проходят приблизительно симметрично относительно нулевой линии, и изменяются с уменьшением доли металла, поначалу существенно, а при доле металла приблизительно более 80% кривая перемещается в более низкое, близкое к нулю, пропорциональное уменьшение. Таким образом подтверждается, что доля шлака в вытекающем металлическом расплаве может быть точно определена по импедансу.
С целью мониторинга, по меньшей мере, одного, но предпочтительно различных параметров, в рамках изобретения также производится измерение температуры в области выпускного отверстия 12 и/или на индукционном нагревателе 14. Целесообразна установка в указанной области, по меньшей мере, одного датчика, соединенного проводом с блоком питания и оценки, и используемого для определения параметров или сравнения с референтными значениями, а также приводящего в действие запорный элемент носка при наличии соответствующих отклонений, при этом металл в выпускном канале может быть нагрет, и/или может быть произведено восстановление выпускного канала. Наблюдение за температурой в носке 5 также можно координировать или сравнивать с определением импеданса для возможности компенсации ошибки в измерениях.
С целью оптимизации теплопроизводительности индукционной катушки 15 в выпускном канале 12 носка внутренний кожух 13 в области индукционной катушки 15 снабжен кольцевой втулкой 30, изготовленной предпочтительно из графита или графитсодержащего материала. Втулка 30, предпочтительно, снабжена изоляционным слоем на задней стороне или на обеих передних сторонах.
Внутренний кожух 13 в области втулки 30 снабжен твердым слоем 31, выполненным, предпочтительно, из глины Al2O3 или SiC, благодаря которому внутренний слой поверхности втулки защищается от вытекающего расплава, или шлака, или окисляющего газа, такого как, например, воздух. Твердый слой 31 не обязательно может быть распространен за пределы кольцевой втулки 30. Для облегчения установки внутренний кожух 13 расположен в центре корпуса 9 и разделительного кольца 24 и вставлен в перфорированный кирпич 11 снаружи.
На фиг. 3 показана медно-анодная печь 1 с шиберным затвором 10, установленным на ее носке, содержащая барабан печи, имеющий стальной кожух 2, и заливочное отверстие 4. Расплав меди очищается в печи посредством специальной обработки, а затем выливается через шиберный затвор 10, установленный на носке по периферии барабана печи.
Медно-анодная печь 1 для работы индукционного нагревателя 14 снабжена, предпочтительно, на носке внешним генератором 27 и трансформатором 28, соединенными между собой проводами 25, причем указанный трансформатор прикреплен, например, к печи 1. Кроме того, предусмотрена линия электропитания 26, идущая от трансформатора 28 к индукционной катушке 15, а также к линии охлаждения. Генератор и трансформатор могут быть сформированы как один узел и прикреплены к печи, но также могут быть размещены отдельно от нее.
Кроме того, как уже объяснено выше, соответствующая катушка 6', 11', 13' соединена проводом 34 с внешним блоком 33 питания и оценки, с помощью которого осуществляется определение согласно изобретению. Блок питания для катушек также может быть встроен в генератор 27.
С помощью системы 16 охлаждения, имеющей охлаждающий узел 29 и линии 20, 21 подвода и слива, с одной стороны, охлаждающую жидкость транспортируют в индукционную катушку 15 и камеры 18, 19 охлаждения индукционного нагревателя 14, а, с другой стороны, к генератору 27 и трансформатору 28, с достаточной охлаждающей способностью.
Изобретение в основном применимо ко всем металлургическим печам, носок которых снабжен шиберным затвором, расположенным на конце носка.
Индукционный нагреватель 14 в соответствии с изобретением приводится в действие вручную или автоматически вместе с исполнительным механизмом шиберного затвора. В зависимости от типа или структуры печи может быть предусмотрен ряд индукционных катушек, распределенных по длине носка.
Как видно на фиг. 4, индукционная катушка 15 встроена в опорный корпус 17, выполненный из ферритного материала. Опорный корпус 17 вместе с охлаждающими его камерами 18, 19 охлаждения установлен в опорной плите 23. Кроме того, индукционный нагреватель 14 на задней и боковых стенках предпочтительно покрыт изоляционным слоем. Между указанным опорным корпусом 17 и шиберным затвором 10 установлено разделительное кольцо 24, выполненное, предпочтительно, из медного материала. Это разделительное кольцо 24 также служит для центрирования внутреннего кожуха 13 в носке 5. Но также может быть предусмотрено два отдельных кольца. Кроме того, между опорной плитой 23, крепежной плитой 2' и корпусом 9 предусмотрена продольно проходящая труба с пазом или подобным углублением для приема, по меньшей мере, одного провода 26, такого как линия электропитания и охлаждающая линия, для индукционной катушки 15.
Корпус 9 прикреплен к опорной плите 23 или крепежной плите 2' и может быть отдельно установлен и удален вместе с внутренним кожухом 13 индукционного нагревателя 14 с опорным корпусом 17, индукционной катушкой 15 и камерами 18, 19 охлаждения.
Вместо медно-анодной печи также могут быть предусмотрены другие конвертеры с шиберным затвором или подобным запорным устройством, например, медный конвертер с выпускным отверстием, выполненный из нескольких расположенных рядом труб без перфорированного кирпича, печь взвешенной плавки, электрическая плавильная печь или аналогичный металлургический конвертер.
Способ определения указанных параметров согласно изобретению особенно подходит для носка, используемого в качестве выпускного отверстия медного конвертера. По меньшей мере, одна катушка встроена в одну из множества расположенных рядом труб (выпускных кирпичей) или в промежуточную втулку в качестве огнеупорного элемента вокруг них. В тех случаях, когда определение осуществляется с помощью импеданса, можно установить, в частности, степень износа огнеупорных элементов, наличие затвердевшего расплавленного металла и/или закупоривающего материала в выпускном отверстии, и их состояние может быть установлено простым способом, и при необходимости могут быть немедленно приняты меры, во-первых, по замене огнеупорных элементов в изношенном состоянии и, во-вторых, по предотвращению риска растрескивания в конвертере вследствие износа огнеупорных элементов.
В рамках изобретения вместо запорного элемента может использоваться другой скользящий затвор, например, заглушка, с помощью которой носок можно открывать или закрывать известным способом изнутри или снаружи конвертера. Также для запирания выпускного отверстия снаружи известным способом может быть использован в качестве запорного элемента закупоривающий материал, который, например, содержит оксид алюминия и является деформируемым.
Для выпускного отверстия без запорного элемента, например, свободно работающего сопла с промежуточным ковшом, катушка может быть встроена в огнеупорный элемент, и, благодаря использованию способа согласно изобретению, может быть определено, по меньшей мере, состояние износа огнеупорного элемента, формирующего выпускное отверстие.

Claims (12)

1. Способ определения параметров в носке металлургического конвертера и управления процессом литья, включающий генерирование по меньшей мере в одной катушке, окружающей выпускное отверстие (12) носка, переменного тока с предварительно заданной частотой с помощью блока (33) питания и оценки, связанного с катушкой проводами (34), и определение параметров в носке (5) посредством упомянутого блока (33) питания и оценки, отличающийся тем, что в качестве катушки используют индукционную катушку (15) индукционного нагревателя (14), определяют посредством блока (33) питания и оценки текущие значения импеданса индукционной катушки (15) или ее импеданса и индуцированного в ней тока, оценивают текущие значения по меньшей мере одного, но предпочтительно нескольких параметров в носке (5) из следующих параметров: доля шлака в расплавленном металле во время разливки, степень износа огнеупорных деталей в разливочном канале, наличие затвердевшего расплавленного металла или закупоривающего материала в разливочном канале, при этом на основании сравнения полученных текущих значений импеданса индукционной катушки (15) или ее импеданса и индуцированного в ней тока с их калибровочными референтными значениями, полученными ранее во время или после разливки металла при различных значениях упомянутых параметров в носке (5), приводят в действие запорный элемент носка (5) и осуществляют нагрев металла в разливочном канале или восстановление разливочного канала.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве текущих значений импеданса индукционной катушки (15) или ее импеданса и индуцированного в ней тока определяют значения комплексного сопротивления (Z), комплексного угла (ϕ) и/или тока (I) импеданса посредством блока (33) питания и оценки на основании значений напряжения, тока и частоты, генерируемых им в индукционной катушке (15).
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев металла в разливочном канале осуществляют посредством индукционной катушки (15), питаемой генератором (27), снабженным трансформатором (28).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что непосредственно у выпускного канала (12) и/или индукционного нагревателя (14) дополнительно производят измерение температуры, которую сравнивают с калибровочными референтными значениями с помощью блока (33) питания и оценки, и при наличии отклонений приводят в действие запорный элемент носка (5) и осуществляют нагрев металла в разливочном канале.
5. Устройство для определения параметров в носке металлургического конвертера и управления процессом литья, содержащее шиберный затвор (10) на носке (5) металлургического конвертера (1), включающий корпус (9), в котором расположены огнеупорные запорные плиты (6, 8), и по меньшей мере один присоединенный огнеупорный внутренний кожух (13), отличающееся тем, что оно содержит индукционный нагреватель (14), имеющий по меньшей мере одну индукционную катушку (15), по меньшей мере частично охватывающую по меньшей мере один огнеупорный внутренний кожух (13) снаружи или внутри корпуса (9), соединенную посредством проводов с блоком (33) питания и оценки и выполненную с возможностью нагревания металла в выпускном канале, причем блок (33) питания и оценки выполнен с возможностью определения по меньшей мере одного, но предпочтительно нескольких параметров в носке (5) на основании определения импеданса индукционной катушки (15) или ее импеданса и индуцированного в ней тока.
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что его блок (33) питания и оценки выполнен с возможностью определения следующих параметров в носке (5): доля шлака в расплавленном металле во время разливки, степень износа огнеупорных деталей в разливочном канале, наличие затвердевшего расплавленного металла или закупоривающего материала в разливочном канале.
7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что индукционная катушка (15) индукционного нагревателя (14) снабжена камерами (18, 19) охлаждения.
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что индукционная катушка (15) встроена в опорный корпус (17), выполненный из ферритного материала, камера (18) охлаждения окружает опорный корпус (17) по периферии, а камера (19) охлаждения примыкает к боковой стенке опорного корпуса (17) в направлении к печи.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что опорный корпус (17) вместе с окружающими его камерами (18, 19) охлаждения установлен в опорной плите (23), прикрепленной к носку (5), причем между упомянутой опорной плитой (23) и шиберным затвором (6) установлено разделительное кольцо (24), прикрепленное к опорному корпусу (17).
10. Устройство по любому из пп. 7-9, отличающееся тем, что камеры (18, 19) охлаждения индукционной катушки (15) индукционного нагревателя (14) для снабжения охлаждающей жидкостью соединены с системой (16) охлаждения, имеющей охлаждающий узел (29) поблизости от печи.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что система (16) охлаждения индукционной катушки (15) выполнена с возможностью обеспечения затвердевания расплава или шлака в носке печи.
12. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что оно снабжено генератором (27) с трансформатором (28), соединенным с индукционной катушкой (15) для подачи питания.
RU2019118680A 2016-11-29 2017-11-03 Способ и устройство для определения различных переменных в носке металлургического конвертера RU2766939C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EPPCT/EP2016/079100 2016-11-29
PCT/EP2016/079100 WO2017093236A1 (de) 2015-12-01 2016-11-29 Schiebeverschluss am ausguss eines metallurgischen gefässes
EP17174075.6A EP3326735B1 (de) 2016-11-29 2017-06-01 Verfahren sowie eine einrichtung zum detektieren von grössen im ausguss eines metallurgischen gefässes
EP17174075.6 2017-06-01
PCT/EP2017/078175 WO2018099685A1 (de) 2016-11-29 2017-11-03 Verfahren sowie eine einrichtung zum detektieren von grössen im ausguss eines metallurgischen gefässes

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019118680A RU2019118680A (ru) 2021-01-12
RU2019118680A3 RU2019118680A3 (ru) 2021-02-16
RU2766939C2 true RU2766939C2 (ru) 2022-03-16

Family

ID=68765906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019118680A RU2766939C2 (ru) 2016-11-29 2017-11-03 Способ и устройство для определения различных переменных в носке металлургического конвертера

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11141779B2 (ru)
EP (1) EP3326735B1 (ru)
JP (2) JP2020504281A (ru)
CN (1) CN109996622B (ru)
RU (1) RU2766939C2 (ru)
WO (1) WO2018099685A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3175939B1 (de) * 2015-12-01 2020-09-23 Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG Schiebeverschluss am ausguss eines metallurgischen gefässes
EP3326735B1 (de) 2016-11-29 2020-07-22 Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG Verfahren sowie eine einrichtung zum detektieren von grössen im ausguss eines metallurgischen gefässes
EP3851225A1 (de) 2020-01-15 2021-07-21 Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG Schiebeverschluss für ein metallurgisches gefäss
CN117407679B (zh) * 2023-12-15 2024-03-12 南京中鑫智电科技有限公司 智能末屏传感器的数据采集方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5930468A (ja) * 1982-08-13 1984-02-18 Nippon Kokan Kk <Nkk> ノズル詰り除去方法
EP0300150A1 (de) * 1987-07-10 1989-01-25 Amepa Angewandte Messtechnik Und Prozessautomatisierung Gmbh Vorrichtung zum Detektieren von in einem Fluss einer Metallschmelze mitfliessener Schlacke
US4816758A (en) * 1984-10-27 1989-03-28 Amepa Angewandte Messtechnik Und Prozessautomatisierung Gmbh Method and apparatus for the detection of slag co-flowing within a stream of molten metal
DE19644345A1 (de) * 1996-10-25 1998-04-30 Didier Werke Ag Verfahren, Vorrichtung und Verschlußglied zum Angießen von flüssigen Schmelzen
EP0942796A1 (de) * 1996-10-08 1999-09-22 Didier-Werke Ag Verfahren und vorrichtung zum diskontinuierlichen abstechen von schmelzen
RU2356684C2 (ru) * 2003-09-17 2009-05-27 Хонг ДЖИАНГ Устройство для обнаружения содержания шлака в потоке жидкого металла

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5131099B2 (ru) * 1973-09-19 1976-09-04
JPS5229800A (en) * 1975-09-01 1977-03-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd Apparatus for detecting effluence of slag in molten metal
FR2532208A1 (fr) * 1982-08-24 1984-03-02 Siderurgie Fse Inst Rech Appareil de detection de l'apparition de laitier dans les jets de coulee
AT379534B (de) * 1984-04-05 1986-01-27 Voest Alpine Ag Verfahren zum giessen von metallschmelze sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
US4859940A (en) 1987-09-09 1989-08-22 Westinghouse Electric Corp. Apparatus for detecting onset of slag entrainment in a molten metal stream
US4810988A (en) * 1988-06-20 1989-03-07 Westinghouse Electric Corp. Slag detector transducer coil assembly
JP2565615B2 (ja) * 1992-03-30 1996-12-18 新日本製鐵株式会社 溶融金属容器内からのスラグ流出量の抑制方法
JP3032937B2 (ja) * 1994-07-19 2000-04-17 新日本製鐵株式会社 溶融スラグの混入検知方法
JPH09236461A (ja) * 1996-03-01 1997-09-09 Nippon Steel Corp スラグ流出量判定方法およびスラグ流出判定装置
JPH09267165A (ja) * 1996-03-29 1997-10-14 Nippon Steel Corp 溶湯ノズルへのスラグ流入防止方法及びスラグ流入防止装置
JPH105958A (ja) * 1996-06-27 1998-01-13 Nippon Steel Corp 検出コイル装置
DE19651534C2 (de) * 1996-08-03 1999-01-14 Didier Werke Ag Verfahren, Vorrichtung und feuerfester Ausguß zum Angießen und/oder Vergießen von flüssigen Metallen
US5939016A (en) 1996-08-22 1999-08-17 Quantum Catalytics, L.L.C. Apparatus and method for tapping a molten metal bath
DE19651535C1 (de) * 1996-12-11 1998-04-30 Didier Werke Ag Induktor bei einem Schmelzengefäß
JPH1157963A (ja) * 1997-08-11 1999-03-02 Nippon Steel Corp 溶融スラグの流出検知方法とその流出防止方法
ES2230430T3 (es) * 2002-07-25 2005-05-01 Amepa Angewandte Messtechnik Und Prozessautomatisierung Gmbh Procedimiento y dispositivo para valorar señales de medicion de corriente parasita.
CH699511A2 (de) * 2008-09-05 2010-03-15 Stopinc Ag Kupfer-Anodenofen mit Schiebeverschluss.
KR101787140B1 (ko) * 2010-04-30 2017-10-18 아겔리스 그룹 에이비 야금 용기들에서의 측정
CN103163214A (zh) * 2011-12-08 2013-06-19 衡阳镭目科技有限责任公司 利用电磁线圈的熔渣含量检测装置
CN202639259U (zh) * 2012-03-31 2013-01-02 宝山钢铁股份有限公司 连铸大包下渣检测装置传感器
JP6398413B2 (ja) * 2014-07-18 2018-10-03 新日鐵住金株式会社 取鍋からのスラグ流出検知方法及びスラグ流出抑制方法
EP3326735B1 (de) 2016-11-29 2020-07-22 Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG Verfahren sowie eine einrichtung zum detektieren von grössen im ausguss eines metallurgischen gefässes
EP3175939B1 (de) * 2015-12-01 2020-09-23 Refractory Intellectual Property GmbH & Co. KG Schiebeverschluss am ausguss eines metallurgischen gefässes
DE102016014181B4 (de) 2016-11-28 2022-08-18 KAPP Werkzeugmaschinen GmbH Verfahren zum Abrichten einer Schleifschnecke mittels einer Abrichtrolle und Abrichtrolle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5930468A (ja) * 1982-08-13 1984-02-18 Nippon Kokan Kk <Nkk> ノズル詰り除去方法
US4816758A (en) * 1984-10-27 1989-03-28 Amepa Angewandte Messtechnik Und Prozessautomatisierung Gmbh Method and apparatus for the detection of slag co-flowing within a stream of molten metal
EP0300150A1 (de) * 1987-07-10 1989-01-25 Amepa Angewandte Messtechnik Und Prozessautomatisierung Gmbh Vorrichtung zum Detektieren von in einem Fluss einer Metallschmelze mitfliessener Schlacke
EP0942796A1 (de) * 1996-10-08 1999-09-22 Didier-Werke Ag Verfahren und vorrichtung zum diskontinuierlichen abstechen von schmelzen
DE19644345A1 (de) * 1996-10-25 1998-04-30 Didier Werke Ag Verfahren, Vorrichtung und Verschlußglied zum Angießen von flüssigen Schmelzen
RU2356684C2 (ru) * 2003-09-17 2009-05-27 Хонг ДЖИАНГ Устройство для обнаружения содержания шлака в потоке жидкого металла

Also Published As

Publication number Publication date
US11141779B2 (en) 2021-10-12
JP2023015287A (ja) 2023-01-31
CN109996622B (zh) 2022-03-29
US20190375001A1 (en) 2019-12-12
WO2018099685A1 (de) 2018-06-07
JP7438312B2 (ja) 2024-02-26
EP3326735A1 (de) 2018-05-30
RU2019118680A3 (ru) 2021-02-16
EP3326735B1 (de) 2020-07-22
CN109996622A (zh) 2019-07-09
JP2020504281A (ja) 2020-02-06
RU2019118680A (ru) 2021-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2766939C2 (ru) Способ и устройство для определения различных переменных в носке металлургического конвертера
US10520254B2 (en) Electric induction furnace lining wear detection system
CA3043852A1 (en) Method and device for detecting variables in the outlet of a metallurgical vessel
KR101831115B1 (ko) 전기 아크로에서 금속 용탕의 온도를 결정하기 위한 시스템 및 방법
WO2017089396A1 (en) A method and a system measuring liquid and solid materials in the process of converting iron to steel in metallurgical vessels or furnaces
JP2001516282A (ja) 液状の金属を注入及び／又は鋳造する方法、装置及び耐火性ノズル
KR100653556B1 (ko) 연속주조시 용융물, 특히 강 용융물의 온도제어 및/또는온도유지를 위한 방법 및 장치
JP5599358B2 (ja) 溶鋼鍋の管理方法
KR100893754B1 (ko) 유도 가열로
JP3480786B2 (ja) 誘導溶解炉の湯漏れ検出装置
JP5747286B2 (ja) 三相交流電極式円形電気炉の冷却方法及びその三相交流電極式円形電気炉
EP0990109B1 (en) Channel inductor
KR100738857B1 (ko) 용탕 주입 홈통을 목표의 온도로 조절하는 방법 및 그방법을 행하기 위한 용탕 주입 홈통
EP2568265A1 (en) Apparatus and method for measuring the liquid metal level in a metallurgical vessel
ES2808279T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la detección de variables en la salida de un recipiente metalúrgico
JPS5842708A (ja) 溶鉱炉の運転方法
JP3752506B2 (ja) 溶解保持炉
JP2008068277A (ja) 連続鋳造における凝固遅れ抑制方法
JP2005226105A (ja) 高炉炉内溶融物レベルの計測方法及び装置
Rödfalk et al. An automatic ladle level measurement system for monitoring ladle fill rate during tapping
JPH01262052A (ja) タンディッシュヒータ内溶鋼の過熱防止方法
KR20190075531A (ko) 래들필러의 소결 특성 평가 장치
JPH0924457A (ja) ノズル内のスラグ検知方法および溶融金属用ノズル
WO1998056524A1 (en) Casting nozzle
JP2011195908A (ja) 脱亜鉛装置および脱亜鉛方法