RU2772726C1 - Method for predicting metal emission in a converter, a method for producing liquid steel from molten steel-making iron in a converter, and a system for predicting metal emission in a converter - Google Patents

Method for predicting metal emission in a converter, a method for producing liquid steel from molten steel-making iron in a converter, and a system for predicting metal emission in a converter Download PDF

Info

Publication number
RU2772726C1
RU2772726C1 RU2021128607A RU2021128607A RU2772726C1 RU 2772726 C1 RU2772726 C1 RU 2772726C1 RU 2021128607 A RU2021128607 A RU 2021128607A RU 2021128607 A RU2021128607 A RU 2021128607A RU 2772726 C1 RU2772726 C1 RU 2772726C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
converter
metal
radiation intensity
measurement point
lance
Prior art date
Application number
RU2021128607A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сота АМАНО
Юкио ТАКАХАСИ
Хирото КАСЭ
Наоки КИКУТИ
Original Assignee
ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН
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 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН filed Critical ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН
Application granted granted Critical
Publication of RU2772726C1 publication Critical patent/RU2772726C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy and can be used to predict the occurrence of metal emissions during decarburizing refining of molten steel-making iron in a converter. The method includes measuring the emission spectrum of the flame from the combustion process in the neck coming out of the neck of the converter, calculating the radiation intensity in the measured radiation spectrum at a wavelength in the range of 580 - 620 nm and predicting the occurrence of a metal emission based on a change in the calculated radiation intensity in a time series, which is determined in accordance with the definition formula, in which a sliding mean is used.
EFFECT: invention makes it possible to blow cast iron with oxygen, preventing the occurrence of metal emission, without the need to install a sensor to detect metal emission inside the furnace, as well as reliably suppress metal emission according to the results of forecasting.
7 cl, 4 dwg, 3 tbl, 3 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретение The technical field to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к способу и системе прогнозирования выброса металла (выброса шлака и жидкого чугуна из конвертера) во время обезуглероживающего рафинирования расплавленного передельного чугуна в конвертере. Настоящее изобретение также относится к способу работы конвертера, способу, позволяющему производить продувку кислородом расплавленного передельного чугуна, обеспечивая при этом предотвращение возникновения выброса металла.The present invention relates to a method and system for predicting the release of metal (the release of slag and liquid iron from a converter) during decarburization refining of molten pig iron in a converter. The present invention also relates to a method for operating a converter, a method for purging molten pig iron with oxygen while preventing the occurrence of a metal blowout.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

Расплавленный передельный чугун, выпускаемый из доменной печи, загружают в конвертер, а окисляющий газ (газообразный кислород) подается из верхней дутьевой фурмы или нижней дутьевой фурмы в расплавленный передельный чугун, загруженный в конвертер для проведения обезуглероживающего рафинирования жидкого чугуна в конвертере и жидкую сталь получают путем выплавки стали из расплавленного передельного чугуна. В конвертере этого типа окисляющий газ вдувается в конвертер (что называется «продувкой кислородом») для растворения флюса в шлаке, в результате чего образуется шлак, и примесные элементы (такие как P и Si), содержащиеся в расплавленном передельном чугуне, удаляются в шлак. Однако при попытке растворить флюс в шлаке в достаточной степени это может часто приводить к так называемому «выбросу», когда образующийся шлак вызывает вспенивание, а шлак и расплавленный чугун (расплавленный передельный чугун или расплавленная сталь) в конвертере выплескиваются толчками наружу через горловину конвертера во время продувки кислородом.The molten pig iron discharged from the blast furnace is charged into the converter, and the oxidizing gas (oxygen gas) is supplied from the top blow lance or the bottom blow lance to the molten pig iron loaded into the converter to carry out decarburization refining of liquid iron in the converter, and liquid steel is produced by steel smelting from molten pig iron. In this type of converter, an oxidizing gas is blown into the converter (called "oxygen purge") to dissolve the flux in the slag, resulting in slag, and impurity elements (such as P and Si) contained in the molten pig iron are removed into the slag. However, when attempting to sufficiently dissolve the flux in the slag, this can often result in a so-called "blowout" where the resulting slag causes foaming and the slag and molten iron (molten pig iron or molten steel) in the converter jolt outward through the converter neck during oxygen purge.

Существует мнение, что, в частности, когда в конвертер добавляется большое количество источников оксида железа (таких как железная руда и прокатная окалина) или когда конвертер работает в режиме мягкой продувки, происходит выброс металла из-за увеличения накопления кислорода (количество FeO) в шлаке, и реакция обезуглероживания (C + O → CO) бурно начинается на границе раздела между шлаком и расплавленным чугуном (расплавленный передельный чугун или расплавленная сталь), давая большое количество газообразного CO.There is an opinion that, in particular, when a large amount of iron oxide sources (such as iron ore and mill scale) are added to the converter, or when the converter is operated in soft purge mode, metal is released due to an increase in the accumulation of oxygen (amount of FeO) in the slag. , and the decarburization reaction (C + O → CO) starts violently at the interface between the slag and molten iron (molten pig iron or molten steel), giving a large amount of CO gas.

Выброс металла выводит из равновесия компоненты расплавленной стали, снижает выход выпуска и, следовательно, вызывает различные проблемы, такие как увеличение времени обезуглероживания и рафинирования, уменьшение степени извлечения газа в OG оборудовании (оборудование для обработки отходящих газов без сжигания), ухудшение производственных условий и выход из строя периферийных устройств. Чтобы справиться с этими проблемами, в прошлом предлагались различные способы прогнозирования выброса металла.The ejection of metal unbalances the molten steel components, reduces the output of the output, and therefore causes various problems, such as an increase in the time of decarburization and refining, a decrease in the degree of gas recovery in OG equipment (equipment for the treatment of off-gases without combustion), deterioration in production conditions and output failure of peripheral devices. To deal with these problems, various methods have been proposed in the past for predicting the release of metal.

Например, в патентной литературе 1 предлагается способ прогнозирования выброса металла путем измерения вибрации верхней дутьевой фурмы с помощью датчика вибрации, установленного на верхней дутьевой фурме, с вычислением процента сигналов с амплитудой, превышающей заданное значение амплитуды среди всех измеренных сигналов вибрации в заданное время и определение того, что выброс металла произойдет, когда вычисленный процент превышает предварительно определенное значение.For example, Patent Literature 1 proposes a method for predicting a metal kick by measuring the top lance vibration with a vibration sensor mounted on the top blast lance, calculating the percentage of signals with an amplitude greater than a given amplitude value among all measured vibration signals at a given time, and determining whether that a metal ejection will occur when the calculated percentage exceeds a predetermined value.

В патентной литературе 2 предлагается способ рафинирования, заключающийся в направлении микроволн на поверхность шлака в конвертере, улавливании микроволн, отраженных от поверхности шлака, вычислении частоты смешанной волны из падающей волны и отраженной волны и/или коэффициента отражения микроволн на поверхности шлака, определение уровня шлака и ход формирования шлака на основе расчетного значения(ий), а также задание и контроль соответствующих влияющих факторов, так чтобы уровень шлака и ход формирования шлака поддерживались в заданном стандартном состоянии.Patent Literature 2 proposes a refining method of directing microwaves to a slag surface in a converter, capturing the microwaves reflected from the slag surface, calculating the mixed wave frequency from the incident wave and the reflected wave and/or the microwave reflection coefficient at the slag surface, determining the level of the slag, and the slag formation progress based on the calculated value(s), and setting and monitoring the corresponding influencing factors so that the slag level and the slag formation progress are maintained at a predetermined standard state.

Патентная литература 3 предлагает способ рафинирования в конвертере в устройстве для обработки отходящего газа конвертера, в котором отходящий газ, образующийся в конвертере, извлекается после охлаждения и обеспыливания отходящего газа, определяется состояние шлака на основе информации, детектируемой акустическим прибором, анализа состава отходящих газов, и денситометра пыли, и выполняется регулирование, на основе результата определения, высоты фурмы, расхода подаваемого кислорода, соотношения верхней и нижней продувки, и количества добавленного вспомогательного сырья для подавления появления выброса и/или разбрызгивания металла.Patent Literature 3 proposes a converter refining method in a converter off-gas treatment apparatus, in which the off-gas generated in the converter is recovered after the off-gas is cooled and dedusted, the state of the slag is determined based on the information detected by the acoustic instrument, the analysis of the off-gas composition, and dust densitometer, and control is performed based on the detection result, the height of the lance, the flow rate of the supplied oxygen, the ratio of the top and bottom purge, and the amount of auxiliary raw materials added to suppress the occurrence of a blowout and/or metal spatter.

Список цитированных документовList of cited documents

Патентная литератураPatent Literature

PTL 1: Японская патентная заявка, не прошедшая экспертизу, № 6-248321.PTL 1: Unexamined Japanese Patent Application No. 6-248321.

PTL 2: Японская патентная заявка, не прошедшая экспертизу, № 59-41409.PTL 2: Unexamined Japanese Patent Application No. 59-41409.

PTL 3: Японская патентная заявка, не прошедшая экспертизу, № 6-256832.PTL 3: Unexamined Japanese Patent Application No. 6-256832.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Техническая проблемаTechnical problem

Однако вышеуказанные технологии известного уровня техники имеют проблемы, указанные ниже.However, the above prior art technologies have the problems indicated below.

В патентной литературе 1 используется датчик вибрации, а в патентной литературе 2 используется микроволновый измеритель уровня шлака. Таким образом, способы прогнозирования выброса металла с использованием этих датчиков требуют, чтобы датчики были установлены внутри конвертера или в положении, очень близком к внутренней части конвертера. Поскольку установленные датчики находятся очень близко к расплавленной стали, шлаку, отходящему газу и т. д., которые интенсивно перемещаются внутри конвертера во время продувки кислородом, возникают проблемы с долговечностью и непрерывной работоспособностью оборудования.Patent Literature 1 uses a vibration sensor and Patent Literature 2 uses a microwave slag level meter. Thus, methods for predicting metal release using these sensors require that the sensors be installed inside the converter or in a position very close to the inside of the converter. Because the installed sensors are very close to the molten steel, slag, flue gas, etc., which move rapidly inside the converter during oxygen purge, there are problems with the durability and continuous operation of the equipment.

В соответствии с патентной литературой 3 измерение выполняется в канале отходящего газа оборудования для обработки отходящего газа конвертера, и может быть реализована относительно стабильная работа, поскольку температура атмосферы в канале отходящего газа низкая. Однако возникает проблема в том, что во времени измерения возникает задержка, соответствующая времени, в течение которого отходящий газ перемещается до места измерения в канале отходящего газа.According to Patent Literature 3, measurement is performed in the exhaust gas path of the converter exhaust gas treatment equipment, and relatively stable operation can be realized because the temperature of the atmosphere in the exhaust gas path is low. However, a problem arises in that a delay occurs in the measurement time corresponding to the time during which the exhaust gas travels to the measurement point in the exhaust gas duct.

Настоящее изобретение выполнено с учетом вышеописанного известного уровня техники с целью достижения следующих целей. Одна цель настоящего изобретения состоит в создании способа и системы для прогнозирования выброса металла во время обезуглероживающего рафинирования расплавленного передельного чугуна в конвертере без необходимости в установке датчика для обнаружения выброса металла, который должен быть установлен внутри конвертера или в месте, очень близком к внутренней части конвертера, и без временной задержки. Другой целью настоящего изобретения является предложение способа работы конвертера, позволяющего производить продувку кислородом расплавленного передельного чугуна, обеспечивая при этом предотвращение возникновения выброса металла. The present invention has been made in view of the prior art described above in order to achieve the following objects. One object of the present invention is to provide a method and system for predicting metal release during decarburization refining of molten pig iron in a converter without the need for a metal release sensor to be installed inside the converter or at a location very close to the inside of the converter, and without time delay. It is another object of the present invention to provide a method for operating a converter that allows oxygen to be blown through molten pig iron while preventing the occurrence of a metal blowout.

Решение проблемыSolution

Суть настоящего изобретения, предназначенного для решения описанных выше проблем, заключается в следующем.The essence of the present invention, designed to solve the problems described above, is as follows.

[1] Способ прогнозирования выброса металла в конвертере, происходящего во время обезуглероживающего рафинирования в конвертере, в котором из расплавленного передельного чугуна производят жидкую сталь путем продувки окисляющим газом расплавленного передельного чугуна в конвертере из верхней дутьевой фурмы или продувки также окисляющим газом или инертным газом из нижней дутьевой фурмы для выполнения обезуглероживающего рафинирования расплавленного передельного чугуна, характеризующийся тем, что[1] A method for predicting a metal release in a converter occurring during decarburization refining in a converter in which molten pig iron is produced into molten steel by blowing an oxidizing gas into the molten pig iron in the converter from an upper blast lance, or blowing also with an oxidizing gas or an inert gas from a lower blast lance to perform decarburization refining of molten pig iron, characterized in that

измеряют спектр излучения пламени процесса горения в горловине, выходящего из горловины конвертера;measuring the radiation spectrum of the flame of the combustion process in the neck coming out of the neck of the converter;

вычисляют интенсивность излучения измеренного спектра излучения при длине волны в диапазоне 580 - 620 нм; иcalculate the radiation intensity of the measured radiation spectrum at a wavelength in the range of 580 - 620 nm; and

прогнозируют появление выброса металла на основе изменения, во временном ряду, рассчитанной интенсивности излучения.predicting the occurrence of a metal outburst based on a change, in a time series, of the calculated radiation intensity.

[2] Способ прогнозирования выброса металла в конвертере в соответствии с [1], дополнительно обнаруживают точку перегиба, в которой интенсивность излучения начинает увеличиваться после того, как она ранее уменьшалась, и при обнаружении указанной точки перегиба прогнозируют появление выброса металла.[2] The method for predicting metal ejection in a converter according to [1], further detecting an inflection point at which the radiation intensity starts to increase after it has previously decreased, and when said inflection point is detected, metal ejection is predicted.

[3] Способ прогнозирования выброса металла в конвертере согласно [1] или [2], в котором изменение интенсивности излучения во временном ряду определяется с использованием скользящего среднего.[3] A converter metal emission prediction method according to [1] or [2], in which the change in radiation intensity in a time series is determined using a moving average.

[4] Способ прогнозирования выброса металла в конвертере согласно [1] или [2], в котором изменение интенсивности излучения во временном ряду определяется в соответствии с формулой определения с использованием скользящего среднего.[4] The converter metal emission prediction method according to [1] or [2], wherein the variation of the radiation intensity in the time series is determined according to a determination formula using a moving average.

[5] Способ прогнозирования выброса металла в конвертере согласно [4], в котором формулы (1) - (3), приведенные ниже, используются в качестве формул определения, и, когда выполняются все формулы (1) - (3), то определяют, что результат прогнозирования указывает на появление выброса металла. [5] The converter metal emission prediction method according to [4], in which formulas (1) to (3) below are used as determination formulas, and when all formulas (1) to (3) are satisfied, the that the prediction result indicates the occurrence of a metal outburst.

[Мат. 1][Mat. one]

Figure 00000001
Figure 00000001

где I(n, m0) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-m0 до точки измерения n, I(n-L1, m1) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-L1-m1 до точки измерения n-L1, I(n-2L1, m1) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-2L1-m1 до точки измерения n-2L1, I(n, m2) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-m2 до точки измерения n, I(n-L2, m2) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-L2-m2 до точки измерения n-L2, C0, C1 и C2 являются порогами определения и удовлетворяют соотношениям C0> 0, C2> 0 и C1<C2, L1 и L2 являются константами, каждая из которых является целым числом, 1 или более, а m0, m1 и m2 являются константами, каждая из которых является целым числом, 0 или более.where I(n, m 0 ) is the moving average (arr. unit) of the radiation intensity index from the measurement point nm 0 to the measurement point n, I(nL 1 , m 1 ) is the moving average (arr. unit) of the radiation intensity index from the point measurements nL 1 -m 1 to the measurement point nL 1 , I(n-2L 1 , m 1 ) denotes the moving average (arbitrary unit) of the radiation intensity index from the measurement point n-2L 1 -m 1 to the measurement point n-2L 1 , I(n, m 2 ) denotes the moving average (arr. unit) of the radiation intensity index from the measurement point nm 2 to the measurement point n, I(nL 2 , m 2 ) denotes the moving average (arr. unit) of the radiation intensity index from the point measurements nL 2 -m 2 to the measurement point nL 2 , C 0 , C 1 and C 2 are the thresholds of definition and satisfy the relations C 0 > 0, C 2 > 0 and C 1 <C 2 , L 1 and L 2 are constants, each of which is an integer, 1 or more, and m 0 , m 1 and m 2 are constants, each of which is an integer chi scrapped, 0 or more.

[6] Способ прогнозирования выброса металла в конвертере согласно [5], в котором пороговые значения определения C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) определяются с использованием одного или нескольких из следующих параметров: изменение интенсивности излучения, скорость потока отходящего газа, компоненты отходящего газа, скорость подачи кислорода из верхней дутьевой фурмы и высота верхней дутьевой фурмы во время продувки кислородом.[6] The converter metal emission prediction method according to [5], in which the detection threshold values of C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) to (3) are determined using one or more of the following parameters: change in radiation intensity, off-gas flow rate, off-gas components, top blow lance oxygen feed rate, and top blow lance height during oxygen purge.

[7] Способ прогнозирования выброса металла в конвертере согласно [5], в котором пороговые значения C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) определяются посредством машинного обучения с использованием одного или нескольких из следующих параметров: изменение интенсивности излучения, скорость потока отходящего газа, компоненты отходящего газа, скорость подачи кислорода из верхней фурмы и высота верхней фурмы во время продувки кислородом.[7] The converter metal outburst prediction method according to [5], wherein the threshold values C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) to (3) are determined by machine learning using one or more of the following parameters: intensity change emissions, off-gas flow rate, off-gas components, top lance oxygen supply rate, and top lance height during oxygen purge.

Способ работы конвертера, в котором жидкая сталь получается из расплавленного передельного чугуна, когда результат прогнозирования, указывающий на появление выброса металла, определяется способом прогнозирования выброса металла в конвертере согласно любому из [1] - [ 7], при этом после определения указанного результата прогнозирования, указывающего на появление выброса металла, выполняют по меньшей мере одну из следующих регулировок: регулировка скорости потока окисляющего газа, вдуваемого из верхней дутьевой фурмы, регулировка высоты верхней дутьевой фурмы, регулировка положения подвижного колокола по высоте, регулировка расхода окисляющего газа или инертного газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, и добавление успокаивающего материала.The operating method of a converter in which molten steel is obtained from molten pig iron, when a prediction result indicating the occurrence of a metal outburst is determined by a converter metal outburst prediction method according to any of [1] to [7], and after determining said prediction result, indicating the appearance of a metal ejection, at least one of the following adjustments is made: adjusting the flow rate of the oxidizing gas blown from the top blast lance, adjusting the height of the top blast lance, adjusting the position of the movable bell in height, adjusting the flow rate of oxidizing gas or inert gas blown from lower blow lance, and the addition of a soothing material.

[9] Система для прогнозирования выброса металла в конвертере, происходящего во время обезуглероживающего рафинирования в конвертере, в котором жидкая сталь получается из расплавленного передельного чугуна путем продувки окисляющим газом расплавленного передельного чугуна в конвертере из верхней дутьевой фурмы или продувки также окисляющим газом или инертным газом из нижней дутьевой фурмы, для выполнения обезуглероживающего рафинирования расплавленного передельного чугуна, при этом система содержит:[9] A system for predicting a metal release in a converter occurring during converter decarburization refining in which liquid steel is obtained from molten pig iron by blowing an oxidizing gas over the molten pig iron in the converter from an overhead blast lance or blowing also with an oxidizing gas or an inert gas from lower blow lance, to perform decarburization refining of molten pig iron, while the system contains:

спектроскопическую камеру, расположенную вблизи конвертера с возможностью получения изображения пламени процесса горения в горловине через зазор между конвертером и подвижным колоколом; иa spectroscopic camera located near the converter with the possibility of obtaining an image of the flame of the combustion process in the neck through the gap between the converter and the movable bell; and

анализатор изображения, выполненный с возможностью записи данных изображения, с возможностью их извлечения, отправленных из спектроскопической камеры, вычисления из указанных данных изображения интенсивности излучения в спектре излучения на длине волны в диапазоне 580 - 620 нм и прогнозирования выброса металла на основе рассчитанного изменения, во временном ряду, интенсивности излучения.an image analyzer capable of recording image data, with the possibility of extracting them, sent from the spectroscopic camera, calculating from said image data the radiation intensity in the radiation spectrum at a wavelength in the range of 580 - 620 nm and predicting the metal emission based on the calculated change, in time row, the intensity of the radiation.

[10] Система для прогнозирования выброса металла в конвертере согласно [9], также содержащая управляющий компьютер, выполненный с возможностью выдавать управляющий сигнал для изменения рабочего режима в соответствии с данными, вводимыми из анализатора изображения.[10] The system for predicting the emission of metal in the converter according to [9], also comprising a control computer configured to output a control signal for changing the operating mode in accordance with data input from the image analyzer.

[11] Система для прогнозирования выброса металла в конвертере в соответствии с [9] или [10], в которой анализатор изображения выполнен с возможностью обнаружения точки перегиба, в которой интенсивность излучения снова начинает увеличиваться после того, как она ранее уменьшалась, и при обнаружении указанной точки перегиба прогнозировать указанное появление выброса металла.[11] A system for predicting metal ejection in a converter according to [9] or [10], in which the image analyzer is configured to detect an inflection point at which the emission intensity begins to increase again after it has previously decreased, and upon detection the specified inflection point to predict the specified occurrence of a metal outlier.

[12] Система для прогнозирования выброса металла в конвертере согласно любому из [9] - [11], в которой анализатор изображения вычисляет изменение интенсивности излучения во временном ряду в соответствии с формулой определения с использованием скользящего среднего.[12] A converter metal emission prediction system according to any one of [9] to [11], in which the image analyzer calculates the change in radiation intensity over time according to a moving average determination formula.

[13] Система для прогнозирования выброса металла в конвертере согласно [12], в которой формулы (1) - (3), приведенные ниже, используются в качестве формулы определения, и результат прогнозирования, указывающий на появление выброса металла, определяется, когда выполняются все формулы (1) - (3).[13] A system for predicting a metal outburst in a converter according to [12], in which formulas (1) to (3) below are used as a determination formula, and a prediction result indicating the occurrence of a metal outburst is determined when all formulas (1) - (3).

[Мат. 2][Mat. 2]

Figure 00000001
Figure 00000001

где I(n, m0) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-m0 до точки измерения n, I(n-L1, m1) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-L1-m1 до точки измерения n-L1, I(n-2L1, m1) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-2L1-m1до точки измерения n-2L1, I(n, m2) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-m2 до точки измерения n, I(n-L2, m2) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-L2-m2 до точки измерения n-L2, C0, C1 и C2 являются порогами определения и удовлетворяют соотношениям C0> 0, C2> 0 и C1<C2, L1 и L2 являются константами, каждая из которых является целым числом, 1 или более, и m0, m1 и m2 являются константами, каждая из которых является целым числом, 0 или более.where I(n, m0) denotes the moving average (arbitrary unit) of the radiation intensity index from the measurement point n-m0 to the measuring point n, I(n-Lone, mone) denotes the moving average (arbitrary unit) of the radiation intensity index from the measurement point n-Lone-mone up to measuring point n-Lone, I(n-2Lone, mone) denotes the moving average (arb. unit) of the radiation intensity index from the measurement point n-2Lone-moneto measuring point n-2Lone, I(n, m2) denotes the moving average (arbitrary unit) of the radiation intensity index from the measurement point n-m2 to the measuring point n, I(n-L2, m2) denotes the moving average (arb. unit) of the radiation intensity index from the measurement point n-L2-m2 up to measuring point n-L2, C0, Cone and C2 are thresholds of definition and satisfy the relations C0> 0, C2> 0 and Cone<C2, Lone and L2 are constants, each of which is an integer, 1 or more, and m0, mone and m2 are constants, each of which is an integer, 0 or more.

[14] Система прогнозирования выброса металла из конвертера согласно [13], в которой анализатор изображения включает модель машинного обучения для определения пороговых значений C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) с помощью машинного обучения с использованием одного или нескольких из следующих параметров: изменение интенсивности излучения, скорости потока отходящего газа, компонентов отходящего газа, скорости подачи газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы и высоты верхней дутьевой фурмы во время продувки кислородом.[14] A converter metal ejection prediction system according to [13], in which the image analyzer includes a machine learning model to determine the threshold values of C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) to (3) by machine learning using one or several of the following: changing the radiation intensity, the off-gas flow rate, the off-gas components, the oxygen gas feed rate from the top blow lance, and the height of the top blow lance during oxygen purge.

[15] Система для прогнозирования выброса металла из конвертера согласно [13], также содержащая компьютер для машинного обучения, который включает в себя модель машинного обучения для определения пороговых значений определения C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) с помощью машинного обучения с использованием по меньшей мере одного из следующих параметров: изменение интенсивности излучения, скорость потока отходящего газа, компоненты отходящего газа, скорость подачи газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы и высота верхней дутьевой фурмы во время продувки кислородом.[15] The system for predicting the release of metal from the converter according to [13], also containing a machine learning computer, which includes a machine learning model for determining threshold values for determining C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) - (3 ) by machine learning using at least one of the following parameters: change in radiation intensity, off-gas flow rate, off-gas components, oxygen gas supply rate from the top blow lance, and height of the top blow lance during oxygen purge.

Полезные эффекты изобретенияUseful effects of the invention

В способе и системе для прогнозирования выброса металла в конвертере согласно настоящему изобретению возможность выброса металла прогнозируется путем измерения спектра излучения пламени в горловине. Поэтому появление выброса металла можно спрогнозировать без необходимости в установке датчика для обнаружения выброса металла, который должен быть установлен внутри конвертера или в положении, очень близком к внутренней части конвертера, и без создания временной задержки. В способе работы конвертера в соответствии с настоящим изобретением, поскольку меры по предотвращению выброса металла выполняются в то время, когда получен результат прогнозирования, указывающий на возникновение события выброса металла, это событие выброса металла можно надежно подавлять.In the method and system for predicting metal ejection in a converter according to the present invention, the possibility of metal ejection is predicted by measuring the emission spectrum of the throat flame. Therefore, the appearance of a metal surge can be predicted without the need for a metal surge detector to be installed inside the converter or at a position very close to the inside of the converter, and without creating a time delay. In the operation method of the converter according to the present invention, since metal ejection prevention measures are performed at the time when a prediction result indicating the occurrence of a metal ejection event is obtained, the metal ejection event can be reliably suppressed.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Фиг. 1 представляет схему, иллюстрирующую конфигурацию оборудования конвертера, подходящего для реализации настоящего изобретения.Fig. 1 is a diagram illustrating the hardware configuration of a converter suitable for implementing the present invention.

Фиг. 2 представляет график, иллюстрирующий изменение во временном ряду индекса интенсивности излучения во время продувки кислородом в плавке, при которой произошел выброс.Fig. 2 is a graph illustrating the change in time series of the radiation intensity index during an oxygen purge in a melt in which a burst occurred.

Фиг. 3 представляет график, иллюстрирующий изменение во временном ряду индекса интенсивности излучения во время продувки кислородом в плавке, при которой не произошло выброса.Fig. 3 is a graph illustrating the change in the time series of the radiation intensity index during oxygen purge in a melt in which no emission occurred.

Фиг. 4. представляет схему, иллюстрирующую конфигурацию оборудования конвертера, подходящего для реализации настоящего изобретенияFig. 4. is a diagram illustrating the hardware configuration of a converter suitable for implementing the present invention

Описание вариантов осуществления изобретенияDescription of embodiments of the invention

Изобретатели интенсивно проводили исследования с целью прогнозирования при обезуглероживающем рафинировании, выполняемом в конвертере для получения жидкой стали из расплавленного передельного чугуна путем окислительного рафинирования расплавленного чугуна, в реальном времени без задержки по времени, возникновения выброса металла во время продувки кислородом. В частности, во время обезуглероживающего рафинирования в конвертере изобретатели контролировали внутреннее состояние конвертера при возникновении выброса металла в реальном времени. Известно, что выброс происходит, когда шлак в конвертере находится во вспененном состоянии.The inventors have extensively researched to predict, in the decarburization refining performed in a converter for producing liquid steel from molten pig iron by oxidative refining of molten iron, in real time without time delay, the occurrence of a metal burst during oxygen purging. In particular, during the decarburization refining in the converter, the inventors monitored the internal state of the converter when metal ejection occurred in real time. It is known that a blowout occurs when the slag in the converter is in a foamed state.

В результате исследований изобретатели сосредоточили внимание на пламени реакции горения в горловине конвертера как на факторе, пригодном для точного определения внутреннего состояния конвертера в реальном времени, и пришли к идее измерения спектра излучения пламени реакции горения в горловине через заданные интервалы времени при обезуглероживающем рафинировании. Здесь термин «пламя реакции горения в горловине» означает пламя внутри конвертера, пламя, выходящее из горловины конвертера в сторону дымохода на верхней части конвертера.As a result of research, the inventors focused on the flame of the combustion reaction in the neck of the converter as a factor suitable for accurately determining the internal state of the converter in real time, and came up with the idea of measuring the emission spectrum of the flame of the combustion reaction in the neck at predetermined time intervals during decarburization refining. Here, the term "throat combustion reaction flame" means the flame inside the converter, the flame exiting the neck of the converter towards the chimney on top of the converter.

Спектр излучения пламени реакции горения в горловине содержит не только информацию о газообразном CO, образующемся в результате реакции обезуглероживания (C + O → CO) в конвертере, но также информацию о газообразном CO2, образующемся в результате самовозгорания, возникающего при смешивании части образовавшегося газообразного CO и воздуха, всасываемого через горловину конвертера. Спектр излучения дополнительно содержит информацию о FeO* (промежуточный продукт), относящуюся к атомам железа, которые испаряются из точки воспламенения внутри конвертера (а именно, из положения, в котором окисляющий газ из верхней дутьевой фурмы сталкивается с поверхностью ванны расплавленного передельного чугуна). Изобретатели обнаружили, что внутреннее состояние конвертера можно легко оценить в реальном времени, если возможно для длины волны в диапазоне 580 - 620 нм в спектре излучения измерять интенсивность излучения в реальном времени на каждой длине волны.The emission spectrum of the combustion reaction flame in the throat contains not only information about the gaseous CO formed as a result of the decarburization reaction (C + O → CO) in the converter, but also information about the gaseous CO 2 formed as a result of spontaneous combustion resulting from the mixing of part of the formed gaseous CO and air sucked in through the neck of the converter. The emission spectrum additionally contains information on FeO* (intermediate product) related to the iron atoms that evaporate from the ignition point inside the converter (namely, from the position at which the oxidizing gas from the top blow lance hits the surface of the molten pig iron bath). The inventors have found that the internal state of the converter can be easily assessed in real time if it is possible for a wavelength in the range of 580 to 620 nm in the emission spectrum to measure the emission intensity in real time at each wavelength.

Длина волны в диапазоне 580 - 620 нм в спектре излучения соответствует оранжевой полосе спектра FeO, связанной с образованием и исчезновением FeO* (промежуточного продукта), и отличается от длин волн полосы промежуточного продукта газа, содержащего газообразные углеводороды. Кроме того, изобретатели подтвердили, что пик поглощения наблюдается в вышеупомянутом диапазоне длин волн, когда образуется FeO* (промежуточный продукт), в то время как пик излучения наблюдается в том же диапазоне длин волн, когда FeO* (промежуточный продукт) исчезает. Кроме того, изобретатели подтвердили, что интенсивность излучения коррелирует со скоростью исчезновения FeO* (промежуточного продукта). Далее «FeO* (промежуточный продукт)» обозначается просто «FeO*».The wavelength in the range of 580 - 620 nm in the emission spectrum corresponds to the orange band of the FeO spectrum, associated with the formation and disappearance of FeO * (intermediate product), and differs from the wavelengths of the band of the intermediate gas product containing gaseous hydrocarbons. In addition, the inventors confirmed that an absorption peak is observed in the above wavelength range when FeO* (intermediate) is formed, while an emission peak is observed in the same wavelength range when FeO* (intermediate) disappears. In addition, the inventors have confirmed that the intensity of the radiation correlates with the rate of disappearance of FeO* (intermediate). Hereinafter, "FeO* (intermediate)" is simply referred to as "FeO*".

С вышеуказанной точки зрения изобретатели измерили спектр излучения пламени реакции горения в горловине конвертера во временном ряду во время обезуглероживающего рафинирования в конвертере. Спектр излучения пламени реакции горения в конвертере был измерен, как показано на фиг.1 (детали которого будут описаны позже), путем установки спектроскопической камеры 6 перед конвертером 2 и получения изображения пламени реакции горения 16 в горловине, выходящего через зазор между горловиной 9 и подвижным колоколом 10. Изображение, полученное спектроскопической камерой 6, передается в анализатор изображений 7. В анализаторе изображений 7 изображение регистрируется и интенсивность излучения на каждой длине волн излучения анализируется, посредством выполнения линейного анализа входных данных изображения на любой строке сканирования. Измерение спектра излучения и анализ интенсивности излучения проводился с интервалом между точками измерения, то есть с интервалом времени измерения Δt, принятым равным 1 секунде.From the above point of view, the inventors measured the emission spectrum of the combustion reaction flame in the neck of the converter in a time series during the decarburization refining in the converter. The emission spectrum of the combustion reaction flame in the converter was measured as shown in FIG. bell 10. The image acquired by the spectroscopic camera 6 is transmitted to the image analyzer 7. In the image analyzer 7, the image is recorded and the emission intensity at each emission wavelength is analyzed by performing a linear analysis of the input image data on any scan line. The emission spectrum was measured and the intensity of the emission was analyzed with an interval between measurement points, that is, with a measurement time interval Δt taken equal to 1 second.

Исходя из полученных результатов измерения спектра излучения, длина волны 610 нм, при которой ширина изменения была наибольшей во время обезуглероживающего рафинирования, была выбрана в качестве целевой длины волны (длина волны, используемая при анализе), и изменение интенсивности излучения во временном ряду получали путем расчета интенсивности излучения при длине волны 610 нм в каждый момент измерения во время обезуглероживающего рафинирования. При получении изменения интенсивности излучения во временном ряду, в качестве «индекса интенсивности излучения» определялась нормированная интенсивность излучения, в предположении, что интенсивность излучения в данных изображения, зарегистрированных спектроскопической камерой 6 в горловине перед началом продувки кислородом, определена как 1, и изменение интенсивности излучения во временном ряду получали с использованием этого индекса интенсивности излучения. Конечно, изменение во временном ряду также может быть получено с использованием ненормированной интенсивности излучения.Based on the obtained results of measuring the emission spectrum, the wavelength of 610 nm, at which the width of the change was largest during decarburization refining, was selected as the target wavelength (the wavelength used in the analysis), and the change in the emission intensity in the time series was obtained by calculating radiation intensity at a wavelength of 610 nm at each measurement moment during decarburization refining. When obtaining the change in the emission intensity in the time series, the normalized emission intensity was determined as the "radiation intensity index", assuming that the emission intensity in the image data recorded by the spectroscopic camera 6 in the throat before the start of the oxygen purge is determined as 1, and the emission intensity change in the time series was obtained using this radiation intensity index. Of course, the change in the time series can also be obtained using non-normalized radiation intensity.

В вышеописанных исследованиях использовался конвертер (вместимостью 300 тонн), позволяющий подавать продувающий окисляющий газ из верхней дутьевой фурмы 3 и подавать продувающий перемешивающий газ из нижней дутьевой фурмы 4 в нижней части конвертера. Газообразный кислород (газообразный кислород технической чистоты) использовался в качестве окисляющего газа, вдуваемого из верхней дутьевой фурмы, и газообразный аргон использовался в качестве перемешивающего газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы. Используемая здесь верхняя дутьевая фурма была верхней дутьевой фурмой, включающей дутьевые сопла Лаваля, служащие в качестве пяти дутьевых сопел для газообразного кислорода, установленные на конце фурмы с углом дутья 15º. Здесь угол вдувания для дутьевого сопла представляет относительный угол между направлением дутья газообразного кислорода из дутьевого сопла и осевым направлением верхней дутьевой фурмы.In the studies described above, a converter (capacity of 300 tons) was used, allowing the supply of purge oxidizing gas from the upper blow lance 3 and the supply of purge agitation gas from the bottom blow lance 4 at the bottom of the converter. Oxygen gas (commercial grade oxygen gas) was used as the oxidizing gas blown from the top blow lance, and argon gas was used as the stirring gas blown from the bottom blow lance. The top blow lance used here was a top blow lance including Laval blow nozzles serving as five blow nozzles for oxygen gas, mounted at the end of the lance with a blow angle of 15º. Here, the blowing angle for the blow nozzle represents the relative angle between the blowing direction of oxygen gas from the blow nozzle and the axial direction of the upper blow lance.

В вышеописанном конвертере обезуглероживающее рафинирование проводилось на жидком передельном чугуне с концентрацией углерода 3,5% масс. Подача газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы начиналась в момент, когда содержание углерода в расплавленном передельном чугуне составляло 3,5% масс. и продолжалась до тех пор, пока содержание углерода в расплавленном чугуне в конвертере не достигало 0,04% масс.In the converter described above, the decarburization refining was carried out on liquid pig iron with a carbon concentration of 3.5% by weight. The supply of gaseous oxygen from the upper blast lance began at the moment when the carbon content in the molten pig iron was 3.5 wt%. and continued until the carbon content in the molten iron in the converter did not reach 0.04% of the mass.

Скорость подачи газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы задавалась равной 800 - 1000 нм3 (нормальный кубический метр)/мин, высота фурмы верхней дутьевой фурмы установлена в диапазоне 2,5 - 3,0 м, и скорость подачи перемешивающего газа из нижней дутьевой фурмы установлена равной 5-30 нм3/мин. В описании термин «высота фурмы верхней дутьевой фурмы» означает расстояние от головки верхней дутьевой фурмы до поверхности ванны расплавленного передельного чугуна внутри конвертера при измерении в стационарном состоянии.The supply rate of oxygen gas from the upper blow lance was set to 800 to 1000 Nm 3 (Nm)/min, the height of the lance of the top blow lance was set in the range of 2.5 to 3.0 m, and the agitation gas supply rate from the bottom blow lance was set to equal to 5-30 nm 3 /min. In the description, the term "upper blast lance height" means the distance from the head of the upper blast lance to the surface of the molten pig iron bath inside the converter when measured at steady state.

Фиг. 2 представляет график, иллюстрирующий изменение во временном ряду индекса интенсивности излучения во время продувки кислородом в ходе плавки, в которой имел место выброс металла, индекс интенсивности излучения рассчитывался в соответствии с описанным выше способом. Фиг. 3 представляет график, иллюстрирующий изменение во временном ряду индекса интенсивности излучения во время продувки кислородом в ходе плавки, при которой не произошло выброса металла, при этом индекс интенсивности излучения рассчитывался в соответствии с описанным выше способом. Время обезуглероживающего рафинирования в ходе плавки, проиллюстрированной на фиг. 2, в которой произошел выброс, составило 19,5 мин, и время обезуглероживающего рафинирования в ходе плавки, проиллюстрированной на фиг. 3, в которой не произошло выброса, составило 18,0 мин. Ход продувки кислородом, представленный горизонтальной осью на каждой из фиг. 2 и 3, определяется следующей формулой (4).Fig. 2 is a graph illustrating the change in the time series of the radiation intensity index during oxygen purge during the melt in which the metal was ejected, the radiation intensity index was calculated in accordance with the method described above. Fig. 3 is a graph illustrating the change in the time series of the radiation intensity index during oxygen purge during a melt in which no metal was ejected, with the radiation intensity index calculated in accordance with the method described above. The decarburization refining time during the melt illustrated in FIG. 2 in which the burst occurred was 19.5 minutes, and the decarburization refining time during the melt illustrated in FIG. 3, in which no ejection occurred, was 18.0 min. The oxygen purge stroke, represented by the horizontal axis in each of FIGS. 2 and 3 is determined by the following formula (4).

Ход продувки кислородом = (QO2C/Q0O2) × 100… (4)Oxygen purge stroke = (Q O2C / Q 0O2 ) × 100… (4)

где QO2C обозначает общее количество кислорода (нм3) в течение периода времени от начала подачи кислорода до определенного момента времени, и QO2 обозначает общее количество кислорода (нм3) в конце подачи кислорода.where Q O2C denotes the total amount of oxygen (nm 3 ) during the period of time from the start of the oxygen supply to a certain point in time, and Q O2 denotes the total amount of oxygen (nm 3 ) at the end of the oxygen supply.

Как видно из фиг. 2 и 3, при продолжении продувки кислородом индекс интенсивности излучения увеличивается в первой половине продувки кислородом (а именно, в период времени, когда ход выполнения продувки кислородом находится в диапазоне 60 - 70%) независимо от возникновения выброса. С другой стороны, во второй половине продувки кислородом, по мере выполнения продувки кислородом, индекс интенсивности излучения уменьшается.As can be seen from FIG. 2 and 3, as the oxygen purge continues, the radiation intensity index increases in the first half of the oxygen purge (namely, the period of time when the progress of the oxygen purge is in the range of 60-70%), regardless of the occurrence of a burst. On the other hand, in the second half of the oxygen purge, as the oxygen purge is performed, the radiation intensity index decreases.

Однако, как проиллюстрировано на фиг. 2, в плавке, в которой происходил выброс металла, индекс интенсивности излучения, который начинает увеличиваться в ходе продувки кислородом, когда-то снижается даже в первой половине продувки кислородом, а затем происходит выброс после того, как индекс интенсивности излучения снова начал увеличиваться.However, as illustrated in FIG. 2, in the melt in which the metal ejection occurred, the radiation intensity index, which starts to increase during the oxygen purge, sometime decreases even in the first half of the oxygen purge, and then ejection occurs after the emission intensity index starts to increase again.

Вышеуказанное явление считается результатом того факта, что во время возникновения выброса металла, поскольку шлак в конвертере вызывает вспенивание, кажущаяся толщина шлака увеличивается, и реакция восстановления FeO замедляется, т.е. реакция обезуглероживания замедляется вследствие блокирующего эффекта, вызванного увеличением кажущейся толщины шлака, в результате чего индекс интенсивности излучения однократно снижается. Причина, по которой индекс интенсивности излучения после этого снова увеличивается, заключается в том, что поскольку реакция восстановления FeO остановилась, количество FeO в шлаке становится избыточным и реакция обезуглероживания (FeO + C→Fe + CO) снова начинает проходить на границе раздела между шлаком и расплавленным чугуном, тем самым снова увеличивается индекс интенсивности излучения.The above phenomenon is considered to be the result of the fact that at the time of occurrence of the metal ejection, since the slag in the converter causes foaming, the apparent thickness of the slag increases and the FeO reduction reaction slows down, i.e. the decarburization reaction is slowed down due to the blocking effect caused by the increase in the apparent thickness of the slag, as a result of which the radiation intensity index is reduced once. The reason why the radiation intensity index increases again after that is that since the FeO reduction reaction has stopped, the amount of FeO in the slag becomes excessive and the decarburization reaction (FeO + C→Fe + CO) starts again at the interface between the slag and molten iron, thereby again increasing the radiation intensity index.

Из вышеописанного результата изобретатели обнаружили, что изменение во временном ряду индекса интенсивности излучения можно использовать для прогнозирования выброса металла.From the above result, the inventors have found that a change in the time series of the radiation intensity index can be used to predict the emission of metal.

В ходе плавки, при которой не произошло выброса металла, как показано на фиг. 3, показатель интенсивности излучения увеличивается по мере проведения продувки и достигает максимального значения на средней стадии продувки. Затем, в период, приближающийся к конечной стадии продувки, показатель интенсивности излучения уменьшается, поскольку скорость реакции восстановления оксида железа снижается.During a melt that did not eject metal, as shown in FIG. 3, the radiation intensity indicator increases as the purge is carried out and reaches its maximum value at the middle stage of the purge. Then, in the period approaching the final purge stage, the emission intensity index decreases as the rate of the iron oxide reduction reaction decreases.

Принимая во внимание то обстоятельство, что показатель интенсивности излучения образует рисунок с возрастанием и убыванием, изобретатели сравнили изменение во временном ряду индекса интенсивности излучения между плавкой, в которой произошел выброс, и плавкой, при котором выброс не произошел. В результате было обнаружено, что в случае возникновения выброса металла изменение во временном ряду индекса интенсивности излучения имеет, например, особенность, упомянутую ниже. Выброс металла происходит, когда текущее значение индекса интенсивности излучения увеличивается на 20% или более от значения индекса интенсивности излучения в точке измерения за 10 секунд до текущего времени, и индекс интенсивности излучения в точке измерения за 10 секунд до текущего времени равен или меньше, чем в точке измерения за 80 секунд до текущего времени. Вышеуказанное соображение аналогичным образом применяется к значениям измеренной интенсивности излучения, которые являются ненормированными.In view of the fact that the radiation intensity index forms an ascending and descending pattern, the inventors compared the change in the time series of the radiation intensity index between the melt in which the emission occurred and the melt in which the emission did not occur. As a result, it was found that in the case of a metal ejection, a change in the time series of the radiation intensity index has, for example, the feature mentioned below. Metal ejection occurs when the current value of the radiation intensity index increases by 20% or more from the value of the radiation intensity index at the measurement point 10 seconds before the current time, and the radiation intensity index at the measurement point 10 seconds before the current time is equal to or less than in measuring point 80 seconds before the current time. The above consideration applies similarly to measured radiation intensity values that are non-normalized.

Таким образом, было высказано предположение, что когда произошел выброс, наблюдается следующий характер изменения интенсивности излучения и индекса интенсивности излучения: каждый из них непрерывно уменьшается или не изменяется в течение определенного времени (около 70 секунд), а затем переходит к значительному увеличению, как описано выше (характер изменения определяется как “точка перегиба” в данном описании). Другими словами, было высказано предположение, что возникновения выброса металла можно предсказать, обнаружив появление точки перегиба во временном ряду изменений интенсивности излучения и индекса интенсивности излучения.Thus, it has been suggested that when an ejection occurs, the following pattern of change in radiation intensity and radiation intensity index is observed: each of them continuously decreases or does not change for a certain time (about 70 seconds), and then proceeds to a significant increase, as described above (the nature of the change is defined as the "inflection point" in this description). In other words, it has been suggested that the occurrence of a metal ejection can be predicted by detecting the appearance of an inflection point in the time series of changes in radiation intensity and radiation intensity index.

В плавке, показанной на фиг. 2, в которой имеет место выброс металла, есть два периода (впадины индекса интенсивности излучения), в которых индекс интенсивности излучения однократно уменьшается, а затем начинает увеличиваться. Скорость увеличения индекса интенсивности излучения для каждой из двух впадин по сравнению с индексом интенсивности излучения в точке измерения за 10 секунд до точки измерения, соответствующей каждой впадине, меньше в первой впадине (в то время, когда продувка кислородом завершена приблизительно на 30%), чем во второй впадине (в то время, когда продувка кислородом завершена приблизительно на 45%). Таким образом, первая впадина (в то время, когда продувка кислородом завершена приблизительно на 30%) рассматривается как предполагаемое появление вспенивания шлака, которое не приводит к выбросу. С другой стороны, во второй впадине (во время, когда продувка кислородом завершена приблизительно на 45%), скорость увеличения индекса интенсивности излучения по сравнению с индексом интенсивности излучения в точке измерения за 10 секунд до этого превышает 20%, и выброс металла произошел после того, как индекс интенсивности излучения прошел вторую впадину. Следовательно, считается, что возникновение выброса металла можно более точно предсказать, обнаружив появление точки перегиба, такой как вторая впадина, во временных рядах изменений интенсивности излучения и индекса интенсивности излучения.In the melt shown in Fig. 2, in which metal ejection occurs, there are two periods (radiation intensity index troughs) in which the emission intensity index decreases once and then begins to increase. The rate of increase in the radiation intensity index for each of the two pits compared to the radiance intensity index at the measurement point 10 seconds before the measurement point corresponding to each pit is slower in the first pit (at the time when the oxygen purge is approximately 30% complete) than in the second trough (when the oxygen purge is approximately 45% complete). Thus, the first trough (at the time when the oxygen purge is approximately 30% complete) is considered to be the expected occurrence of slag foaming that does not result in a blowout. On the other hand, in the second valley (at the time when the oxygen purge is approximately 45% completed), the increase rate of the radiation intensity index compared to the radiation intensity index at the measurement point 10 seconds before exceeds 20%, and the metal ejection occurs after , as the radiation intensity index passed the second trough. Therefore, it is believed that the occurrence of a metal ejection can be more accurately predicted by detecting the occurrence of an inflection point, such as a second trough, in the time series of changes in radiation intensity and radiation intensity index.

При использовании индекса интенсивности излучения для прогнозирования выброса металла выброс металла можно также спрогнозировать путем сравнения индекса интенсивности излучения, заданного как мгновенное значение (фактическое значение), которое не является скользящим средним, как видно из режима, проиллюстрированного на фиг. 2 и 3. Однако было подтверждено, что выброс металла можно более точно предсказать, используя скользящее среднее индекса интенсивности излучения в течение определенного периода. Здесь термин «скользящее среднее» подразумевает значение, полученное в результате деления суммы изменений данных за определенный промежуток времени на количество единиц данных, и представляет собой метод сглаживания данных временного ряда.When using the radiation intensity index to predict metal ejection, metal ejection can also be predicted by comparing the radiation intensity index given as an instantaneous value (actual value) that is not a running average, as seen from the mode illustrated in FIG. 2 and 3. However, it has been confirmed that metal release can be more accurately predicted using a moving average of the radiation intensity index over a certain period. Here, the term "moving average" means the value obtained by dividing the sum of data changes over a certain period of time by the number of data units, and is a method of smoothing time series data.

Отклонение сокращается путем использования скользящих средних значений интенсивности излучения (фактические значения) и индекса интенсивности излучения. При соответствующем выборе числа отсчетов в расчетах скользящих средних, в плавке, в которой не происходит выброса металла, скользящее среднее может быть вызвано, например, монотонным увеличением до тех пор, пока индекс интенсивности излучения не достигает максимального значения, и монотонным уменьшением после того, как индекс интенсивности излучения достиг максимального значения. Интенсивность излучения (фактическое значение) также ведет себя аналогично индексу интенсивности излучения.The deviation is reduced by using moving averages of the radiation intensity (actual values) and the radiation intensity index. With an appropriate choice of the number of readings in the calculation of the moving averages, in a melt in which there is no ejection of metal, the moving average can be caused, for example, by a monotonic increase until the radiation intensity index reaches its maximum value, and a monotonic decrease after the radiation intensity index has reached its maximum value. The radiation intensity (actual value) also behaves similarly to the radiation intensity index.

Кроме того, было подтверждено, что возникновение выброса металла может быть еще более точно предсказано путем расчета изменений во временном ряду интенсивности излучения и индекса интенсивности излучения в соответствии с формулами определения с использованием скользящих средних.In addition, it has been confirmed that the occurrence of a metal outburst can be predicted even more accurately by calculating the changes in the time series of the radiation intensity and the radiation intensity index according to the moving average determination formulas.

Например, следующие формулы (1) - (3) могут быть использованы в качестве формул определения с использованием скользящих средних значений индекса интенсивности излучения в отношении точки измерения n. Используя формулы (1) - (3), можно легко обнаружить вышеописанную точку перегиба. Здесь точка измерения n обозначает точку измерения в определенное время во время обезуглероживающего рафинирования и соответствует текущей точке измерения.For example, the following formulas (1) to (3) can be used as moving average determination formulas of the radiation intensity index with respect to the measurement point n. Using formulas (1) - (3), you can easily find the above inflection point. Here, the measurement point n denotes a measurement point at a certain time during decarburization refining, and corresponds to the current measurement point.

[Мат. 3][Mat. 3]

Figure 00000001
Figure 00000001

В приведенных выше формулах I(n, m0) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-m0 до точки измерения n, I(n-L1, m1) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-L1-m1 до точки измерения n-L1; I(n-2L1, m1) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-2L1-m1 до точки измерения n-2L1; I(n, m2) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-m2 до точки измерения n; I(n-L2, m2) обозначает скользящее среднее (произв. единица) индекса интенсивности излучения от точки измерения n-L2-m2 до точки измерения n-L2; C0, C1 и C2 являются пороговыми значениями определения и удовлетворяют соотношениям C0>0, C2> 0 и C1<C2; L1 и L2являются константами, каждая из которых представляет собой целое число, 1 или более, а m0, m1 и m2 являются константами, каждая из которых является целым числом, 0 или более.In the above formulas, I(n, m 0 ) denotes the moving average (arr. unit) of the radiation intensity index from the measurement point nm 0 to the measurement point n, I(nL 1 , m 1 ) denotes the moving average (arr. unit) of the intensity index radiation from the measurement point nL 1 -m 1 to the measurement point nL 1 ; I(n-2L 1 , m 1 ) denotes the moving average (arr. unit) of the radiation intensity index from the measurement point n-2L 1 -m 1 to the measurement point n-2L 1 ; I(n, m 2 ) denotes the moving average (arr. unit) of the radiation intensity index from the measurement point nm 2 to the measurement point n; I(nL 2 , m 2 ) denotes the moving average (arr. unit) of the radiation intensity index from the measurement point nL 2 -m 2 to the measurement point nL 2 ; C 0 , C 1 and C 2 are detection thresholds and satisfy the relationships C 0 >0, C 2 > 0 and C 1 <C 2 ; L 1 and L 2 are constants, each of which is an integer, 1 or more, and m 0 , m 1 and m 2 are constants, each of which is an integer, 0 or more.

Здесь формула (1) подразумевает, что в качестве данных определения используются только данные со значением C0 или более. С созданием такого условия, определение может быть выполнено путем исключения фонового шума и данных, измеренных в период затемнения, когда поле зрения спектроскопической камеры было заблокировано на короткое время. Формула (2) представляет величину изменения индекса интенсивности излучения в течение периода времени от точки измерения n-2L1 до точки измерения n-L1, т.е. в течение периода времени, незадолго до текущего момента времени. Формула (3) представляет величину изменения индекса интенсивности излучения в течение периода времени от точки измерения n-L2 до точки измерения n, т.е. в течение периода времени, незадолго до текущего момента времени.Here, the formula (1) implies that only data with a C value of 0 or more is used as determination data. With such a condition, the determination can be made by excluding background noise and data measured during the blackout period when the field of view of the spectroscopic camera was blocked for a short time. Formula (2) represents the change in the radiation intensity index during the period of time from the measurement point n-2L 1 to the measurement point nL 1 , i.e. over a period of time shortly before the current point in time. Formula (3) represents the magnitude of the change in the radiation intensity index during the period of time from the measurement point nL 2 to the measurement point n, i.e. over a period of time shortly before the current point in time.

Формулы (2) и (3) нормированы с использованием I(n-2L1, m1) и I(n-L2, m2) соответственно. Нормировка предназначена для устранения влияний, вызванных абсолютным значением интенсивности излучения, изменяющимся для каждой плавки. Кроме того, в настоящем изобретении из-за обнаружения точки перегиба в изменении временного ряда, т.е. явления, когда индекс интенсивности излучения снижается один раз во временном периоде, незадолго до текущего момента времени, а затем возвращается к увеличению непосредственно перед текущим моментом времени, C2> 0 и C1<C2 выполняются.Formulas (2) and (3) are normalized using I(n-2L 1 , m 1 ) and I(nL 2 , m 2 ) respectively. The normalization is intended to eliminate the effects caused by the absolute value of the radiation intensity, which varies for each heat. In addition, in the present invention, due to the detection of an inflection point in the change in the time series, i.e. phenomena when the radiation intensity index decreases once in a time period, shortly before the current time, and then returns to increase just before the current time, C 2 > 0 and C 1 <C 2 are performed.

Каждое из L1 и L2 представляет количество точек измерения, начиная с текущего времени. Предполагая, что временной интервал измерения составляет Δt (сек), каждый из L1×Δt и L2×Δt представляет период (в секундах), отсчитываемый от текущего времени. Более того, каждое из m0, m1 и m2 представляет количество точек измерения, попадающих в диапазон обратного скользящего среднего. Предполагая, что интервал времени измерения равен Δt (сек), m1×Δt, m2×Δt и m3×Δt, каждый представляет собой временной промежуток (в секундах), в течение которого должно быть вычислено обратное скользящее среднее.Each of L 1 and L 2 represents the number of measurement points since the current time. Assuming that the measurement time interval is Δt (sec), each of L 1 ×Δt and L 2 ×Δt represents a period (in seconds) counted from the current time. Moreover, each of m 0 , m 1 and m 2 represents the number of measurement points falling within the range of the inverse moving average. Assuming that the measurement time interval is Δt (sec), m 1 ×Δt, m 2 ×Δt and m 3 ×Δt, each represents the time interval (in seconds) over which the inverse moving average must be calculated.

В предположении, что выброс металла происходит, когда выполняются все формулы (1) - (3), тесты для прогнозирования возникновения выброса металла во время обезуглероживающего рафинирования в соответствии с вышеописанными формулами (1), (2) и ( 3) были проведены при варьировании пороговых значений определения C0, C1 и C2 и констант L1, L2 и m0, m1 и m2.Assuming that metal ejection occurs when all formulas (1) to (3) are satisfied, tests for predicting the occurrence of metal ejection during decarburization refining according to formulas (1), (2) and (3) above were carried out by varying threshold values for determining C 0 , C 1 and C 2 and constants L 1 , L 2 and m 0 , m 1 and m 2 .

В таблице 1 представлены результаты испытаний. В этих тестах длина волны 610 нм была установлена в качестве заданной длины волны, и даже когда был определен результат прогнозирования, указывающий на возникновение выброса металла, режим работы не был изменен для предотвращения возникновения выброса металла.Table 1 presents the test results. In these tests, a wavelength of 610 nm was set as the target wavelength, and even when a prediction result indicating the occurrence of metal ejection was determined, the operation mode was not changed to prevent the occurrence of metal ejection.

Таблица 1Table 1

КонстантаConstant Пороговое значениеThreshold Результат определенияDefinition result L1,
L2
L1 ,
L2
m0,
m1,
m2
m 0 ,
m 1 ,
m2
C0 C0 C1 C1 C2 C2 Плавка с выбросомSmelting with ejection Нормальная плавка Normal melting
Доля успешных определений(%)Percentage of successful determinations (%) Доля нормального обнаружения
(%)
Percentage of normal detection
(%)
Уровень 1Level 1 10ten 20twenty 15fifteen 0,650.65 0,70.7 6868 8282 Уровень 2Level 2 10ten 10ten 15fifteen 00 1,01.0 5252 6565 Уровень 3Level 3 15fifteen 15fifteen 10ten 00 0,80.8 4545 6262 Уровень 4Level 4 15fifteen 20twenty 15fifteen 0,650.65 0,70.7 5353 8989 Уровень 5Level 5 10ten 15fifteen 10ten 0,650.65 0,70.7 6262 7272 Уровень 6Level 6 10ten 15fifteen 55 0,650.65 0,70.7 6464 4242

Количество выполненных плавок: 100 плавок для каждого теста.Number of heats performed: 100 heats for each test.

Как видно из таблицы 1, было обнаружено, что выброс металла можно стабильно предсказать, соответствующим образом выбирая количество отсчетов в расчетах скользящих средних значений индекса интенсивности излучения и пороговые значения определения. Здесь «Доля успешных определений» в Таблице 1 подразумевает процент плавок, для которых удалось спрогнозировать выброс за 60 секунд или более до момента фактического появления выброса. «Доля нормального обнаружения» подразумевает процент плавок, для которых результат прогнозирования, указывающий на возникновение выброса металла, не был определен в отношении плавок, в которых не было выброса металла, т.е. процент плавок, в которых не было ложного обнаружения. As can be seen from Table 1, it has been found that metal ejection can be stably predicted by appropriately selecting the number of readings in the moving average calculation of the radiation intensity index and detection thresholds. Here, "Determination Success Rate" in Table 1 refers to the percentage of heats for which a blowout was predicted 60 seconds or more before the blowout actually occurred. "Normal Detection Fraction" means the percentage of heats for which a prediction result indicative of the occurrence of a metal outburst was not determined for heats that did not have a metal outburst, i.e. percentage of heats that did not have a false positive.

Способ прогнозирования выброса металла в конвертере, система для прогнозирования выброса металла в конвертере и способ работы конвертера в соответствии с настоящим изобретением разработаны путем проведения дополнительных исследований на основе вышеописанных данных. Подробности выполнения способа прогнозирования выброса металла в конвертере, системы для прогнозирования выброса металла в конвертере и способа работы конвертера в соответствии с настоящим изобретением будут описаны ниже со ссылкой на чертежи. Фиг.1 представляет схематический вид, иллюстрирующий конфигурацию оборудования конвертера, подходящего для осуществления настоящего изобретения.A converter metal emission prediction method, a converter metal emission prediction system, and a converter operation method according to the present invention have been developed by further studies based on the above-described data. Details of the execution of the converter metal emission prediction method, the converter metal emission prediction system, and the operation method of the converter according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a schematic view illustrating the hardware configuration of a converter suitable for carrying out the present invention.

Оборудование конвертера 1, подходящее для осуществления настоящего изобретения, включает: конвертер 2; верхнюю дутьевую фурму 3; спектроскопическую камеру 6, расположенную по периферии конвертера 2, чтобы иметь возможность фиксации изображения пламени 16 реакции горения в горловине; регистрирующий анализатор изображения 7, с возможностью получения изображения, фиксируемого спектроскопической камерой 6 и анализа фиксируемого изображения; и управляющий компьютер 8, отправляющий управляющие сигналы на основе данных, проанализированных анализатором изображения 7.Converter 1 equipment suitable for carrying out the present invention includes: converter 2; upper blow lance 3; a spectroscopic camera 6 located on the periphery of the converter 2 to be able to capture the image of the flame 16 of the combustion reaction in the neck; a recording image analyzer 7 capable of obtaining an image captured by the spectroscopic camera 6 and analyzing the captured image; and a control computer 8 sending control signals based on the data analyzed by the image analyzer 7.

Оборудование конвертера 1 дополнительно включает регулятор 11 высоты фурмы для регулировки высоты верхней дутьевой фурмы 3 и регулятор 12 расхода окисляющего газа для регулирования скорости подачи окисляющего газа, который вдувается из верхней дутьевой фурмы 3, причем эти регуляторы работают индивидуально в соответствии с управляющими сигналами, посылаемыми из управляющего компьютера 8. Оборудование конвертера 1 дополнительно включает регулятор 13 расхода газа нижней продувки для регулирования скорости подачи перемешивающего газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы 4, регулятор 14 добавления вспомогательного сырья для контроля марок и количества добавляемого вспомогательного сырья, которые хранятся в бункерах (не показаны), расположенных над конвертером, и регулятор 15 положения подвижного колокола для управления положением по высоте подвижного колокола 10.The equipment of the converter 1 further comprises a lance height controller 11 for adjusting the height of the upper blow lance 3 and an oxidizing gas flow controller 12 for controlling the feed rate of the oxidizing gas which is blown from the top blow lance 3, these controllers operating individually in accordance with control signals sent from control computer 8. Converter 1 equipment additionally includes a lower purge gas flow controller 13 to control the mixing gas supply rate blown from the lower blow tuyere 4, a auxiliary raw material addition controller 14 to control the grades and amount of auxiliary raw materials added, which are stored in bins (not shown ) located above the converter, and the regulator 15 of the position of the movable bell to control the height position of the movable bell 10.

Высота фурмы, измеренная регулятором 11 высоты фурмы, скорость подачи окисляющего газа, измеренная регулятором 12 скорости подачи окисляющего газа, скорость подачи газа, вдуваемого снизу, измеренная регулятором 13 скорости подачи газа нижней продувки, количество добавленного вспомогательного сырья, измеренное регулятором 14 добавления вспомогательного сырья, и положение высоты подвижного колокола, измеренное регулятором 15 положения подвижного колокола, вводятся в управляющий компьютер 8 для управления с обратной связью. Кроме того, скорость потока отходящего газа, измеренная расходомером отходящего газа (не показан), установленным в дымоходе и измеряющим скорость потока отходящего газа, выходящего из конвертера, и содержание компонентов отходящего газа, измеренное анализатором отходящего газа (не показан), расположенным в дымоходе, и определяемое содержание компонентов (CO, CO2 и O2) отходящего газа, выходящего из конвертера, дополнительно вводятся в управляющий компьютер 8.The lance height measured by the lance height controller 11, the oxidizing gas feed rate measured by the oxidizing gas feed rate controller 12, the bottom blowing gas feed rate measured by the bottom purge gas rate controller 13, the amount of added auxiliary raw material measured by the auxiliary raw material addition controller 14, and the height position of the movable bell measured by the movable bell position controller 15 are input to the control computer 8 for feedback control. In addition, the flue gas flow rate measured by a flue gas flow meter (not shown) installed in the chimney and measuring the flue gas flow rate leaving the converter and the content of flue gas components measured by a flue gas analyzer (not shown) located in the flue, and the determined content of the components (CO, CO 2 and O 2 ) of the off-gas leaving the converter are additionally entered into the control computer 8.

В конвертере 2, используемом в настоящем изобретении, вдуваемый поток 17 окисляющего газа может быть направлен из верхней дутьевой фурмы 3 в направлении расплавленного передельного чугуна 5 в конвертере, и в то же время перемешивающий газ может вдуваться в конвертер из нижней дутьевой фурмы 4 в нижней части конвертера. Кроме того, вблизи конвертера установлена спектроскопическая камера 6, способная измерять спектр излучения пламени 16 реакции горения в горловине в конвертере 2 Изображение пламени 16 реакции горения в горловине, появляющегося через зазор между горловиной 9 конвертера и подвижным колоколом 10 фиксируется установленной спектроскопической камерой 6.In the converter 2 used in the present invention, the blown oxidizing gas stream 17 can be directed from the top blow lance 3 towards the molten pig iron 5 in the converter, and at the same time the stirring gas can be blown into the converter from the bottom blow lance 4 at the bottom. converter. In addition, a spectroscopic camera 6 is installed near the converter, capable of measuring the emission spectrum of the flame 16 of the combustion reaction in the neck in the converter 2. The image of the flame 16 of the combustion reaction in the neck, appearing through the gap between the neck 9 of the converter and the movable bell 10 is recorded by the installed spectroscopic camera 6.

Положение установки спектроскопической камеры 6 может быть дополнительно выбрано так, чтобы воздействие тепла, пыли и т.д., на спектроскопическую камеру 6 было достаточно незначительным, чтобы сделать спектроскопическую камеру 6 долговечной и спектроскопическая камера 6 могла фиксировать изображение пламени 16 реакции горения в горловине, выходящего через зазор между горловиной 9 конвертера и подвижным колоколом 10. Например, когда спектроскопическая камера 6 установлена перед конвертером 2, изображение пламени 16 реакции горения, появляющееся через небольшое окно (зазор), расположенное в загрузочном люке, для проверки пламени, может быть зафиксировано спектроскопической камерой 6. Вместо этого окно для регистрации изображения, через которое может быть получено изображение пламени 16 реакции горения в горловине, может быть расположено на задней стороне (сторона, противоположная посту управления) стены, окружающей корпус конвертера, или со стороны конвертера (со стороны опорного ролика), и спектроскопическая камера 6 может быть установлена за окном, чтобы фиксировать изображение пламени 16 реакции горения в горловине. В качестве альтернативы, спектроскопическая камера 6 может быть установлена даже внутри стенки, окружающей корпус конвертера, если спектроскопическая камера 6 способна выдерживать условия этого положения.The installation position of the spectroscopic camera 6 can be further chosen so that the impact of heat, dust, etc., on the spectroscopic camera 6 is low enough to make the spectroscopic camera 6 durable and the spectroscopic camera 6 can capture the image of the combustion reaction flame 16 in the throat, emerging through the gap between the neck 9 of the converter and the movable bell 10. For example, when the spectroscopic camera 6 is installed in front of the converter 2, the image of the flame 16 of the combustion reaction, appearing through a small window (gap) located in the loading hatch, to check the flame, can be recorded by spectroscopic camera 6. Instead, the image registration window through which the image of the flame 16 of the combustion reaction in the throat can be obtained can be located on the rear side (opposite the control side) of the wall surrounding the converter body, or on the side of the converter (from the side of the support roller) , and a spectroscopic camera 6 can be placed outside the window to capture an image of the combustion reaction flame 16 in the throat. Alternatively, the spectroscopic camera 6 may be installed even inside the wall surrounding the converter housing, if the spectroscopic camera 6 is capable of withstanding the conditions of this position.

Изображение (данные изображения), снятое спектроскопической камерой 6, последовательно отправляется в анализатор изображения 7. Анализатор 7 изображения записывает отправленное зафиксированное изображение (данные изображения), выполняет линейный анализ данных изображения в любой строке сканирования и анализирует длины волны излучения и интенсивность излучения для каждой длины волны излучения. Кроме того, анализатор изображения 7 прогнозирует возникновение выброса металла на основе результата анализа отправленного зафиксированного изображения (данных изображения).The image (image data) captured by the spectroscopic camera 6 is sequentially sent to the image analyzer 7. The image analyzer 7 records the sent captured image (image data), performs linear analysis of the image data in any scan line, and analyzes the emission wavelengths and emission intensity for each wavelength. radiation waves. In addition, the image analyzer 7 predicts the occurrence of a metal ejection based on the analysis result of the sent captured image (image data).

Данные изображения пламени 16 реакции горения в горловине, проанализированные анализатором изображения 7, отправляются в управляющий компьютер 8 в каждый момент измерения вместе с результатом прогнозирования, указывающим на возникновение выброса металла. Аналогичным образом рабочие данные, хранящиеся в управляющем компьютере 8, такие как скорость подачи газообразного кислорода из верхней фурмы, высота верхней фурмы, скорость потока отходящего газа и компоненты отходящего газа, отправляются в анализатор изображения 7 при каждом измерении.The image data of the throat combustion reaction flame 16 analyzed by the image analyzer 7 is sent to the control computer 8 at each measurement moment along with a prediction result indicating the occurrence of a metal ejection. Similarly, operating data stored in the control computer 8, such as the top lance oxygen gas feed rate, top lance height, off-gas flow rate, and off-gas components, are sent to the image analyzer 7 with each measurement.

После получения от анализатора 7 изображения результата прогнозирования, указывающего на возникновение выброса металла, управляющий компьютер 8 выдает управляющие сигналы для работы регулятора 11 высоты фурмы, регулятора 12 расхода окисляющего газа, регулятора 13 расхода газа, вдуваемого снизу, регулятора 14 подачи вспомогательного сырья и регулятора 15 положения подвижного колокола, независимо или совместно. Позиция 18 на фиг. 1 обозначает трубу для подачи окисляющего газа в верхнюю дутьевую фурму, позиция 19 обозначает трубу для подачи охлаждающей воды в верхнюю дутьевую фурму и позиция 20 обозначает трубу для слива охлаждающей воды из верхней дутьевой фурмы.After receiving from the analyzer 7 an image of the prediction result indicating the occurrence of a metal ejection, the control computer 8 outputs control signals for the operation of the lance height controller 11, the oxidizing gas flow controller 12, the gas flow controller 13 blown from below, the auxiliary raw material supply controller 14 and the controller 15 position of the movable bell, independently or jointly. Position 18 in FIG. 1 denotes a pipe for supplying oxidizing gas to the top blast lance, numeral 19 denotes a pipe for supplying cooling water to the top blast lance, and numeral 20 denotes a pipe for draining cooling water from the top blast lance.

Согласно настоящему изобретению жидкую сталь получают из расплавленного передельного чугуна 5 с помощью оборудования конвертера 1 путем продувки окисляющим газом конвертера из верхней дутьевой фурмы 3 или дополнительно продувки также инертным газом из нижней дутьевой фурмы 4 через расплавленный передельный чугун 5, содержащийся в конвертере 2, и путем проведения окислительного рафинирования расплавленного передельного чугуна 5, т.е. обезуглероживающего рафинирования расплавленного передельного чугуна 5.According to the present invention, liquid steel is produced from molten pig iron 5 by means of converter 1 equipment by blowing an oxidizing gas into the converter from an upper blast lance 3 or additionally blowing also inert gas from a lower blast lance 4 through the molten pig iron 5 contained in the converter 2, and by carrying out the oxidative refining of the molten pig iron 5, i. e. decarburizing refining of molten pig iron 5.

Во время обезуглероживающего рафинирования изображение пламени 16 реакции горения в горловине фиксируется спектроскопической камерой 6, и полученный спектр излучения анализируется для оценки изменения ситуации внутри конвертера 2 во время обезуглероживающего рафинирования в реальном времени. Выброс металла прогнозируется на основе предполагаемого изменения ситуации внутри конвертера. С точки зрения повышения производительности и увеличения выхода железа, предпочтительно, регистрация изображения пламени 16 реакции горения в горловине с помощью спектроскопической камеры 6 и анализ спектра излучения в интервале времени измерения Δt, заданном равным 1 - 10 с.During the decarburization refining, an image of the combustion reaction flame 16 in the throat is captured by the spectroscopic camera 6, and the resulting emission spectrum is analyzed to evaluate the change in the situation inside the converter 2 during the real-time decarburization refining. The release of metal is predicted based on the expected change in the situation inside the converter. From the point of view of increasing productivity and increasing the yield of iron, it is preferable to record the image of the combustion reaction flame 16 in the neck with the spectroscopic camera 6 and analyze the emission spectrum in the measurement time interval Δt, set equal to 1 - 10 s.

Спектр излучения, полученный путем съемки изображения пламени, записывается в анализаторе 7 изображений с возможностью извлечения. Анализатор 7 изображений определяет длины волн излучения в диапазоне 580 - 620 нм в полученном спектре излучения пламени 16 реакции горения в горловине и вычисляет интенсивность излучения для каждой из указанных длин волн излучения.The emission spectrum obtained by capturing an image of a flame is recorded in the image analyzer 7 in an extractable manner. The image analyzer 7 determines the emission wavelengths in the range of 580-620 nm in the obtained emission spectrum of the throat combustion reaction flame 16 and calculates the emission intensity for each of the specified emission wavelengths.

Как описано выше, длина волны в диапазоне 580 - 620 нм соответствует оранжевой полосе системы FeO, которая связана с образованием и исчезновением FeO*. Изобретатели подтвердили, что пик поглощения наблюдается, когда FeO* образуется в вышеуказанном диапазоне длин волн, в то время как пик излучения наблюдается в том же диапазоне длин волн, когда FeO* исчезает, и интенсивность излучения коррелирует со скоростью исчезновения FeO*. Другими словами, поскольку длины волн в диапазоне 580 - 620 нм отражают реакцию в конвертере и дают сведения, позволяющие легко оценить ситуацию внутри конвертера, эти длины волн выбираются в качестве цели измерения. Интенсивность излучения указывает величину энергии излучения, когда FeO переходит из возбужденного состояния (FeO*) в основное состояние.As described above, the wavelength in the range of 580 - 620 nm corresponds to the orange band of the FeO system, which is associated with the formation and disappearance of FeO*. The inventors confirmed that an absorption peak is observed when FeO* is formed in the above wavelength range, while an emission peak is observed in the same wavelength range when FeO* disappears, and the emission intensity correlates with the FeO* disappearance rate. In other words, since wavelengths in the range of 580 - 620 nm reflect the reaction in the converter and provide information that makes it easy to assess the situation inside the converter, these wavelengths are chosen as the measurement target. The radiation intensity indicates the amount of radiation energy when FeO goes from the excited state (FeO*) to the ground state.

Анализатор 7 изображения вычисляет интенсивность излучения и полученный индекс интенсивности излучения для каждой длины волны. Кроме того, анализатор 7 изображения предпочтительно вычисляет скользящее среднее индекса интенсивности излучения. Затем анализатор 7 изображений оценивает изменение ситуации внутри конвертера и прогнозирует возникновение выброса металла во время работы конвертера на основе вычисленных изменений во временном ряду интенсивности излучения, индекса интенсивности излучения и скользящего среднего значения индекса интенсивности излучения. В этом случае, предпочтительно, обнаруживают вышеописанную точку перегиба и прогнозируют возникновение выброса металла в соответствии с результатом обнаружения, указывающим на наличие точки перегиба.The image analyzer 7 calculates the radiation intensity and the resulting radiation intensity index for each wavelength. In addition, the image analyzer 7 preferably calculates a moving average of the radiation intensity index. Then, the image analyzer 7 evaluates the change in the situation inside the converter and predicts the occurrence of a metal ejection during the operation of the converter based on the calculated changes in the time series of the radiation intensity, the radiation intensity index, and the moving average of the radiation intensity index. In this case, the above-described inflection point is preferably detected, and the occurrence of a metal ejection is predicted according to the detection result indicating the presence of the inflection point.

Предпочтительно вышеописанные формулы (1) - (3) используются в качестве формул определения для прогнозирования выброса металла со скользящими средними, и результат прогнозирования, указывающий на появление выброса металла, определяется, когда выполняются все формулы (1) - (3 ). Поскольку C0, C1 и C2, т.е. пороговые значения определения в формулах (1) - (3), различаются в зависимости от условий фиксации изображения и рабочего режима каждого конвертера, выполняется предварительное испытание для измерения интенсивности излучения и для установки пороговых значений определения таким образом, чтобы процент нормального обнаружения выброса металла на основе формул (1) - (3) был максимальным. Принимая во внимание преимущество в работе, C0 - C2 также могут быть определены так, чтобы нормальная частота обнаружения была максимальной в пределах диапазона, в котором ложное обнаружение сохраняется наименьшим.Preferably, formulas (1) to (3) described above are used as determination formulas for predicting moving average metal outburst, and a prediction result indicating the occurrence of metal outburst is determined when all formulas (1) to (3) are executed. Since C 0 , C 1 and C 2 , i.e. detection thresholds in formulas (1) to (3) differ depending on the image capture conditions and the operating mode of each converter, a preliminary test is performed to measure the radiation intensity and to set the detection thresholds so that the percentage of normal detection of a metal emission based on formulas (1) - (3) was the maximum. Considering the performance advantage, C 0 - C 2 can also be defined such that the normal detection rate is maximum within the range in which false detection is kept the least.

Что касается других констант L1, L2, m0, m1 и m2, когда каждой константе задается большее значение, тенденция обнаружения становится более умеренной и избыточное обнаружение (случай определения состояния, не соответствующего выбросу металла, как влекущее выброс металла) менее вероятным. Однако если значения этих констант заданы слишком большими, чувствительность снижается, и становится трудно обнаружить выброс металла до его появления.As for the other constants L 1 , L 2 , m 0 , m 1 and m 2 , when each constant is set to a larger value, the detection trend becomes more moderate and the over-detection (the case of determining a non-ejection state as causing metal ejection) is less probable. However, if the values of these constants are set too high, the sensitivity decreases and it becomes difficult to detect a metal outlier before it occurs.

Кроме того, Δt × L1, Δt × L2, Δt × m0, Δt × m1, и Δt × m2 предварительно установлены для получения максимального процента, при котором нормальное обнаружение выброса металла выполняется в соответствии с формулами (1) - (3), за счет выполнения предварительного испытания с учетом времени (от нескольких десятков секунд до ста секунд), необходимого для принятия контрмер после обнаружения возникновения выброса. Когда каждое из Δt × L1, Δt × L2, Δt × m0, Δt × m1, и Δt × m2 установлено на продолжительность времени, соответствующую около 1 - 5% времени продувки, получается довольно подходящая степень обнаружения. Принимая во внимание преимущество в работе, эти константы также могут быть определены таким образом, чтобы доля нормального обнаружения была максимальной в пределах диапазона, в котором ложное обнаружение сохраняется наименьшим.In addition, ∆t × L 1 , ∆t × L 2 , ∆t × m 0 , ∆t × m 1 , and ∆t × m 2 are preset to obtain the maximum percentage at which normal metal emission detection is performed according to formulas (1) - (3) by performing a preliminary test taking into account the time (from several tens of seconds to one hundred seconds) required to take countermeasures after detecting the occurrence of an outlier. When each of Δt×L 1 , Δt×L 2 , Δt×m 0 , Δt×m 1 , and Δt×m 2 is set to a duration corresponding to about 1 to 5% of the purge time, a fairly suitable degree of detection is obtained. Considering the performance advantage, these constants can also be defined such that the proportion of normal detection is maximized within the range in which false detection is kept the least.

С помощью анализатора изображений 7 оператор может задать пороговые значения C0, C1 и C2 и констант L1, L2, m0, m1 и m2 равные любым числовым значениям. Кроме того, анализатор изображений 7 имеет функцию модели машинного обучения для определения пороговых значений C0, C1 и C2 посредством машинного обучения с использованием одного или двух или более изменений интенсивности излучения, скорости потока отходящего газа, компонентов отходящего газа, скорости подачи газообразного кислорода в верхнюю фурму и высоты верхней фурмы во время продувки кислородом. Другими словами, анализатор 7 изображений имеет функцию включения автоматической настройки C0, C1 и C2 посредством машинного обучения.Using the image analyzer 7, the operator can set the threshold values C 0 , C 1 and C 2 and the constants L 1 , L 2 , m 0 , m 1 and m 2 equal to any numerical values. In addition, the image analyzer 7 has a machine learning model function for determining threshold values of C 0 , C 1 and C 2 by machine learning using one or two or more changes in radiation intensity, exhaust gas flow rate, exhaust gas components, oxygen gas supply rate into the top lance and heights of the top lance during oxygen purge. In other words, the image analyzer 7 has a function to enable automatic adjustment of C 0 , C 1 and C 2 through machine learning.

Кроме того, как проиллюстрировано на фиг.4, компьютер 21 машинного обучения с функцией модели машинного обучения может быть размещен отдельно от анализатора изображения 7. В этом случае вышеописанные константы могут быть установлены следующим образом. Сначала, например, из управляющего компьютера 8, в котором записаны рабочие данные, и из анализатора 7 изображений, в котором записаны данные об интенсивности излучения пламени 16 реакции горения в горловине, соответственно, рабочие данные и данные об интенсивности излучения отправляются в компьютер с машинным обучением 21 в автономном режиме. Компьютер 21 машинного обучения выполняет машинное обучение на основе полученных данных, определяет новые значения вышеуказанных констант и отправляет определенные значения в анализатор 7 изображения. Анализатор 7 изображения принимает новые константы и делает определение в ближайшей и последующих операциях с использованием новых констант.Further, as illustrated in FIG. 4, the machine learning computer 21 with the machine learning model function can be placed separately from the image analyzer 7. In this case, the above-described constants can be set as follows. First, for example, from the control computer 8 in which the operation data is recorded and from the image analyzer 7 in which the emission intensity data of the throat combustion reaction flame 16 is recorded, respectively, the operation data and the emission intensity data are sent to the machine learning computer. 21 offline. The machine learning computer 21 performs machine learning based on the received data, determines new values of the above constants, and sends the determined values to the image analyzer 7 . The image analyzer 7 receives the new constants and makes a determination in the next and subsequent operations using the new constants.

Фиг.4 представляет схематический вид, иллюстрирующий другую конфигурацию оборудования конвертера, подходящего для реализации настоящего изобретения. Оборудование конвертера 1A, показанное на фиг. 4, имеет конфигурацию, в которой компьютер 21 машинного обучения расположен в дополнение к оборудованию конвертера 1, показанному на фиг. 1. Другая конфигурация аналогична конфигурации оборудования конвертера 1, показанного на фиг. 1. Одинаковые компоненты обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и описание этих компонентов опускается.4 is a schematic view illustrating another hardware configuration of a converter suitable for implementing the present invention. Converter equipment 1A shown in FIG. 4 has a configuration in which the machine learning computer 21 is located in addition to the converter equipment 1 shown in FIG. 1. Another configuration is similar to the hardware configuration of the converter 1 shown in FIG. 1. The same components are designated by the same reference numerals, and the description of these components is omitted.

Конкретная длина волны, используемая при расчете индекса интенсивности излучения, определяется путем предварительного измерения длин волн в диапазоне 580 - 620 нм при одной длине волны, на которой величина изменения интенсивности излучения во время обезуглероживающего рафинирования является наибольшей, или путем периодического мониторинга длин волн в пределах вышеуказанного диапазона длин волн во время обезуглероживающего рафинирования и определения для каждого мониторинга одну из нескольких длин волн, при которой величина изменения интенсивности излучения является наибольшей.The specific wavelength used in calculating the radiation intensity index is determined by preliminary measurement of wavelengths in the range of 580 - 620 nm at the one wavelength at which the amount of change in radiation intensity during decarburization refining is the largest, or by periodically monitoring wavelengths within the above wavelength range during decarburization refining and determining for each monitoring one of several wavelengths at which the amount of change in radiation intensity is greatest.

В способе работы конвертера в соответствии с настоящим изобретением, в то время, когда результат прогнозирования, указывающий на возникновение выброса металла, определяется во время обезуглероживающего рафинирования на основе рассчитанного изменения во временном ряду интенсивности излучения, одна или две или более действий из регулировки скорости подачи окисляющего газа, вдуваемого из верхней дутьевой фурмы, регулировки высоты фурмы, регулировки положения по высоте подвижного колокола, регулировки скорости подачи окисляющего газа или инертного газа вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, и добавления успокаивающего материала в конвертер выполняют с целью предотвратить появление выброса и повреждение оборудования. В этом случае изменение во временном ряду индекса интенсивности излучения предпочтительно вычисляется с использованием формул определения (1) - (3), и результат прогнозирования, указывающий на появление выброса металла, определяется, когда выполняются все формулы (1) - (3).In the operation method of the converter according to the present invention, at the time when the prediction result indicating the occurrence of a metal outburst is determined during decarburization refining based on the calculated change in the radiation intensity time series, one or two or more actions of adjusting the supply rate of the oxidizing agent of gas blown from the top blow lance, adjusting the height of the lance, adjusting the height position of the movable bell, adjusting the feed rate of the oxidizing gas or inert gas blown from the bottom blow lance, and adding a soothing material to the converter is performed to prevent blowout and equipment damage. In this case, the change in the time series of the radiation intensity index is preferably calculated using the determination formulas (1) to (3), and the prediction result indicating the occurrence of a metal outburst is determined when all formulas (1) to (3) are satisfied.

Практический способ борьбы с появлением выброса металла предпочтительно выполняется за счет уменьшения скорости подачи окисляющего газа, вдуваемого из верхней дутьевой фурмы, уменьшения высоты верхней дутьевой фурмы, увеличения положения по высоте подвижного колокола для предотвращения повреждения подвижного колокола шлаком, увеличения скорости подачи окисляющего газа или инертного газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, или добавления успокаивающего материала. Более предпочтительно, чтобы две или более из описанных выше операций выполнялись совместно. С помощью описанной выше регулировки вспенивание шлака или интенсивная реакция обезуглероживания могут быть подавлены до возможности выброса или в самом начале выброса металла. Следовательно, можно избежать выброса шлака и жидкого чугуна за пределы конвертера и повысить выход железа.The practical method of combating the occurrence of metal ejection is preferably carried out by reducing the supply rate of the oxidizing gas blown from the top blowing lance, reducing the height of the top blowing lance, increasing the height position of the movable bell to prevent damage to the movable bell by slag, increasing the supply rate of the oxidizing gas or inert gas blown from the lower blow lance, or the addition of a soothing material. More preferably, two or more of the operations described above are performed concurrently. With the adjustment described above, foaming of the slag or a strong decarburization reaction can be suppressed before the ejection is possible or at the very beginning of the ejection of the metal. Therefore, the discharge of slag and liquid iron outside the converter can be avoided, and the yield of iron can be improved.

В данном случае уменьшение скорости подачи окисляющего газа, вдуваемого из верхней дутьевой фурмы, уменьшение высоты верхней дутьевой фурмы, увеличение скорости подачи газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, и добавление успокаивающего материала являются контрмерами по изменению рабочих условий, предотвращающих появление выброса металла. Повышение высоты подвижного колокола является мерой против изменения рабочих условий, чтобы предотвратить повреждение оборудования. Таким образом, желательно изменить, по меньшей мере, рабочие условия, чтобы предотвратить возникновение выброса металла. Уменьшение высоты подвижного колокола для физического предотвращения выброса шлака также является эффективной мерой противодействия с точки зрения уменьшения выброса шлака. В таком случае, однако, необходимо принять во внимание сокращение количества раз, которое может использоваться подвижный колокол.In this case, decreasing the supply rate of the oxidizing gas injected from the top blow lance, decreasing the height of the top blow lance, increasing the supply rate of the gas blown from the bottom blow lance, and adding a soothing material are countermeasures to change the operating conditions to prevent metal blowout. Raising the height of the movable bell is a measure against changing working conditions to prevent damage to the equipment. Thus, it is desirable to change at least the operating conditions in order to prevent the occurrence of metal ejection. Reducing the height of the movable bell to physically prevent the release of slag is also an effective countermeasure in terms of reducing the release of slag. In such a case, however, the reduction in the number of times that the movable bell can be used must be taken into account.

Здесь термин «успокаивающий материал» означает вспомогательное сырье для получения стали, которое подавляет вспенивание шлака за счет образования путей дегазации в шлаке внутри конвертера при добавлении в конвертер и за счет улучшения дегазации шлака при вспенивании. Обычно, например, углеродистый материал, прокатная окалина или шлак используют в гранулированной форме после смешивания с влагой или маслом и жиром, но также можно использовать любое другое подходящее вещество.Here, the term "calming material" means a steelmaking auxiliary raw material that suppresses slag foaming by forming degassing paths in the slag inside the converter when added to the converter and by improving slag degassing when foaming. Usually, for example, carbonaceous material, mill scale or slag is used in granular form after mixing with moisture or oil and fat, but any other suitable substance can also be used.

Предпочтительно уменьшенная величина скорости подачи окисляющего газа, вдуваемого из верхней дутьевой фурмы, уменьшенная величина высоты верхней дутьевой фурмы, величина изменения положения по высоте подвижного колокола, увеличенная скорость подачи окисляющего газа или инертного газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, и количество добавляемого успокаивающего материала определяются заранее, например, на основании соотношения между интенсивностью перемешивания расплавленного чугуна и расходом окисляющего газа.Preferably, the reduced rate of supply of oxidizing gas blown from the top blow lance, the reduced amount of height of the top blow lance, the amount of height change of the movable bell, the increased rate of supply of oxidizing gas or inert gas blown from the bottom blow lance, and the amount of soothing material added are determined by in advance, for example, based on the relationship between the mixing intensity of the molten iron and the flow rate of the oxidizing gas.

В оборудовании 1 конвертера, подходящем для реализации настоящего изобретения, предпочтительно каждый раз, когда выполняются все формулы определения (1) - (3), управляющий компьютер 8 выдает управляющий сигнал на регулятор 11 высоты фурмы для уменьшения высоты фурмы, выдает управляющий сигнал на регулятор 12 расхода окислительного газа для уменьшения расхода окисляющего газа, вдуваемого из верхней дутьевой фурмы, выдает управляющий сигнал на регулятор 15 положения подвижного колокола по высоте, чтобы увеличить положение по высоте подвижного колокола, выдает управляющий сигнал на регулятор 13 расхода газа вдуваемого снизу для увеличения скорости потока вдуваемого окисляющего газа или инертного газа, выдает управляющий сигнал на регулятор 14 добавления вспомогательного сырья для добавления заранее определенного количества успокаивающего материала или подает все эти управляющие сигналы одновременно.In the converter equipment 1 suitable for realizing the present invention, preferably every time all determination formulas (1) to (3) are executed, the control computer 8 outputs a control signal to the lance height controller 11 to decrease the lance height, outputs a control signal to the controller 12 the flow rate of oxidizing gas to reduce the flow rate of oxidizing gas blown from the upper blast lance, gives a control signal to the regulator 15 of the position of the movable bell in height to increase the height position of the movable bell, gives a control signal to the regulator 13 of the gas flow rate blown from below to increase the flow rate of the blown oxidizing gas or inert gas, outputs a control signal to the auxiliary raw material addition controller 14 to add a predetermined amount of soothing material, or all of these control signals at the same time.

Окисляющий газ, вдуваемый из верхней дутьевой фурмы 3, обычно представляет собой газообразный кислород (газообразный кислород промышленной чистоты). Однако, например, вместо этого также может использоваться газовая смесь из газообразного кислорода, инертного газа, такого как аргон или гелий, и газообразного азота, воздуха или воздуха, обогащенный кислородом. Термин «окисляющий газ» означает кислородсодержащий газ с концентрацией кислорода более или равной концентрации кислорода в воздухе. Газ, вдуваемый из нижней дутьевой фурмы 4, является инертным газом или окисляющим газом. Когда вводят окисляющий газ, окисляющий газ действует не только как окисляющий газ для окислительного рафинирования, но также как перемешивающий газ.The oxidizing gas blown from the top blowing lance 3 is usually oxygen gas (industrial grade oxygen gas). However, for example, a gas mixture of oxygen gas, an inert gas such as argon or helium, and nitrogen gas, air or oxygen-enriched air can also be used instead. The term "oxidizing gas" means an oxygen-containing gas with an oxygen concentration greater than or equal to the oxygen concentration in air. The gas injected from the lower blow lance 4 is an inert gas or an oxidizing gas. When an oxidizing gas is introduced, the oxidizing gas acts not only as an oxidizing gas for oxidizing refining, but also as an agitating gas.

При определении ситуации внутри конвертера на основе спектрального анализа пламени 16 реакции горения в горловине в некоторых случаях может произойти ложное обнаружение из-за изменения ситуации, например, в случае, когда поле зрения блокируется прохождением крана. или отложением металла в горловине. Следовательно, пороговые значения определения C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) желательно изменять при работе конвертера для каждой плавки.When determining the situation inside the converter based on the spectral analysis of the combustion reaction flame 16 in the neck, false detection may occur in some cases due to a change in the situation, for example, in the case where the field of view is blocked by the passage of a crane. or metal deposits in the throat. Therefore, the threshold values for determining C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) - (3) it is desirable to change during the operation of the converter for each heat.

Более подробно, пороговые значения определения C0, C1 и C2 предпочтительно определяют с использованием одного, или двух, или более изменений интенсивности излучения, скорости потока отходящего газа, компонентов отходящего газа, скорости подачи газообразного кислорода из верхней фурмы и высоты верхней фурмы во время продувки кислорода.In more detail, the C 0 , C 1 and C 2 detection thresholds are preferably determined using one, or two, or more changes in irradiance, off-gas flow rate, off-gas components, top lance oxygen gas feed rate, and top lance height. oxygen purge time.

Более предпочтительно, пороговые значения определения C0, C1 и C2 определяют посредством машинного обучения с использованием одного, или двух, или более изменений интенсивности излучения, скорости потока отходящего газа, компонентов отходящего газа, скорости подачи газообразного кислорода из верхней фурмы и высоты верхней дутьевой фурмы во время продувки кислорода.More preferably, C 0 , C 1 , and C 2 detection thresholds are determined by machine learning using one or two or more changes in irradiance, off-gas flow rate, off-gas components, top lance oxygen gas feed rate, and top tuyere height. blowing lance during oxygen purge.

Хотя в приведенном выше описании расчеты в соответствии с формулами (1) - (3) выполняют с использованием индекса интенсивности излучения, вычисления в соответствии с формулами (1) - (3) могут выполняться с использованием интенсивности излучения при каждом измерении.Although in the above description, the calculations according to formulas (1) to (3) are performed using the radiation intensity index, the calculations according to formulas (1) to (3) can be performed using the radiation intensity at each measurement.

В соответствии с настоящим изобретением, как описано выше, поскольку возникновение выброса металла в конвертере 2, выполняющем обезуглероживающее рафинирование передельного чугуна 5, прогнозируется путем измерения спектра излучения пламени реакции горения в горловине, больше нет необходимости размещать датчик для обнаружения выброса металла внутри конвертера или в месте, очень близком к внутренней части конвертера, и возникновение выброса металла можно предсказать без задержки по времени. Кроме того, поскольку контрмеры для предотвращения выброса металла выполняются в то же время, когда получается результат прогнозирования, указывающий на возможность выброса металла, возникновение выброса металла может стабильно подавляться.According to the present invention, as described above, since the occurrence of a metal emission in the converter 2 performing decarburization refining of pig iron 5 is predicted by measuring the emission spectrum of the throat combustion reaction flame, it is no longer necessary to place a metal emission detection sensor inside the converter or at a location , very close to the inside of the converter, and the occurrence of metal ejection can be predicted without time delay. In addition, since countermeasures for preventing metal ejection are performed at the same time that a prediction result indicating the possibility of metal ejection is obtained, the occurrence of metal ejection can be stably suppressed.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

Обезуглероживающее рафинирование расплавленного передельного чугуна 5 выполняют с использованием конвертера с верхней и нижней продувкой (газообразный кислород, вдуваемый сверху, и газообразный аргон, вдуваемый снизу) вместимостью 300 тонн и конфигурацией, аналогичной конфигурации конвертера 2, показанного на фиг. 1. Верхняя дутьевая фурма 3 представлена в виде верхней дутьевой фурмы, включающей пять сопел Лаваля, установленных на конце фурмы с углом вдувания 15º, причем сопла расположены с равными интервалами на одной окружности вокруг оси верхней дутьевой фурмы. Каждое из дутьевых сопел имеет диаметр горловины dt 73,6 мм и выходной диаметр de 78,0 мм.The decarburization refining of molten pig iron 5 is carried out using a top and bottom purge converter (oxygen gas blown from above and argon gas blown from below) with a capacity of 300 tons and a configuration similar to that of converter 2 shown in FIG. 1. The top blow lance 3 is represented as a top blow lance comprising five Laval nozzles mounted at the end of the lance with a blowing angle of 15º, the nozzles being equally spaced on the same circle around the axis of the top blow lance. Each of the blow nozzles has a throat diameter d t of 73.6 mm and an outlet diameter d e of 78.0 mm.

Сначала в конвертер загружают железный лом, а затем в конвертер загружают расплавленный передельный чугун массой 300 тонн, предварительно подвергнутый обессериванию и дефосфоризации, при температуре 1310 - 1360ºС. В таблице 2 показан химический состав расплавленного передельного чугуна.First, iron scrap is loaded into the converter, and then molten pig iron weighing 300 tons, previously subjected to desulfurization and dephosphorization, is loaded into the converter at a temperature of 1310 - 1360ºС. Table 2 shows the chemical composition of molten pig iron.

Таблица 2table 2

Химический состав расплавленного передельного чугуна
(% масс.)
Chemical composition of molten pig iron
(% mass)
Темпаратура расплавленного передельного чугуна (°C)Molten pig iron temperature (°C)
CC SiSi MnMn PP SS CrCr FeFe 3,4 -
3,6
3.4-
3.6
0,01 -
0,02
0.01 -
0.02
0,16 -
0,27
0.16 -
0.27
0,015 -
0,036
0.015 -
0.036
0,008 -
0,016
0.008 -
0.016
следыtraces осталь-
ное
the rest
noe
1310 - 13601310 - 1360

Затем начинают рафинирование расплавленного передельного чугуна обезуглероживанием путем вдувания в качестве окисляющего газа газообразного кислорода к поверхности ванны расплавленного передельного чугуна из верхней продувочной фурмы 3, в то время как газообразный аргон вдувают в качестве перемешивающего газа в ванну расплавленного передельного чугуна из нижней продувочной фурмы 4. Количество загружаемого железного лома регулируют так, чтобы температура расплавленной стали после окончания обезуглероживающего рафинирования поддерживалась на уровне 1650°C.Then, refining of the molten pig iron by decarburization is started by blowing oxygen gas as an oxidizing gas to the surface of the molten pig iron bath from the upper blowing lance 3, while argon gas is blown as a stirring gas into the molten pig iron bath from the lower blowing lance 4. Quantity loaded iron scrap is regulated so that the temperature of the molten steel after the end of decarburization refining was maintained at 1650°C.

После этого негашеную известь добавляют в качестве флюса на основе СаО во время обезуглероживающего рафинирования из бункера (не показан), расположенного над конвертером, и обезуглероживающее рафинирование продолжают до тех пор, пока концентрация углерода в расплавленном чугуне не достигает 0,05% масс. Количество добавленной негашеной извести отрегулировано так, чтобы основность ((CaO% масс.)/(SiO2% масс.) шлака, образующегося в конвертере, поддерживалась на уровне 2,5.Thereafter, quicklime is added as a CaO-based flux during the decarburization refining from a hopper (not shown) located above the converter, and the decarburization refining is continued until the carbon concentration in the molten iron reaches 0.05 wt%. The amount of added quicklime is adjusted so that the basicity ((CaO % wt.)/(SiO 2 % wt.) of the slag formed in the converter is maintained at 2.5.

Во время обезуглероживающего рафинирования изображение пламени 16 реакции горения в горловине, возникающего в зазоре между горловиной 9 конвертера 2 и подвижным колпаком 10, последовательно фиксируется с заранее заданным интервалом времени измерения Δt: 1 сек с помощью спектроскопической камеры 6, расположенной практически перед конвертером 2.During decarburization refining, the image of the flame 16 of the combustion reaction in the neck, which occurs in the gap between the neck 9 of the converter 2 and the movable cap 10, is successively recorded with a predetermined measurement time interval Δt: 1 s using a spectroscopic camera 6 located practically in front of the converter 2.

Анализатор изображения 7 измеряет спектр излучения (данные изображения) из фиксированного изображения и выполняет анализ заданных длин волн излучения в диапазоне 580 - 620 нм в полученном спектре излучения в каждый момент измерения и вычисляет индекс интенсивности излучения для каждой длины волны. Используемая здесь длина волны (т.е. заданная длина волны) составляет 610 нм. Анализ выполняют путем линейного анализа данных изображения в любой строке развертки.The image analyzer 7 measures the emission spectrum (image data) from the captured image, and analyzes the predetermined emission wavelengths in the range of 580 to 620 nm in the acquired emission spectrum at each measurement time, and calculates an emission intensity index for each wavelength. The wavelength used here (ie, the target wavelength) is 610 nm. The analysis is performed by linear analysis of image data in any scan line.

Расчеты в соответствии с вышеописанными формулами (1) - (3) выполняют с использованием индекса интенсивности излучения, полученного на конкретной длине волны в каждый момент измерения. В этом случае пороговые значения в формулах определения (1) - (3) установлены равными C0 = 15, C1 = 0.65, и C2 = 0.7, и константы установлены равными L1 = L2 = 10 и m0 = m1 = m2 = 20.Calculations in accordance with the above-described formulas (1) - (3) are performed using the radiation intensity index obtained at a specific wavelength at each measurement moment. In this case, the threshold values in the definition formulas (1) - (3) are set to C 0 = 15, C 1 = 0.65, and C 2 = 0.7, and the constants are set to L 1 = L 2 = 10 and m 0 = m 1 \u003d m 2 \u003d 20.

Результат прогнозирования, указывающий на возникновение выброса металла, определяют, когда выполняются все формулы (1) - (3). Когда определен результат прогноза, указывающий на возникновение выброса металла, тогда выполняют одно, два или более из следующих действий: регулировка скорости подачи газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы, регулировка высоты фурмы верхней дутьевой фурмы, регулировка положения по высоте подвижного колокола, регулировка скорости подачи окисляющего газа или инертного газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, и добавление успокаивающего материала в конвертер.A prediction result indicating the occurrence of a metal outburst is determined when all formulas (1) to (3) are executed. When a prediction result is determined indicating the occurrence of a metal outburst, then one, two or more of the following are performed: adjusting the supply rate of gaseous oxygen from the upper blow lance, adjusting the height of the lance of the upper blow lance, adjusting the height position of the movable bell, adjusting the supply rate of the oxidizing gas or inert gas injected from the lower blow lance and adding a soothing material to the converter.

Более конкретно, скорость подачи газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы регулируют уменьшая с 1000 нм3/мин до 833 нм3/мин, высоту фурмы регулируют уменьшая с 3,0 м до 2,5 м, а скорость подачи газа, вдуваемого снизу, регулируют, увеличивая с 15 нм3/мин до 30 нм3/мин. Положение по высоте подвижного колокола регулируют повышая на 500 мм положение подвижного колокола в то время, когда определен результат прогноза, указывающий на возникновение выброса металла. Количество добавленного успокаивающего материала регулируют до 500 - 1500 кг.More specifically, the supply rate of oxygen gas from the top blowing lance is controlled by decreasing from 1000 Nm 3 /min to 833 Nm 3 /min, the height of the lance is adjusted by decreasing from 3.0 m to 2.5 m, and the supply rate of gas blown from below is adjusted , increasing from 15 nm 3 /min to 30 nm 3 /min. The height position of the movable bell is adjusted by raising the position of the movable bell by 500 mm at the time when a prediction result indicating the occurrence of a metal ejection is determined. The amount of added soothing material is adjusted to 500 - 1500 kg.

Вышеописанные регулировки выполняют путем подачи управляющих сигналов от управляющего компьютера 8 регулятору 11 высоты фурмы, регулятору 12 расхода окисляющего газа, регулятору 13 расхода газа вдуваемого снизу, регулятору 14 добавления вспомогательного сырья и регулятору 15 положения подвижного колокола для управления этими регуляторами сразу после того, как был определен результат прогнозирования, указывающий на возникновение выброса металла. Кроме того, когда любая из формул (1) - (3) больше не выполняется, тогда скорость подачи газообразного кислорода из верхней фурмы, высоту верхней фурмы, положение по высоте подвижного колокола и скорость подачи окисляющего газа или инертного газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, возвращают к значениям до регулировок, и после этого обезуглероживающее рафинирование продолжается.The above-described adjustments are made by supplying control signals from the control computer 8 to the lance height controller 11, the oxidizing gas flow controller 12, the bottom injection gas flow controller 13, the auxiliary raw material addition controller 14 and the movable bell position controller 15 to control these controllers immediately after being the prediction result is determined, indicating the occurrence of a metal outburst. In addition, when any of the formulas (1) to (3) is no longer satisfied, then the supply rate of oxygen gas from the upper lance, the height of the upper lance, the height position of the movable bell, and the supply rate of the oxidizing gas or inert gas blown from the lower blow lance , return to the values before the adjustments, and after that the decarburization refining continues.

В результате реализации настоящего изобретения частота выброса была снижена примерно до 1/3 количества выбросов до реализации настоящего изобретения.As a result of the implementation of the present invention, the emission frequency has been reduced to about 1/3 of the number of emissions prior to the implementation of the present invention.

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

Обезуглероживание расплавленного передельного чугуна 5 выполняли аналогично примеру 1, с использованием того же оборудования конвертера (конвертер с верхней и нижней продувкой), что и в примере 1.Decarburization of molten pig iron 5 was carried out analogously to example 1, using the same converter equipment (top and bottom purge converter) as in example 1.

Во время обезуглероживающего рафинирования изображение пламени 16 реакции горения в горловине, появляющегося в зазоре между горловиной конвертера 2 и подвижным колоколом, последовательно снимали спектроскопической камерой 6 с заданным интервалом времени измерения Δt, установленным равным 1 секунде, как в примере 1. Анализатор 7 изображения измерял спектр излучения (данные изображения) из полученного изображения и выполнял анализ на выбранных длинах волн излучения в диапазоне длин волн 580 - 620 нм в полученном спектре излучения в каждый момент измерения и вычислял индекс интенсивности излучения на каждой длине волны. Используемая здесь длина волны (т.е. выбранная длина волны) составляла 610 нм. Анализ выполнялся методом линейного анализа данных изображения на любой строке развертки.During the decarburization refining, the image of the throat combustion reaction flame 16 appearing in the gap between the converter mouth 2 and the movable bell was successively captured by the spectroscopic camera 6 with a predetermined measurement time interval Δt set to 1 second as in Example 1. The image analyzer 7 measured the spectrum emission (image data) from the acquired image, and performed analysis at selected emission wavelengths in the wavelength range of 580 to 620 nm in the acquired emission spectrum at each measurement point, and calculated an emission intensity index at each wavelength. The wavelength used here (ie the selected wavelength) was 610 nm. The analysis was performed by the method of linear analysis of image data on any scan line.

Расчеты в соответствии с вышеописанными формулами (1) - (3) выполняли с использованием индекса интенсивности излучения, полученного на конкретной длине волны в каждый момент измерения. В этом случае значения констант L1, L2, m0, m1 и m2 в формулах (1) - (3) установлены теми же, что и в примере 1, но пороговые значения определения C0, C1и C2 были определены следующим образом. Рабочие данные, полученные для 200 плавок обезуглероживающего рафинирования, аналогичного описанному в примере 1, разделены на четыре группы в зависимости от величины среднего значения скорости подачи газообразного кислорода во время продувки кислородом, и пороговые значения были определены для каждой из четырех групп. Другими словами, каждому пороговому значению в формулах (1) - (3) задано четыре значения в зависимости от величины среднего значения скорости подачи газообразного кислорода.Calculations in accordance with the above formulas (1) - (3) were performed using the radiation intensity index obtained at a specific wavelength at each measurement moment. In this case, the values of the constants Lone, L2, m0, mone and m2 in formulas (1) - (3) are set the same as in example 1, but the threshold values for determining C0, Coneand C2were defined as follows. The operating data obtained for 200 heats of the decarburization refining similar to that described in Example 1 was divided into four groups depending on the value of the average value of the oxygen gas supply rate during the oxygen purge, and threshold values were determined for each of the four groups. In other words, each threshold value in formulas (1) - (3) is set to four values depending on the value of the average value of the oxygen gas supply rate.

В реальной работе среднее значение расхода газообразного кислорода вычисляли последовательно, и использовали одно из четырех значений каждого порогового значения, причем оно определяется в зависимости от среднего значения скорости подачи газообразного кислорода. Результат прогнозирования, указывающий на возникновение выброса металла, определяли, когда выполнялись все формулы (1) - (3) с пороговыми значениями, установленными, как описано выше. Когда был определен результат прогноза, указывающий на возникновение выброса металла, тогда в соответствии с теми же стандартами, что и в примере 1, выполняли одно, два или более следующих действий: регулировка скорости подачи газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы, регулировка высоты верхней дутьевой фурмы, регулировка положения подвижного колокола по высоте, регулировка скорости подачи окисляющего газа или инертного газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, и добавление успокаивающего материала в конвертер. Если любая из формул (1) - (3) больше не выполнялась, тогда возвращали к значениям до регулировок скорость подачи газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы, высоту верхней дутьевой фурмы, положение по высоте подвижного колокола и скорость подачи окисляющего газа или инертного газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, и после этого обезуглероживающее рафинирование продолжалось.In real work, the average value of the flow rate of gaseous oxygen was calculated sequentially, and one of the four values of each threshold value was used, and it is determined depending on the average value of the rate of supply of gaseous oxygen. A prediction result indicating the occurrence of a metal outburst was determined when all formulas (1) to (3) were executed with the threshold values set as described above. When a prediction result indicating the occurrence of a metal outburst was determined, then, in accordance with the same standards as in Example 1, one, two or more of the following actions were performed: adjusting the supply rate of oxygen gas from the top blow lance, adjusting the height of the top blow lance , adjusting the position of the movable bell in height, adjusting the feed rate of the oxidizing gas or inert gas blown from the lower blow lance, and adding the soothing material to the converter. If any of the formulas (1) - (3) were no longer satisfied, then the rate of supply of gaseous oxygen from the upper blast lance, the height of the upper blast lance, the height position of the movable bell and the supply rate of the oxidizing gas or inert gas blown in were returned to the values before adjustments. from the lower blow lance, and thereafter the decarburization refining continued.

Было подтверждено, что из-за определения пороговых значений в формулах (1) - (3), как описано выше, появление выброса металла во время обезуглероживающего рафинирования может быть снижено до уровня, равного или ниже уровня в примере 1 и обезуглероживающее рафинирование может быть стабилизировано.It was confirmed that due to the determination of the threshold values in the formulas (1) to (3) as described above, the occurrence of a metal burst during decarburization refining can be reduced to a level equal to or lower than that in Example 1, and decarburization refining can be stabilized. .

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

Как описано выше, при определении ситуации внутри конвертера на основе спектрального анализа пламени 16 реакции горения в горловине в некоторых случаях может произойти ложное обнаружение из-за изменения ситуации, например, когда поле зрения затрудняется из-за прохождения крана или отложения металла на горловине. Следовательно, пороговые значения определения C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) желательно изменять при работе конвертера для каждой плавки.As described above, when determining the situation inside the converter based on the spectral analysis of the combustion reaction flame 16 in the neck, false detection may occur in some cases due to a change in the situation, for example, when the field of view is obstructed by the passing of a faucet or metal deposition on the neck. Therefore, the threshold values for determining C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) - (3) it is desirable to change during the operation of the converter for each heat.

С учетом вышеизложенного, машинное обучение типа нейронной сети было выполнено с использованием, в качестве обучающих данных, данных автономного анализа, полученных в ходе 2000 плавок, в каждой из которых проведен спектральный анализ пламени 16 реакции горения в горловине. Всего 30 позиций, таких как масса расплавленного передельного чугуна, масса железного скрапа, температура расплавленного передельного чугуна перед обезуглероживающим рафинированием, количество добавленного вспомогательного сырья, скорость подачи кислорода (скорость подачи газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы) на стадии в процессе продувки, скорость потока газа, вдуваемого снизу, высота фурмы, скорость потока отходящего газа, состав отходящего газа и высота подвижного колокола, выбраны в качестве входных данных, а количество скрытых слоев установлено равным пяти.In view of the above, neural network-type machine learning was performed using, as training data, offline analysis data obtained from 2000 melts, each of which carried out a spectral analysis of the flame 16 of the combustion reaction in the neck. A total of 30 items, such as weight of molten pig iron, weight of scrap iron, temperature of molten pig iron before decarburization refining, amount of auxiliary raw materials added, oxygen supply rate (oxygen gas supply rate from the top blast lance) at the stage in the blowing process, gas flow rate injected from below, lance height, off-gas flow rate, off-gas composition, and movable bell height are taken as input, and the number of hidden layers is set to five.

Пороговые значения определения C0, C1и C2 в формулах (1) - (3) установлены способом определения пороговых значений с помощью машинного обучения, как описано выше, и рафинирование расплавленного передельного чугуна обезуглероживанием было выполнено аналогичным образом, как и в примере 1, с использованием того же оборудования конвертера (конвертер с верхним и нижним дутьем), что и в примере 1. Значения констант L1, L2, m0, m1и m2 в формулах (1) - (3) установлены те же, что и в примере 1.The detection thresholds of C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) to (3) were set by the machine learning threshold determination method as described above, and decarburization refining of the molten pig iron was performed in the same manner as in Example 1 , using the same converter equipment (converter with top and bottom blast) as in example 1. The values of the constants L 1 , L 2 , m 0 , m 1 and m 2 in formulas (1) - (3) are set to the same same as in example 1.

В течение всего времени продувки обезуглероживающего рафинирования изображение пламени 16 реакции горения, выходящего из горловины конвертера 2, последовательно фиксировалось спектроскопической камерой 6 с заранее определенным интервалом времени измерения Δt: 1 сек, как в примере 1. Из полученного изображения спектр излучения (данные изображения) измерялся и записывался анализатором изображения 7.During the whole time of the decarburization refining purge, the image of the combustion reaction flame 16 emerging from the mouth of the converter 2 was sequentially captured by the spectroscopic camera 6 with a predetermined measurement time interval Δt: 1 sec, as in Example 1. From the obtained image, the emission spectrum (image data) was measured and recorded by image analyzer 7.

Результат прогнозирования, указывающий на возникновение выброса металла, был определен, когда выполнялись все формулы (1) - (3). Если был определен результат прогнозирования, указывающий на возникновение выброса металла, тогда выполнялись одно, два или более действий из регулировки расхода газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы, регулировки высоты верхней дутьевой фурмы, регулировки положения по высоте подвижного колокола, регулировки расхода окисляющего газа или инертного газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, и добавления успокаивающего материала в конвертер (как в примере изобретения 3) в соответствии с теми же стандартами, что и в примере 1.A prediction result indicating the occurrence of a metal outburst was determined when all formulas (1) to (3) were executed. If a prediction result was determined indicating the occurrence of a metal outburst, then one, two or more of adjusting the flow rate of oxygen gas from the top blow lance, adjusting the height of the top blow lance, adjusting the height position of the movable bell, adjusting the flow rate of oxidizing gas or inert gas were performed. blown from the lower blow lance and adding a soothing material to the converter (as in Invention Example 3) according to the same standards as in Example 1.

Для сравнения примеров 1 - 3, обезуглероживающее рафинирование, описанное в примере 1, которое выполняли после предварительной установки пороговых значений определения C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) на заранее определенные значения (называемые примером изобретения 1), и обезуглероживающее рафинирование, описанное в примере 2, которое выполняли после установки пороговых значений определения C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) в зависимости от величины среднего значения скорости потока газообразного кислорода во время продувки кислородом (называемые примером изобретения 2).To compare examples 1 to 3, the decarburization refining described in example 1, which was performed after pre-setting the detection thresholds C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) - (3) to predetermined values (referred to as invention example 1) , and the decarburization refining described in Example 2, which was performed after setting the threshold values for determining C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) to (3) depending on the value of the average value of the flow rate of oxygen gas during oxygen purge (called an example of the invention 2).

В каждом из примеров изобретения 1, 2 и 3 выполняли более 100 плавок. В каждой из операций, когда был определен результат прогнозирования, указывающий на возникновение выброса металла, тогда выполняли в соответствии с теми же стандартами, что и в примере 1, одно, два или более действий из регулировки скорости подачи газообразного кислорода из верхней фурмы, регулировки высоты верхней фурмы, регулировки положения по высоте подвижного колокола, регулировки расхода окисляющего газа или инертного газа, вдуваемого из нижней фурмы и добавления успокаивающего материала в конвертер.In each of the examples of the invention 1, 2 and 3 performed more than 100 melts. In each of the operations, when the prediction result indicating the occurrence of a metal outburst was determined, then, according to the same standards as in Example 1, one, two or more operations of adjusting the oxygen gas supply rate from the upper lance, adjusting the height upper lance, adjusting the height position of the movable bell, adjusting the flow rate of oxidizing gas or inert gas blown from the lower lance, and adding soothing material to the converter.

Кроме того, если любая из формул (1) - (3) больше не выполнялась, тогда скорость потока газообразного кислорода из верхней фурмы, высота верхней фурмы, положение по высоте подвижного колокола и расход окисляющего газа или инертного газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, возвращались к значениям до регулировок, и после этого обезуглероживающее рафинирование продолжалось.In addition, if any of formulas (1) to (3) is no longer satisfied, then the flow rate of oxygen gas from the upper lance, the height of the upper lance, the height position of the movable bell, and the flow rate of oxidizing gas or inert gas blown from the lower blow lance, returned to the values before the adjustments, and after that the decarburization refining continued.

Таблица 3 показывает результаты работы в примерах изобретения 1, 2 и 3. Таблица 3 дополнительно показывает результат обезуглероживающего рафинирования известного уровня техники (уровень техники), которое выполнялось без прогнозирования выброса металла. Частота появления выброса металла в таблице 3 дана в процентах, представляющих количество плавок, в которых произошел выброс металла, по отношению к общему количеству плавок (100 плавок).Table 3 shows the results of operation in Invention Examples 1, 2, and 3. Table 3 further shows the result of prior art decarburization refining that was performed without predicting a metal release. The metal ejection frequency in Table 3 is given as a percentage representing the number of heats in which metal ejection occurred relative to the total number of heats (100 heats).

Таблица 3Table 3

Спекроскопическое определениеSpectroscopic determination Установки на основе расхода газообразного кислородаPlants based on the flow of gaseous oxygen Машинное обучениеMachine learning Появление выброса металла
(%)
The appearance of a metal ejection
(%)
Время продувки (мин)Purge time (min) Количество использованного успокаивающего материала (кг/т)Amount of soothing material used (kg/t)
Пример изобретения 1Invention example 1

Figure 00000002
Figure 00000002
-- -- 1616 19,319.3 1,71.7 Пример изобретения 2Invention Example 2
Figure 00000002
Figure 00000002
Figure 00000002
Figure 00000002
-- 11eleven 19,019.0 1,21.2
Пример изобретения 3Invention Example 3
Figure 00000002
Figure 00000002
--
Figure 00000002
Figure 00000002
8eight 18,918.9 0,70.7
Уровень техникиState of the art -- -- -- 3939 19,619.6 2,32.3

Как видно из Таблицы 3, в примере изобретения 3 частота появление выброса было низким, продолжительность продувки из-за возникновения выброса была уменьшена, и количество использованного успокаивающего материала также было уменьшено.As can be seen from Table 3, in Invention Example 3, the frequency of occurrence of the surge was low, the duration of the purge due to the occurrence of the surge was reduced, and the amount of soothing material used was also reduced.

Список обозначенийList of symbols

1 оборудование конвертера1 converter hardware

1А оборудование конвертера1A converter equipment

2 конвертер2 converter

3 верхняя дутьевая фурма3 top blow lance

4 нижняя дутьевая фурма4 lower blow lance

5 жидкий передельный чугун5 liquid pig iron

6 спектроскопическая камера6 spectroscopic camera

7 анализатор изображений7 image analyzer

8 управляющий компьютер8 control computer

9 горловина9 neck

10 подвижный колокол10 movable bell

11 регулятор высоты фурмы11 lance height adjuster

12 регулятор расхода окислительного газа12 oxidizing gas flow regulator

13 регулятор расхода газа, вдуваемого снизу13 gas flow regulator blown in from below

14 регулятор добавления вспомогательного сырья14 regulator for adding auxiliary raw materials

15 регулятор высоты подвижного колокола15 movable bell height adjuster

16 пламя реакции горения в горловине16 combustion reaction flame in the throat

17 струйный поток окислительного газа17 oxidizing gas jet stream

18 труба для подачи окислительного газа в верхнюю дутьевую фурму18 pipe for supplying oxidizing gas to the upper blow lance

19 труба для подачи охлаждающей воды в верхнюю дутьевую фурму19 pipe for supplying cooling water to the upper blow tuyere

20 труба для слива охлаждающей воды из верхней дутьевой фурмы20 pipe for draining cooling water from the upper blow lance

21 компьютер машинного обучения21 machine learning computers

Claims (37)

1. Способ прогнозирования выброса металла в конвертере, происходящего во время обезуглероживающего рафинирования в конвертере, в котором из расплавленного передельного чугуна производят жидкую сталь путем продувки окисляющим газом расплавленного передельного чугуна в конвертере из верхней дутьевой фурмы или продувки также окисляющим газом или инертным газом из нижней дутьевой фурмы для выполнения обезуглероживающего рафинирования расплавленного передельного чугуна, характеризующийся тем, что1. A method for predicting the release of metal in a converter that occurs during decarburization refining in a converter in which molten pig iron is produced into liquid steel by blowing oxidizing gas into molten pig iron in the converter from an upper blast lance or blowing also with oxidizing gas or inert gas from a lower blast lance for performing decarburizing refining of molten pig iron, characterized in that измеряют спектр излучения пламени процесса горения в горловине, выходящего из горловины конвертера;measuring the emission spectrum of the flame of the combustion process in the neck coming out of the neck of the converter; вычисляют интенсивность излучения измеренного спектра излучения при длине волны в диапазоне 580 - 620 нм иcalculate the emission intensity of the measured emission spectrum at a wavelength in the range of 580 - 620 nm and прогнозируют возникновение выброса металла на основе изменения, во временном ряду, рассчитанной интенсивности излучения,predict the occurrence of a metal release based on the change, in the time series, of the calculated radiation intensity, причем указанное изменение, во временном ряду, интенсивности излучения определяют в соответствии с формулой определения, в которой используется скользящее среднее, иwherein said change, over time, in the irradiance intensity is determined according to a determination formula using a moving average, and в качестве указанной формулы определения используют следующие формулы (1) - (3):as the said definition formula, the following formulas (1) to (3) are used:
Figure 00000003
Figure 00000003
где I(n, m0) обозначает скользящее среднее, в произвольных единицах, индекса интенсивности излучения от точки измерения n-m0 до точки измерения n;where I(n, m 0 ) denotes the moving average, in arbitrary units, of the radiation intensity index from the measurement point nm 0 to the measurement point n; I(n-L1, m1) обозначает скользящее среднее, в произвольных единицах, индекса интенсивности излучения от точки измерения n-L1-m1 до точки измерения n-L1;I(nL 1 , m 1 ) denotes the moving average, in arbitrary units, of the radiation intensity index from the measurement point nL 1 -m 1 to the measurement point nL 1 ; I(n-2L1, m1) обозначает скользящее среднее, в произвольных единицах, индекса интенсивности излучения от точки измерения n-2L1-m1 до точки измерения n-2L1;I(n-2L 1 , m 1 ) denotes the moving average, in arbitrary units, of the radiation intensity index from the measurement point n-2L 1 -m 1 to the measurement point n-2L 1 ; I(n, m2) обозначает скользящее среднее, в произвольных единицах, индекса интенсивности излучения от точки измерения n-m2 до точки измерения n;I(n, m 2 ) denotes the moving average, in arbitrary units, of the radiation intensity index from the measurement point nm 2 to the measurement point n; I(n-L2, m2) обозначает скользящее среднее, в произвольных единицах, индекса интенсивности излучения от точки измерения n-L2-m2 до точки измерения n-L2;I(nL 2 , m 2 ) denotes the moving average, in arbitrary units, of the radiation intensity index from the measurement point nL 2 -m 2 to the measurement point nL 2 ; C0, C1 и C2 являются пороговыми значениями определения и удовлетворяют соотношениям C0>0, C2>0 и C1<C2;C 0 , C 1 and C 2 are detection thresholds and satisfy the relationships C 0 >0, C 2 >0 and C 1 <C 2 ; L1 и L2 являются константами, каждая из которых является целым числом, большим или равным 1;L 1 and L 2 are constants, each of which is an integer greater than or equal to 1; m0, m1 и m2 являются константами, каждая из которых является целым числом, большим или равным 0,m 0 , m 1 and m 2 are constants, each of which is an integer greater than or equal to 0, при этом когда выполняются условия всех формул (1) - (3), то определяют, что результат прогнозирования указывает на возникновение выброса металла.wherein when the conditions of all formulas (1) to (3) are met, it is determined that the prediction result indicates the occurrence of a metal outburst. 2. Способ прогнозирования выброса металла в конвертере по п. 1, в котором пороговые значения определения C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) определяют с использованием по меньшей мере одного из следующих параметров: изменение интенсивности излучения, скорость потока отходящего газа, компоненты отходящего газа, скорость подачи кислорода из верхней дутьевой фурмы и высота верхней дутьевой фурмы во время продувки кислородом.2. The method for predicting the release of metal in the converter according to claim 1, in which the threshold values for determining C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) - (3) are determined using at least one of the following parameters: change in radiation intensity, off-gas flow rate, off-gas components, top blow lance oxygen feed rate, and top blow lance height during oxygen purge. 3. Способ прогнозирования выброса металла в конвертере по п. 1, в котором пороговые значения определения C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) определяют посредством машинного обучения с использованием по меньшей мере одного из следующих параметров: изменение интенсивности излучения, скорость потока отходящего газа, компоненты отходящего газа, скорость подачи кислорода из верхней фурмы и высота верхней фурмы во время продувки кислородом.3. The converter metal release prediction method according to claim 1, wherein the detection threshold values of C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) to (3) are determined by machine learning using at least one of the following parameters: change radiation intensity, off-gas flow rate, off-gas components, top lance oxygen feed rate, and top lance height during oxygen purge. 4. Способ производства жидкой стали из расплавленного передельного чугуна в конвертере, характеризующийся тем, что из расплавленного передельного чугуна производят жидкую сталь, причем с помощью способа прогнозирования выброса металла в конвертере по любому из пп. 1 - 3 определяют результат прогнозирования, указывающий на возникновение выброса металла, при этом4. A method for the production of liquid steel from molten pig iron in a converter, characterized in that liquid steel is produced from molten pig iron, and using the method for predicting the release of metal in the converter according to any one of paragraphs. 1 to 3 determine the prediction result indicating the occurrence of a metal outburst, while после определения указанного результата прогнозирования, указывающего на возникновение выброса металла, выполняют по меньшей мере одну из следующих регулировок: регулировка скорости потока окисляющего газа, вдуваемого из верхней дутьевой фурмы, регулировка высоты верхней дутьевой фурмы, регулировка положения подвижного колокола по высоте, регулировка расхода окисляющего газа или инертного газа, вдуваемого из нижней дутьевой фурмы, и добавление успокаивающего материала.after determining said prediction result indicating the occurrence of a metal outburst, at least one of the following adjustments is made: adjusting the flow rate of the oxidizing gas blown from the top blow lance, adjusting the height of the top blow lance, adjusting the position of the movable bell in height, adjusting the flow rate of the oxidizing gas or inert gas injected from the lower blow lance and the addition of a soothing material. 5. Система для прогнозирования выброса металла в конвертере, происходящего во время обезуглероживающего рафинирования в конвертере, в котором из расплавленного передельного чугуна производится жидкая сталь путем продувки окисляющим газом расплавленного передельного чугуна в конвертере из верхней дутьевой фурмы или продувки также окисляющим газом или инертным газом из нижней дутьевой фурмы для выполнения обезуглероживающего рафинирования расплавленного передельного чугуна, при этом система содержит:5. A system for predicting the release of metal in a converter occurring during decarburization refining in a converter in which liquid steel is produced from molten pig iron in the converter by blowing oxidizing gas into the molten pig iron in the converter from the upper blast lance or blowing also with oxidizing gas or inert gas from the lower blast lance to perform decarburization refining of molten pig iron, the system comprising: спектроскопическую камеру, расположенную вблизи конвертера с возможностью получения изображения пламени процесса горения в горловине через зазор между конвертером и подвижным колоколом; иa spectroscopic camera located near the converter with the possibility of obtaining an image of the flame of the combustion process in the neck through the gap between the converter and the movable bell; and анализатор изображения, выполненный с возможностью записи данных изображения, с возможностью их извлечения, отправленных из спектроскопической камеры, вычисления из указанных данных изображения интенсивности излучения в спектре излучения на длине волны в диапазоне 580 - 620 нм и прогнозирования выброса металла на основе рассчитанного изменения, во временном ряду, интенсивности излучения,an image analyzer capable of recording image data, with the possibility of extracting them, sent from the spectroscopic camera, calculating from said image data the radiation intensity in the radiation spectrum at a wavelength in the range of 580 - 620 nm and predicting the metal emission based on the calculated change, in time series, radiation intensity, причем анализатор изображения выполнен с возможностью вычисления изменения, во временном ряду, интенсивности излучения в соответствии с формулой определения, в которой используется скользящее среднее, иmoreover, the image analyzer is configured to calculate the change, in a time series, of the intensity of the radiation in accordance with the determination formula, which uses a moving average, and в качестве указанной формулы определения использованы следующие формулы (1) - (3):the following formulas (1) - (3) are used as the indicated definition formula:
Figure 00000003
Figure 00000003
где I(n, m0) обозначает скользящее среднее, в произвольных единицах, индекса интенсивности излучения от точки измерения n-m0 до точки измерения n;where I(n, m 0 ) denotes the moving average, in arbitrary units, of the radiation intensity index from the measurement point nm 0 to the measurement point n; I(n-L1, m1) обозначает скользящее среднее, в произвольных единицах, индекса интенсивности излучения от точки измерения n-L1-m1 до точки измерения n-L1;I(nL 1 , m 1 ) denotes the moving average, in arbitrary units, of the radiation intensity index from the measurement point nL 1 -m 1 to the measurement point nL 1 ; I(n-2L1, m1) обозначает скользящее среднее, в произвольных единицах, индекса интенсивности излучения от точки измерения n-2L1-m1 до точки измерения n-2L1;I(n-2L 1 , m 1 ) denotes the moving average, in arbitrary units, of the radiation intensity index from the measurement point n-2L 1 -m 1 to the measurement point n-2L 1 ; I(n, m2) обозначает скользящее среднее, в произвольных единицах, индекса интенсивности излучения от точки измерения n-m2 до точки измерения n;I(n, m 2 ) denotes the moving average, in arbitrary units, of the radiation intensity index from the measurement point nm 2 to the measurement point n; I(n-L2, m2) обозначает скользящее среднее, в произвольных единицах, индекса интенсивности излучения от точки измерения n-L2-m2 до точки измерения n-L2;I(nL 2 , m 2 ) denotes the moving average, in arbitrary units, of the radiation intensity index from the measurement point nL 2 -m 2 to the measurement point nL 2 ; C0, C1 и C2 являются пороговыми значениями определения и удовлетворяют соотношениям C0>0, C2>0 и C1<C2;C 0 , C 1 and C 2 are detection thresholds and satisfy the relationships C 0 >0, C 2 >0 and C 1 <C 2 ; L1 и L2 являются константами, каждая из которых является целым числом, большим или равным 1;L 1 and L 2 are constants, each of which is an integer greater than or equal to 1; m0, m1 и m2 являются константами, каждая из которых является целым числом, большим или равным 0,m 0 , m 1 and m 2 are constants, each of which is an integer greater than or equal to 0, при этом анализатор изображения выполнен с возможностью определять результат прогнозирования, указывающий на возникновение выброса металла, когда выполняются условия всех указанных формул (1) - (3).wherein the image analyzer is configured to determine a prediction result indicating the occurrence of a metal ejection when the conditions of all of the above formulas (1) to (3) are met. 6. Система для прогнозирования выброса металла из конвертера по п. 5, в которой анализатор изображения включает в себя модель машинного обучения для определения указанных пороговых значений C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) посредством машинного обучения с использованием по меньшей мере одного из следующих параметров: изменение интенсивности излучения, скорость потока отходящего газа, компоненты отходящего газа, скорость подачи газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы и высота верхней дутьевой фурмы во время продувки кислородом.6. A converter metal ejection prediction system according to claim 5, wherein the image analyzer includes a machine learning model for determining said C 0 , C 1 and C 2 threshold values in formulas (1) to (3) by machine learning with using at least one of the following parameters: change in radiation intensity, off-gas flow rate, off-gas components, oxygen gas supply rate from the top blow lance, and height of the top blow lance during oxygen purge. 7. Система для прогнозирования выброса металла из конвертера по п. 5, также содержащая компьютер для машинного обучения, который включает в себя модель машинного обучения для определения указанных пороговых значений определения C0, C1 и C2 в формулах (1) - (3) посредством машинного обучения с использованием по меньшей мере одного из следующих параметров: изменение интенсивности выброса, скорость потока отходящего газа, компоненты отходящего газа, скорость подачи газообразного кислорода из верхней дутьевой фурмы и высота верхней дутьевой фурмы во время продувки кислородом.7. The system for predicting the release of metal from the converter according to claim 5, also containing a machine learning computer that includes a machine learning model for determining the specified threshold values for determining C 0 , C 1 and C 2 in formulas (1) - (3 ) through machine learning using at least one of the following parameters: change in emission rate, off-gas flow rate, off-gas components, oxygen gas supply rate from the top blow lance, and height of the top blow lance during oxygen purge.
RU2021128607A 2019-04-02 2020-03-24 Method for predicting metal emission in a converter, a method for producing liquid steel from molten steel-making iron in a converter, and a system for predicting metal emission in a converter RU2772726C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-070519 2019-04-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2772726C1 true RU2772726C1 (en) 2022-05-24

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1258838A1 (en) * 1985-05-24 1986-09-23 Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика" Device for controlling converter melting process
WO2019004157A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Jfeスチール株式会社 Converter operation monitoring method and converter operation method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1258838A1 (en) * 1985-05-24 1986-09-23 Особое проектно-конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Черметавтоматика" Device for controlling converter melting process
WO2019004157A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Jfeスチール株式会社 Converter operation monitoring method and converter operation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220177987A1 (en) Method for predicting slopping in converter, method for operating converter, and system for predicting slopping in converter
JP6617855B2 (en) Converter operation monitoring method and converter operation method
TW202225418A (en) Converter operation method and converter blowing control system
US8808421B2 (en) System for furnace slopping prediction and lance optimization
JP7036142B2 (en) Sloping prediction method of converter, operation method of converter and sloping prediction system of converter
RU2772726C1 (en) Method for predicting metal emission in a converter, a method for producing liquid steel from molten steel-making iron in a converter, and a system for predicting metal emission in a converter
CA1250356A (en) Method and apparatus for measuring slag-forming conditions within converter
JP6954262B2 (en) How to operate the converter
JP3164976B2 (en) Method for predicting slopping in a converter and its prevention
US8097063B2 (en) System for furnace slopping prediction and lance optimization
US20110203415A1 (en) Method of suppressing slag foaming in continuous melting furnace
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
US3669645A (en) Method for operating an oxygen top-blowing converter
JP7052716B2 (en) How to operate a converter
KR20240020532A (en) Depression method of slopping during converter blowing
Evestedt et al. Model-based slopping monitoring by change detection
Evestedt et al. Model-based slopping detection in a top-blown steel converter
RU105626U1 (en) DEVICE OF AUTOMATIC CONTROL OF ELECTRIC DRIVE OF OXYGEN LASER WHEN BLOWING STEEL IN THE CONVERTER
JPS5827911A (en) Controlling method for cooling water in blowing out stage of blast furnace
Kattenbelt Modeling and optimization of slopping prevention and batch time reduction in basic oxygen steelmaking
KR20040017941A (en) Apparatus ang method for controlling temperature to protect gas explosion of furnace top
JPH09227910A (en) Method for protecting furnace bottom side wall of blast furnace
KR19990001796A (en) Determination of starting point when starting blast furnace