SU1186649A1 - Способ контрол содержани углерода в ванне конвертора - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ КОНТРОПЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ВАННЕ КОНВЕРТЕРА путем измерени  теплового потока на фурму, продолжительности продувки, массы на плавку чугуна, лома и сыпучих материалов и расчета содержани  углерода, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  точности контрол , дополнительно пропускают через ванну жидкого металла в горизонтальном направлении ультразвуковые колебани , измер ют продолжительность времени прохождени  их через ванну и определ ют скорость обезуглероживани  по уравнению ,... /1 «V lfo i4aa-W r; ytVcln,, где УД - 7 - коэффициенты; At - продолжительность времени прохождени  - .л; -- )V ультразвуковых колебаний через ванну, с; q - тепловой поток на фурму, кВт; V - скорость обезуглероживани  металла, %/мин; С - содержание углерода в ванне жидкого металла , %. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что скорость обезуглероживани  определ ют итерационс S ным методом, причем дл  определени  содержани  углерода на текущем шаге (Л итерации используют значение скорости обезуглероживани , определенное на предыдущем шаге. .,-.8С приС(,.,25г Пр«С(;.,0,267о, 00 01 Од 4; где 1,

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, конкретнее к управлени кослородно-конвертерным процессом. Цель изобретени  - гювыигение точ ности контрол . На фи1. 1 приг едена блок-схема устройства дл  реализации предлагае мого способа; на фиг. . - блок-схем алгоритма определени  скорости обез углероживани . Устройство содержит фурму 1, диф ференциальную термопару 2, измеритель 3 температуры, датчик 4 расход воды, измеритель 5 расхода воды, блок 6 начальных условий, конвертер 7, весовой бункер 8, измеритель 9 массы, источник 10 ультразвуковых колебаний, приемник 11 ультразвуковых колебаний, блок 12 определени  продолжительности прохождени  ультр звуковых колебаний через ванну, вычислительный блок 13 и газоход 14, Скорость прохождени  ультразвука через жидкий металл, кроме температуры последнего, зависит от массобменного процесса в ванне, определ емого скоростью обезуглероживани  металла. Скорость распространени  ультразвука в жидкости определ ют по форм ле (1) -V-. где V - скорость распространени  ультразвука, м/с; Е - модуль объемной упругости жидкости, г Р - плотность жидкости, г/м. с изменением температуры измен етс  и скорость распространени  ультразвуковых BOJ.H в жидкости в со ответствии с температурным коэффици ентом скорости. Отсюда i-f f(j, t),(2) где Y - температурный коэффициент скорости ультразвука, м/С° t - температура жидкости, С. Дл  упрощени  результирующего уравнени  св зь между изменением температуры и скоростью распространени  ультразвуковых волн в жидкост дл  диапазона изменени  температур в сталеплавильной пачи (1200 1700°С ) представл ют в линейном вид Так как искомое значение температур ного коэффициент - скорости ультразвука относитс  к жидкому состо нию 9 металла и увеличение скорости ул1 тразвука от начального значени  происходит именно в диапазоне температур, от1 ос щихс  к жидкому металлу, представл ют выражение (2) в виде 1 - - (t - t,), (3) V где t, - температура кристаллизации жидкости, °С. Модуль объемной упругости - величина обратно пропорциональна  коэффициенту сжимаемости жидкого металла, в процессе продувки конвертерной ванны при наличии в нем газовых пузырей. зависит от их количества з объеме металла, определ ющем уровень расплава , и от скорости обезуглероживани . Св зь между уровнем металла и скоростью обезуглероживани  следующа : (x,v; Эб - коэфЬициент сжимаемости жидкости, м. - коэффициенты; V(, - скорость обезуглероживани  металла, %/мин. Температуру кристаллизации металла представл ют в виде: tx +с/зС,(5) где . 3 коэффициенты; С - содержание углерода в ванне жидкого металла,%. Коэффициенты о и « выбраны дл  участка с содержанием углерода менее 0,3%. Некоторое завьшение температуры кристаллизации дл  высоких содержаний углерода (2% и вьппе) оправдано тем, что в этом случае в ванне конвертера присутствуют, как правило, н-ерасплавившийс  лом и истинный перегрев металла ниже измеренного. Скорость распространени  звука может быть измерена как отношение рассто ни , проходимого звуком, ко времени прохождени  этого рассто ни : V .,(6) где I - рассто ние, проходимое звуком , м; Л - - продолжительность времени прохождени  ультразвуковых колебаний через ванну пути, равного 1, с. Рассматрива  соотношени  (3), (4) и (5) совместно, получаем: . , / 3 f 4V°где /Зо - - коэффициенты. 3 с другой стороны, температуру ва ны можно получить из уравнени , опр дел ющего тепловой поток на фурму; t fta, . (8) гдеП - тепловой поток на фурму, кВт; коэффициенты. Реша  совместно уравнени  (7) и (8), получаем выражение дл  определ ни  скорости обезуглероживани : ) ЬЧз где Уо - У - коэффициенты. Содержание углерода в ванне жидкого металла определ ют по формуле Ct,G% + Спил f/ r -.:2-1U,dc ,257о (10 Uv C ft bCtp+al при С;0,257о ., С д - содержание углеро да в чугуне и лом соответственно, % Зр - масса на плавку чугуна, лома и ру ды, кг; b - коэффициент, характеризующий сте пень восстановлени  руды и содержание в ней кисло рода; а - коэффициент, характеризующий сре нюю скорость угара компонентов сад ки, кг/мин; продолжительность продувки, мин; Те i39 коэффициенты. Коэффициент а определ етс  по фо муле - § + бл) а - - - - - -, где G., Сд - средн   масса на плав ку чугуна и лома, кг; с - средн   продолжитель ., ность продувки, «ин. Контроль скорости обезуглероживани  в ванне конвертера осуществл  ют следующим образом. Перед плавкой измер ют массу чугуна и лома, содер жание углерода в чугуне и ломе (например , при оборотном ломе содержание в нем углерода принимают равным 9 . 4 среднему содержанию углерода в выправл емой стали). Определ ют коэффициент , характеризующий . степень восстановлени  руды и содержание в ней кислорода (по сертификату или химанализу). По формуле (10) определ ют значение содержани  углерода при значении величины V 0: г - iCl-i-CAGA bGp +  -г В процессе продувки измер ют тепловой поток на Фурму, пропускают через ванну жидкого металла в горизонтальном направлении ультразвуковые колебани , измер ют продолжительность времени прохождени  их через ванну и на основании этой информации определ ют скорость обезуглероживани , использу  выражение (9): i f у .о,иУь,Ьу,с,-о5 , ) Найденное значение скорости, подставл ем в формулу (10) и определ ем новое значение содержани  углероа . При этом формулу (10) представл м в виде C;-C(;.,,-SC-Vc.,np 0.257., де 1, 41 - 1) - индексы соответственно текущего и предыдущего шага итерации.; интервал времени между итераци ми, например 10 с. Затем измер ют тепловой поток а фурму, пропускают через ванну жидого металла в горизонтальном направении ультразвуковые колебани , изер ют продолжительность времени рохождени  их через ванну и на осноании этой информации определ ют лед5пощее значение скорости обезуглеоживани  ванны. Далее цикл измереий и вычислений повтор етс . При соблюдении услови  C(,j 0,25% содержание углерода опреде ют по формуле (11): Коэффициент у , завис щий от меса установки источника и приемника льтразвуковых колебаний на агрега; , определ ют по формуле: е, у - 1-г.7 0 2,5 °

где ul - рассто ние между источником и приемником ультразвуковых колебаний, м.

Проверку способа провод т на 130тонном конвертере. Источник и приемник ультразвуковых колебаний располагают в районе цапф один против другого . При этом у, 1,68 с %. Другие коэффициенты соответственно равны: У„ 539%; if, - 0,31%/кВт; , 1,21.1С(%)2-(м/с)° , у-, 0,162 (м/с) ; У - 0,262; g - 1300 мин; JT 30; g 5,52 (% мин)- ; , - 34(%Г2 .

Дл  реализации способа в ванне конвертера измер ют перепад температуры в-оды на рходе в фурму 1 и на выходе из нее, например, дифференциальной термопарой .2, установленной в трубопроводах, и измерителем 3, расход воды датчиком 4 и измерителем 5. Значени  массы и химсостава чугуна и лома, коэффициентов а и b (формула (10) ввод тс  из блока 6 начальных.условий. Измер ют массу руды, вводимую в конвертер 7, весо ,вым бункером 8 и измерителем 9. Пропускают через ванну, жидкого металла в процессе продувки ультразвуковые колебани  источником 10, KOTOpfaie фиксируют приемником 11. Источник и приемник ультразвуковых колебаний устанавливают в отверсти  футеровки конвертера в слое, подверженном минимальному износу (дл  130-тонных конвертеров 5-6 р дов кирпичей от днища). В качестве источника и приемника излучений используют, например , пьезомагнитный составной вибратор с насадкой из диборида циркоки , частота излучени  49 кГц, мощность излучени  100 ВА в импульсе. Определение продолжительности времени прохождени  ультразвуковых колебаний через ванну производитс  в блоке 12. Результаты измерений передают в вычислительный блок 13, например вычислительную машину СМ - 2, в котором производитс  определение скорост обезуглероживани  по формулам (9), (10) и (11).

На фиг. 2 представлен алгоритм решени  формулы (9): Vgj- промежутоное значение скорости обезуглероживани  на j-ой итерации; j - количес во итераций; V - начальное задаваемое значение скорости обезуглероживани , Например V, 0,1%/мин; функци 

F(V,il .

hll

f5

bl yo - +r HTCrbVcj

fiVj, - заданное значение точности вычислени  промежуточного значени  скорости обезуглероживани , например 0,005%/мин.

Дл  решени  уравнени  (14) относительно скорости обезуглероживани  с помощью метода итерации оно преобразуетс  к следующему виду:

L-ii-vft

-, v; гг V (19) ifshfo H -iyeVcJ

,1

(20)

f4l

;6(;o,,-j-,v,,

После преобразовани  .выражени  (20) дл  текущей j-ой итерации получаем:

(

F(VcO exp-enx

if}

.У

Пример. Вычислени  дл  конкретных величин q 1800 кВт, йо 1,68-1С с и С, 2%. Начальное заданное значение скорости обезуглероживани  V(- 0,. Заданное значение точности вычислени  промежуточного значени  скорости обезуглероживани  bVo 0,005% мин.

Данные расчета привады в таблице .

Так KaK/iVcg/ 0,002339 ,005%/мин, поэтому искомое значение скорости обезуглероживани  равно

Vc F(Vcy) 0,28525%/гган.

г Начало j

B8off 1значении

,9

Конец

Claims (2)

1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ВАННЕ КОНВЕРТЕРА путем измерения теплового потока на фурму, продолжительности продувки, · массы на плавку чугуна, лома и сыпучих материалов и расчета содержания углерода, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности контроля, дополнительно пропускают через ванну жидкого металла в го ризонтальном направлении ультразвуковые колебания, измеряют продолжительность времени прохождения их через ванну и определяют скорость обезуглероживания по уравнению где - коэффициенты;

Δ,^ς - продолжительность времени прохождения ультразвуковых колебаний через ванну, ^с;

q - тепловой поток на фурму, кВт;

V_e - скорость обезуглероживания металла, %/мин;

С - содержание углерода в ванне жидкого металла, %·

2. Способ поп. 1, отличающийся тем, что скорость обезуглероживания определяют итерационным методом, причем для определения £ содержания углерода на текущем шаге итерации используют значение скорости обезуглероживания, определенное на предыдущем шаге.

при 0(-.,^0,25% при 0,26 7о , где i, (i - 1) - индексы соответстветственно текущего и предыдущего ша₀ гов итерации;

0 * - интервал времени между итерациями, с;

- коэффициенты.

11 8664 ч