SU1624030A1

SU1624030A1 - Method of determining the position of immersed lance

Info

Publication number: SU1624030A1
Application number: SU894676628A
Authority: SU
Inventors: Вадим Ипполитович Баптизманский; Александр Григорьевич Величко; Юрий Григорьевич Кориновский; Виктор Павлович Черевко
Original assignee: Днепропетровский Металлургический Институт
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1991-01-30

Abstract

Изобретение относитс к черной металлургии , в частности к продувке ст ли в ковше нейтральным газом. Цель изобретени - повышение стойкости фурмы за счет повышени быстродействи и точности определени положени фурмы Дл этого в ходе продувки контролируют интенсивность вибрации фурмы на частоте 400-800 Г ц и непре- рывно определ ют угол наклона а, образованный касательной к кригой интенсивности вибрации, а оптимальней угол наклона ft фурмы устанавливают при значени х а 20-30&deg;. 1 ил., 1 таблThe invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the blowing of steel in a ladle with neutral gas. The purpose of the invention is to increase the durability of the tuyere by increasing the speed and accuracy of determining the position of the tuyere. To do this, during the blowing process, the intensity of the tuyere vibration at a frequency of 400-800 Hz is monitored and the angle of inclination, formed by the tangent to the crega of the vibration intensity, is optimally determined. the angle of inclination, ft, of the tuyere is set at a value of a of 20-30 °. 1 dw., 1 tabl

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , конкретно к продувке стали в ковше нейтральным газом через погружную форму .The invention relates to ferrous metallurgy, specifically to the blowing of steel in a ladle with neutral gas through a submersible mold.

Цель изобретени - повышение стойкости фурмы за счет быстродействи и точности определени угла наклона погружной фурмы.The purpose of the invention is to increase the durability of the tuyere due to the speed and accuracy of determining the angle of inclination of the submersible tuyere.

Сущность изобретени заключаетс в следующем.The essence of the invention is as follows.

Продувка металла в ковше нейтральным газом сопровождаетс интенсивной вибрацией погружной фурмы, через которую осуществл ют подачу газа. Анализ составл ющих , определ ющих интенсивность вибрации фурмы, показал, что вибраци фурмы обусловлена воздействием на нее циркул ционных потоков в ковше, пульсаци ми жидкости, возникающими при выделении и расширении газовых пузырей, поднимающимис газожидкостными потоками вдоль фурмы и другими параметрами.The purging of the metal in the ladle with neutral gas is accompanied by intense vibration of the submersible tuyere through which the gas is supplied. The analysis of the components determining the intensity of vibration of the tuyere showed that the vibration of the tuyere is caused by the influence of circulating flows in the bucket, pulsations of the liquid arising from the isolation and expansion of gas bubbles, rising gas-liquid flows along the tuyere and other parameters.

Изменение угла / наклон-) фурмы к вертикали приводит к изменению вли ни каждой составл ющей на интенсивность вибрации фурмы, ее абсолютна величина также мен етс .A change in the angle / inclination-) of the tuyere to the vertical leads to a change in the influence of each component on the intensity of vibration of the tuyere, its absolute value also varies.

На чертеже показана схема дл реализации предлагаемого способа.The drawing shows a diagram for implementing the proposed method.

На схеме показано характерное изменение интенсивности вибрации погружной фурмы на частоте 400-800 Гц при ее наклоне от вертикали, В начале продувки фурму устанавливают вертикально, интенсивность вибрации максимальна . Это об сн етс тем, что пузыри газа и движущийс металл интенсивно воздействуют HP погружную фурму и вызывают значительную ее вибрацию . По мере отклонени фурмы от вертика- ли интенсивность вибрации фурмы уменьшаетс (участок 2). После этого участка пузыри при отделении от сопла и во врем подъема не касаютс футеровки фурмы и воздействие потоков металла резко снижаетс , вибраци заметно уменьшаетс . Ин (ЛThe diagram shows the characteristic change in the intensity of vibration of the submersible tuyere at a frequency of 400-800 Hz when it is tilted from the vertical. At the beginning of the purge, the tuyere is set vertically, the intensity of vibration is maximum. This is due to the fact that gas bubbles and moving metal intensely affect the HP submersible lance and cause significant vibration thereof. As the tuyere deviates from the vertical, the vibration intensity of the tuyere decreases (section 2). After this section, the bubbles during separation from the nozzle and during lifting do not touch the lining of the tuyere, and the effect of the metal flows decreases sharply, the vibration decreases markedly. Ying (L

сwith

К)TO)

NN

САCa

ОABOUT

тенсивность вибрации фурмы в этом случае (участок 3) определ етс пульсаци ми жидкости , возникающими при выделении и расширении газовых пузырей, воздействием циркул ционных потоков, движением газа внутри фурмы.The intensity of the vibration of the tuyere in this case (section 3) is determined by the pulsations of the liquid that occur during the isolation and expansion of gas bubbles, the effect of circulation flows, the movement of gas inside the tuyere.

Незначительное уменьшение интенсивности вибрации на участке 3 св зано с тем, что при дальнейшем увеличении угла уменьшаетс -глубина погружени и интенсивность перемешивани , что приводит к некоторому уменьшению уровн вибрации ,The slight decrease in the intensity of vibration in section 3 is due to the fact that with a further increase in the angle the depth of immersion and the intensity of mixing decrease, which leads to a slight decrease in the level of vibration,

Предложено погружную фурму устанавливать под углом наклона от вертикали, при котором изменение интенсивности вибрации на кривой характеризуетс переходным участком 2. В этом случае газожидкостный поток не касаетс фурмы и не воздействует на нее. Характерный перелом на участке 2 кривой изменени интенсивности вибрации целесообразно описывать с помощью угла наклона а , образованного касательной к кривой изменени интенсивности вибрации . Участок 2 описываетс углом наклона а. равным 20-30°. Именно при этих значени х угла а обеспечиваетс оптимальный угол ft наклона фурмы от вертикали. При величине угла а больше 30° интенсивность вибрации высока , и процесс продувки протекает на участке 1 кривой изменени интенсивности вибрации. В этом случае угол ft наклона фурмы от вертикали недостаточный и газожидкостные потоки поднимаютс вдоль фурмы, что вызывает высокий уровень вибрации . Стойкость фурмы от воздействи газожидкостных потоков невысока .It is proposed to install the immersion tuyere at an angle of inclination from the vertical, in which the change in the vibration intensity on the curve is characterized by the transition section 2. In this case, the gas-liquid flow does not touch the tuyere and does not affect it. The characteristic fracture on section 2 of the curve of change in the intensity of vibration is advisable to describe with the help of the angle of inclination a formed by the tangent to the curve of change in the intensity of vibration. Section 2 describes the angle of inclination a. equal to 20-30 °. It is at these values of angle a that the optimum angle of inclination of the tuyere from the vertical is provided. When the angle a is greater than 30 °, the intensity of the vibration is high, and the blowing process takes place on section 1 of the curve of change in the intensity of vibration. In this case, the angle of inclination of the tuyere from the vertical is insufficient and gas-liquid flows rise along the tuyere, which causes a high level of vibration. The resistance of the tuyere from the effects of gas-liquid flows is low.

Наклон ть фурму на угол ft , характеризуемый углом а , меньшим 20°, нет необходимости , так как в этом случае стойкость фурмы сохран етс посто нной, а показатели процесса ухудшаютс . Взаимодействи пузырей и восход щих с ними потоков металла с фурмой не происходит, а чрезмерный наклон снижает эффективность перемешивани , так как уменьшаетс глубина погружени фурмы. Кроме того, возникает веро тность вымывани футеровки ковша.It is not necessary to incline the tuyere by an angle θ characterized by an angle a less than 20 °, since in this case the durability of the tuyere is kept constant, and the process performance deteriorates. The interaction of the bubbles and the metal flows ascending with them with the tuyere does not occur, and excessive tilting reduces the mixing efficiency, as the depth of the tuyere is reduced. In addition, there is a likelihood of washing out the bucket lining.

Экспериментально установлено, что полученна на чертеже зависимость характерна при измерении интенсивности вибрации фурмы на частоте 400-800 Гц. При проведении замеров интенсивности вибра- ции фурмы на частотах ниже 400 и выше 800 Гц показанных на чертеже зависимостей не установлено. На таких частотах нельз определить оптимальный угол наклона фурмы от вертикали по величине интенсивности вибрации.It was established experimentally that the dependence obtained in the drawing is characteristic when measuring the intensity of vibration of a tuyere at a frequency of 400-800 Hz. When measuring the intensity of vibration of the tuyere at frequencies below 400 and above 800 Hz, the dependences shown in the drawing have not been established. At such frequencies, it is impossible to determine the optimum angle of inclination of the tuyere from the vertical by the magnitude of the vibration intensity.

Таким образом, измен угол наклона погружной фурмы от вертикали и провод Thus, changing the angle of inclination of the submersible tuyere from the vertical and the wire

замер интенсивности вибрации фурмы, можно по величине интенсивности вибрации фурмы, характезируемой с помощью угла а наклона, образованного касательной к кривой изменени интенсивности вибра0 ции, установить быстро и с высокой точностью оптимальный угол /3 наклона фурмы от вертикали. При этом обеспечиваетс высока стойкость фурмы при высокой интенсивности перемешивани . В зависимости отMeasuring the intensity of vibration of the tuyere, it is possible by the magnitude of the intensity of vibration of the tuyere, characterized by the angle of inclination a, formed by a tangent to the curve of change in the intensity of vibration, quickly and accurately determine the optimum angle of inclination of the tuyere from the vertical. This ensures a high resistance of the tuyere with a high intensity of mixing. Depending on the

5 технологических параметров отработки стали в ковше нейтральным газом (расхода газа , степени зат гивани сопла и других) этот угол может измен тьс от продувки к продувке . Предлагаемый способ позвол ет точ0 но установить оптимальный угол наклона фурмы от вертикали в каждом конкретном случае.5 technological parameters of the steel in the ladle with a neutral gas (gas consumption, degree of tightening of the nozzle and others), this angle can vary from blowing to blowing. The proposed method allows to accurately determine the optimum angle of inclination of the tuyere from the vertical in each specific case.

В целом определение оптимального угла наклона фурмы от вертикали произво5 д т следующим образом. После погружени фурмы в вертикальном положении производ т отклонение фурмы от вертикали. При этом производ т контроль и запись интенсивности вибрации фурмы на частотеIn general, the determination of the optimum angle of inclination of the tuyere from the vertical is made as follows. After the tuyere is immersed in a vertical position, the tuyere is deflected from the vertical. At the same time, the intensity and intensity of vibration of the tuyere are monitored and recorded at the frequency

0 400-800 Гц. На кривой изменени интенсивности вибрации фурмы в зависимости от наклона фурмы определ ют угол а наклона, образованный касательной к кривой изменени интенсивности вибрации. При значе5 ни х, равных 20-30°, наклон фурмы прекращают и продувку осуществл ют при установленном угле/ наклона фурмы, вл - ющимс оптимальным.0 400-800 Hz. On the curve of the change in the intensity of the vibration of the tuyere, depending on the inclination of the tuyere, determine the angle a and the inclination formed by the tangent to the curve of the change in the intensity of the vibration. With values of x equal to 20-30 °, the slope of the tuyere is stopped and the purge is carried out at the set angle / inclination of the tuyere, which is optimal.

Пример реализации способа определе0 ни положени погружной фурмы при продувке нейтральным газом стали в ковше.An example of the implementation of the method for determining the position of a submersible tuyere when purging steel with a neutral gas in a ladle.

В таблице приведены результаты обработки .The table shows the results of processing.

Опробование способа провод т приTesting of the method is carried out at

5 продувке стали в 1-тонном ковше с помощью погружной фурмы. При этом провод т обработку по проверке эффективности предлагаемого способа (группы 3-7 таблицы) в сравнении с известным (группы 1 и 2). Коли0 чество обработок в группе определ ют стойкостью фурмы дл данных параметров обработки. Продувку ведут через погружную фурму с расходом аргона 0,3 м 3/мин. Продувку осуществл ют при вертикальном5 blowing steel in a 1-ton ladle with a submersible tuyere. In this case, the treatment according to the effectiveness of the proposed method (groups 3-7 of the table) in comparison with the known method (groups 1 and 2) is carried out. The number of treatments in the group is determined by the resistance of the tuyere for these processing parameters. Purging is carried out through an immersion lance with a flow rate of argon of 0.3 m 3 / min. Purging is carried out at a vertical

5 и наклонном положени х фурмы. На всех обработках провод т контроль и запись интенсивности вибрации фурмы, дл чего вибродатчик ДН-4 устанавливают на горизонтальной стойке фурмы. Сигнал вибродатчика поступает на прибор ВШВ-003, где осуществл ют выделение полученного сигнала на частотах 400-800 Гц. На приведенных в таблице данных контроль осуществл ют на частотах 600 Гц. Сигнал поступает и записываетс на шкале вторичного прибора. С помощью специальной системы в ЭВМ непрерывно определ ют величину угла ci , образованного касательной к кривой изменени интенсивности вибрации.5 and inclined tuyere positions. On all the treatments, the lance vibration intensity is monitored and recorded, for which the DN-4 vibration sensor is mounted on the horizontal lance stand. The vibration sensor signal is fed to a VSHV-003 device, where the received signal is extracted at frequencies of 400-800 Hz. In the data table, the monitoring is carried out at frequencies of 600 Hz. The signal is input and recorded on the scale of the secondary device. Using a special system in a computer, the angle ci formed by the tangent to the vibration intensity variation curve is continuously determined.

На сравнительных группах 1 и 2 таблицы угол наклона фурмы к вертикали установлен 10 и 15°. Эти углы наклона фурмы дл условий продувки оказались недостаточны- ми и стойкость фурмы составила только 8 и 10 обработок.In comparative groups 1 and 2 of the table, the angle of inclination of the tuyere to the vertical is set at 10 and 15 °. These angles of inclination of the tuyere for the purge conditions turned out to be insufficient and the resistance of the tuyere was only 8 and 10 treatments.

Группа опытных обработок 3 в таблице проведена при наклоне фурмы на угол /,равный 15° Этот угол соответствует углу а образованному касательной к кривой изменени интенсивности вибрации, равному 19°. Угол наклона недостаточен и стойкость фурмы составила 10 продувок.The group of experimental treatments 3 in the table was made when the tuyere was inclined by an angle of / equal to 15 °. This angle corresponds to the angle α formed by the tangent to the vibration intensity variation curve equal to 19 °. The inclination angle is insufficient and the durability of the tuyere was 10 blowdowns.

Группа опытных обработок 7 в таблице проведена при значени х а , равных 31°. Этому углу соответствует наклон фурмы на угол Д равный 22°. Наблюдаетс некоторое вымывание стенки футеровки ковша. Длительность полного смешени (определенна по методу ввода индикатора - меди в ковше) увеличиваетс , так как уменьшаетс глубина погружени фурмы.The group of experimental treatments 7 in the table was carried out with values of a equal to 31 °. This angle corresponds to the slope of the tuyere at an angle D equal to 22 °. Some washing out of the bucket lining wall is observed. The duration of complete mixing (determined by the indicator input method — copper in the ladle) increases as the depth of the tuyere decreases.

5 10 5 10

15 15

0 0

5five

00

5five

Группы опытных обработок 4-6 таблицы проведены при углах наклона фурмы, определенных по предлагаемому способу. При значени х а 20, 25 и 30° угол наклона /3 соответствует 17, 19 и 21 °. Эти углы наклона фурмы оказались оптимальными, так как обеспечиваетс высока стойкость фурмы (14-15 обработок), мала длительность полного перемешивани и высока стойкость стенок ковша.Groups of experimental treatments 4-6 tables were carried out at the angles of inclination of the tuyere, determined by the proposed method. With values of a, 20, 25, and 30 °, the angle of inclination / 3 corresponds to 17, 19, and 21 °. These angles of inclination of the tuyere turned out to be optimal, since the tuyere is highly resistant (14-15 treatments), the duration of complete mixing is small, and the resistance of the bucket walls is high.

Таким образом, предлагаемый способ определени оптимального угла наклона фурмы от вертикали позвол ет быстро и с высокой степенью точности определить угол наклона фурмы, повысить стойкость фурмы на 30-40% при других высоких технологических показател х процесса.Thus, the proposed method for determining the optimum angle of inclination of the tuyere from the vertical allows quickly and with a high degree of accuracy to determine the angle of inclination of the tuyere, to increase the durability of the tuyere by 30-40% with other high technological indicators of the process.

Claims

Claims The method for determining the position of a submersible tuyere when blowing steel in a ladle with a neutral gas, includes selecting the optimum angle (3) of the tuyere from the vertical, characterized in that, in order to increase the durability of the tuyere by increasing the speed and accuracy of determining the position of the tuyere, when the angle / change the tilt of the tuyere during purging control the intensity of vibration of the tuyere at a frequency of 400-800 Hz and continuously determine the angle of inclination a, formed by the tangent to the curve of the change in the intensity of vibration, and the angle / tilt she tuyere set at an angle of a 20-30 °.

Tilt angle of the tuffers