SU1634722A1 - Способ контрол процесса шлакообразовани в конвертере - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к контролю процесса в конвертере, и предназначено дл  iмнтрот  пропегса mчкопбразова- нпн в конвертере. Цочь - повышение ТОЧНОСТИ I mnojUfOCTH КОНТрОЧЯ. При реализации способа определ ют проме- л утки времени реакций на температурное  о Mytucniv в агрегате электпосоп- ро ивгенн  участка от огневой поверхности футеровки до точки установки датчик и температурь в этой же точке . Ртпопюние указанных промежутков вр ме п зависит от величины шлакового наслоени  на BHVTpenHii n поверхность фугерочк. По изменению чтого отнотс- H;I.I тз сравнении с отношением, полученным при запивке чугуна в конвертер, суд т о состо нии кочвертер ого ипака. 4 ил. иэ

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , а именно к контролю процесса в конвертере, и может быть применено в других отрасл х промышленности , например в цветной металлургии.

Цель изобретени  - повьшшние точности и надежности контрол .

На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - зависимость суммарного содержани  окислов железа в шлаке (24FcO), пересчитанного на закись, от величины изменени  отношени  промежутков времени реакции электросопротивлени 

tt - « ч и температуры ((ГА-) и ,

О 2 Л 2

измеренных при заливке чугуна и по ходу продувки; на фнг.З - алгоритм работы функционального на фиг.4 - пример реализации способа.

Устройство (фиг.1), реализующее способ, содержит установленный в по- грчннчном слог 1 футеровки 2 конвертера , обращенном к ванне 3, датчик 4 температуры (например, термопара ТХА), два электрода которого при помощи компенсационных проходов проложенных в огнеупорной засыпке 5, соединены с первым измерительны каналом функционального блока 6, а один нэ электродов и электрическа  земл  - с его вторым измерительным каналом. Кроме того, устройство содержит соединенные с функциональным блоком 6 блок 7 заливки чугуна, блок 8 ввода шлако- образующих и охлаждающих материалов, блок 9 изменени  расхода кислорода, блок 10 изменени  рассто ни  сопла фурмы до уровн  спокойного металла, блок 1 1 счина стати.

©Э

Од fe.

-v

Ю

316

Сущность способа состоит в том, что измер ют температуру в точке пот граничного сло  футеровки, электросопротивление из участке от огневой поверхности футеровки до той же точки определ ют скорость изменени  электросопротивлени  и температуры, фиксируют их значени  в момент нанесени  возмущени % и сравнивают последующие значени  скорости изменени  электросопротивлени  и температуры в точке пограничного сло  футеровки с фиксированными значени ми, причем при достижении значений разности скоростей нормируемых величии, определ емых при даче добавки в момент интенсивного обезуглероживани , фиксируют промежутки времени реакции электросопротивлени  и температуры в точке пограничного сло  футеровки на резкое температурное возмущение в агрегате, определ ют отношение этих промежутков времени, сравнивают с отношением, определенном при заливке чугуна в конвертер и по изменению этих отношений определ ют состо ние шлака, причем увеличение отношени  соответствует сгущению шлака и наоборот,

Дл  сведени  к минимуму погрешности при измерении электросопротивлени  на участке от огневой поверхности футеровки до точки установлени  датчика температуры, а также дл  упрощени  осуществлени  предлагаемого способа пограничный слой 1 футеровки необходимо выполн ть из материала, обладающего удельным электросопротивлением , в диапазоне температур конвертерной плавки превосход щим не менее чем па два пор дка электросопро тивление шлака и значительно завис щим от температуры и обладающим коэффициентом температуропроводности - квазиодинаковым с коэффициентом температуропроводности шлака (TakHM материалом  вл етс , например, нитрид алюмини ) .

В основу способа положен эффект шлакового наслоени  на огневой поверхности футеровки конвертера в районе металлической ванны, особенно ь нижних горизонтах на отметке с, внутренней поверхности днища, равно: : 1/3 уровн  спокойного металла. Неоптимальный выбор дутьевого и температур ного режимов продувки, с одной стороны , может привести к образованию густых , гетерогенных ишаков с высокими

,

0

5

0

5

значени ми в зкости, содержани  кремнезема и неусвоенной извести, а с другой стороны - к образованию чрезмерно жидких шлаков. В первом случае шлаки усложн ют барботаж ванны и обильно наслаивают1 на футеровке, во втором - сильно размывают футеровку .

Любое резкое возмущение температуры ванны приближенно можно рассматривать как гармоническое колебание, а распределение температуры в пограничном слое футеровки, примыкающем к огневой поверхности, получаетс  в виде волны, колеблющейс  относительно непериодической составл ющей температурного рол . При нестационарном процессе теддалопроводности в пограничном слое футеровки конвертера запаздывание изменени  температуры на глубине по сравнению с колебанием температуры на границе, вызванным резким возмущением - заливкой чугуна, вводом шлако- образующих и охлаждающих материалов, сливом стали, можно определить по формуле

rt

0,5х

пог:

Л бОТа

(О

30

35

40

где

&Ј Я .

запаздывание изменени  температуры (врем  реакции температуры), мин; пространственна  координата в направлении, перпендикул рном к огневой поверхности футеровки, м; период колебани , мин; эквивалентный коэффициент температуропроводности шлакового и пограничного сло , м /с.

50

55

Характер изменени  электросопротивлени  на участке от огневой поверхности футеровки до точки установ- 45 ки датчика (см.фиг.1) можно определить по формуле

R JO (x+d),(2)

где R - измеренное электросопротивление контролируемого участка , Ом;

р - средиеинтегральное удельное электросопротивление контролируемого участка,0м/м;

х - толщина шлакового наслоени , м;

d - рассто ние от точки установки датчика до поверхности футеровки.

где

Здесь

S- ( Ј1ШЈ

tt(

p(t)

t,t,

-зависимость удельного электросопротивлени  контролируемого участка от температуры, Ом/м;

-температура металла и футеровки в точке уста163472 .6

рактеризующую его состо ние , Лндпити- (3) чески эту зависимость можно представить в виде:

Г Л, ,

лГг

(5)

где (FeO) - суммарное содержание окислов железа в тла5

(Feo)4.e + 0f, (-|H-V r- +

« J

10

кс, пересчитанное на закись, %;

новки датчика температуры , С.

15

25

При прохождении температурной волной , вызванной возмущением температуры ванны конвертера шлакового сло , электросопротивление контролируемого участка практически не мен етс , так как электросопротивление шлакового наслоени  практически равно нулю (шлаковый слой пронизан корольками ме-20 талла). С момента достижени  температурной волной пограничного слол футеровки начинаетс  изменение электросопротивлени  контролируемого участка. Таким образом, промежуток времени реакции электросопротивлени  на резкое температурное возмущение в агрегате пропорционален толщине шлакового наслоени  х. Промежуток ире- ремени реакции температуры в точке установки датчика температуры на температурное возмущение (с учетом кваэиодинаковости коэффициентов температуропроводности шлака и пограничного сло  футеровки) пропорционален рассто нию x+d. Выразив величины этих промежутков времени, по формуле (1) и вз в их отношение, получим

tf,

Л (-2.

Ч

№

- отношение промежутков времени реакции электросопротивлени  и тегпегатупп на температурное возмущение в агрегате, вызнанное, соответственно, заливкой чугуна и каким-либо другим Фактором;

о . коэффициенты (дл  условий 130-тонных конвертеров «о 29,54%}

С, - -307,7%; (У2 0,252).

A$i

т г

X

(4)

где Д с, и и. с

л

Способ осуществл етс  следующим 30 образом.

В пограничный обращенный к ванне 3 слой 1 футеровки 2 конвертера (см. фпг.1) на отметке от внутренней поверхности днища, равной 1/3 уровн  ,,. спокойного металла, т.е. где футеровка практически не подвергаетс  износу , закладывают на рассто нии 5- 10 мм от огневой поверхности датчик 4 температуры, сигнал от которого посту- 40 паст на перныч измерительный канал функционального блока 6. С помощью его второго измерительного канала фак- межутки времени ре- тически измер ют электросопротивле- акции на резкое тем- ние пограничного сло  1, Алгоритм пературное возмуще- 5 работы функционального блока 6 (напри- ние в агрегате элек мер, УВК на базе СМ-1810) предста - тросопротивлени  лен па фиг.З. Ilpii запуске устройства контролируемого функциональный блок 6 периодически участка и температу- производит опрос первого и второго ры в точке установ- 50 измерительных каналов, определ   тем- ки датчика темпера- пературу t в месте установки датчика

температуры и электросопротивление R контролируемого участка. Скорость изсоответственно протуры , мин.

Использу  разность отношений, полученных при возмущении, вызванном заливкой чугуна, -и при возмущении, вызван- ном каким-либо другим фактором, по зависимости, изображенной на фиг.2, можно определить величину суммарного содержани  окислов железа в шлаке, хаменени  электросопротивлени  ()

,..сК

,d t s и температуры (7Х) определ ют как

d с разность двух последовательных1

значений этих параметров. При возник- новени1, возмущений: при срабатыварактеризующую его состо ние , Лндпити- чески эту зависимость можно представить в виде:

Г Л, ,

лГг

(5)

(Feo)4.e + 0f, (-|H-V r- +

« J

&,

кс, пересчитанное на закись, %;

tf,

Л (-2.

Ч

№

- отношение промежутков времени реакции электросопротивлени  и тегпегатупп на температурное возмущение в агрегате, вызнанное, соответственно, заливкой чугуна и каким-либо другим Фактором;

о . коэффициенты (дл  условий 130-тонных конвертеров «о 29,54%}

С, - -307,7%; (У2 0,252).

менени  электросопротивлени  ()

,..сК

,d t s и температуры (7Х) определ ют как

d с разность двух последовательных1

значений этих параметров. При возник- новени1, возмущений: при срабатыва 1634722

нии блока 7 заливки чугуна, например, фотореле, Фиксирующего момент резкого возмущени  температурного режима в

8

са шлакообразовани  в конвертере позвол ет повысить точность и надежность контрол , так как устран ет

агрегате вследствие воздействи  жидко- неточности, св занные с тем, что изго чугуна, блоков 8,9,10 соответственно ввода ишткообразующих и охлаждающих материалов, изменени  расхода кислорода или рассто ни  сопла фурмы до урори  спокойного металла, например, контактов, включающих соответствующие исполнительные механизмы, блока 11 слива стали, например, фотореле, фиксирующего слип стали, производитс 

меритель температуры, более удаленный от огневой поверхности футеровки зачастую не реагирует на ввод регламентированного технологическим про- IQ цессом количества присадки, а измерение промежутка времени реакции этого датчика представл ет большие трудности из-за того, что медленно измен ющиес  параметры регистрировать с выфиксаци  значений скорости изменени  сокой степенью точности практически

невозможно, электросопротивлени  и температуры

Далее вычисл ют зна ,dR. -dt

41 (

чгни  скорострй изменени  электросопротивлени  и температуры после нанесени  возмущени  и сравнивают последующие их значени  с зафиксированны

При достижении разносdR v ,dR v MdV Ъ V

,dtN dt (л)л 21 H°PMHP-

МЛ Я

емых величин &R и At фиксируют промежутки времени реакции электросоп- 30 ротпвлени  йЈ( и температуры fttg на резкое температурное возмущение в агрегате. Нормируемые величины определ ют предварительно при даче добавки

в момент интенсивного обезуглерожива- 3 возмущени  и сравнивают последующие

значени  скорости изменени  электросопротивлени  с зафиксированным значением , причем при достижении значени  разности скоростей нормируемой величины, определ емой при вводе добавки з момент интенсивного обезуглероживани , фиксируют промежуток времени реакции электросопротивлени  на резкое температурное возмущение в агрегате, определ ют его отношение к промежутку времени реакции темпера туры в этой же точке, сравнивают его с отношением, определенным при заливке чугуна в конвертер, и по изменению этих отношений определ ют состо ние шлака, причем увеличению отно шени  соответствует сгущение шлака и наоборот.

пи , т.е. в момент, когда изменение скоростей изменени  электросопротивлени  и температуры за счет возмущени   вл етс  минимальным. Определ ют отношение промежутка времени ре-до акции электросопротивлени  на резкое температурное возмущение в агрегате к промежутку времени реакции температуры , сравнивают это отношение с отношением , полученным при заливке чугу- д ( на в конвертер. О состо нии шлака суд т по величине суммарного содержани  окислов железа Б шлаке, вычисленной по«формуле (5).

Испытани  макета устройства, реализующего способ, показали, ч использование способа контрол  чроцссмеритель температуры, более удаленный от огневой поверхности футеровки зачастую не реагирует на ввод регламентированного технологическим про- цессом количества присадки, а измерение промежутка времени реакции этого датчика представл ет большие трудности из-за того, что медленно измен ющиес  параметры регистрировать с вы

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ контрол  процесса шлакообразовани  в конвертере, включающий измерение температуры в точке пограничного сло  футеровки и промежутка времени реакции температуры в этой точ- ке на резкое температурное возмущение в агрегате, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности и надежности контрол , дополнительно измер ют электросопротивление на участке от огневой поверхности футеровки до точки измерени  температуры, определ ют скорость изменени  электросопротивлени , фиксируют ее значение в момент нанесени 

   до (

   0

   значени  скорости изменени  электросопротивлени  с зафиксированным значением , причем при достижении значени  разности скоростей нормируемой величины, определ емой при вводе добавки з момент интенсивного обезуглероживани , фиксируют промежуток времени реакции электросопротивлени  на резкое температурное возмущение в агрегате, определ ют его отношение к промежутку времени реакции температуры в этой же точке, сравнивают его с отношением, определенным при заливке чугуна в конвертер, и по изменению этих отношений определ ют состо ние шлака, причем увеличению отношени  соответствует сгущение шлака и наоборот.

   ZZL№

   /. 2/7qb

   Р

   CN

   N г- r

   m

   о

   О

   CJ

   э- о

   a:

   У 4) I О

   k:

   Х,м - 0,0275 0,02500 ,0225- 00200fepeo; X

   12. 20 Г

   ми

   Фиг. Ч