SU1752778A1 - Устройство контрол уровн ванны в конвертере - Google Patents
Устройство контрол уровн ванны в конвертере Download PDFInfo
- Publication number
- SU1752778A1 SU1752778A1 SU904842998A SU4842998A SU1752778A1 SU 1752778 A1 SU1752778 A1 SU 1752778A1 SU 904842998 A SU904842998 A SU 904842998A SU 4842998 A SU4842998 A SU 4842998A SU 1752778 A1 SU1752778 A1 SU 1752778A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- tuyere
- converter
- temperature
- meter
- oxygen
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к черной металлургии , а именно к управлению кислородными конвертерами. Цель - повышение точности контрол уровн ванны в конвертере . В основу контрол положено измерение реакции опор кисродоной фурмы с учетом выталкивающей силы по ходу продувки. Дл повышени точности контрол вустрой- ство дополнительно введены измеритель времени запаздывани изменени температуры воды охлаждающей форму, при резком изменении температурного режима в рабочем пространстве конвертера, измеритель давлени кислорода перед фурмой и блоки вычислительных операций. Введение дополнительных блоков и св зей между ними позвол ет учитывать при расчетах массу налипшего на фурму сло шлакометалличе- ской эмульсии и вли ние реактивной т ги кислорода, истекающего из сопел фурменного наконечника. 2 ил. ел С
Description
Изобретение относитс к области контрол и управлени агрегатами черной металлургии , конкретнее к управлению кислородными конвертерами, и может быть использовано в конвертерных и других сталеплавильных цехах.
Целью изобретени вл етс повышение точности контрол уровн ванны в конвертере .
На фиг. 1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема измерител времени запаздывани .
Измеритель 1 уровн ванны в спокойном состо нии соединен с первым сумматором 2. к второму входу которого подключен измеритель 3 положени фурмы относительно неподвижных конструкций конвертера. Блок 4 ввода начальных условий соединен с вторым сумматором 5, к которому, кроме того, подключен измеритель б времени запаздывани изменени температуры воды, охлаждающей фурму, при резком изменении температурного режима в рабочем пространстве конвертера, к входу которого подключен измеритель 7 температуры воды. Измеритель 8 давлени кислорода перед фурмой через первый блок 9 умножени подключен к блоку 10 извлечени корн . Измеритель 11 реакции опор фурмы в процессе продувки через третий сумматор 12 подключен к выходу второго блока 13 умножени . Первый вход блока 13 умножени соединен с выходом блока 10 извлечени корн , а второй - с измерителем 14 расхода кислорода, Выход второго сумматора 5 соединен с входом третьего сумматора 12. Первый вход блока 15 делени соединен с выходом первого сумматора 2. Второй вход блока 15 делени соединен с выходом третьего сумматора 12. Выход блока 15 делени подключен к блоку 16 умножени .
Я
ГО
VI
VJ 00
Измеритель 1 уровн ванны в спокойном состо нии представл ет собой, например , задатчик типа РЗД с выходным токовым датчиком. Показани задатчика выставл ют по результатам измерени уровн металла штырем, приваренным к торцу фурмы . В качестве измерителей положени фурмы относительно неподвижных конструкций конвертера, измерител температуры воды, измерител давлени кислорода, измерител расхода кислорода, блока умножени применены стандартные приборы ГСП, установленные в конвертерных цехах. Блок 4 ввода начальных условий представл ет собой четыре задатчика типа РЗД. Измерители реакции опор фурмы представл ют собой, например, датчики усилий типа ДСТБ-С-060, установленные в месте подвеса фурмы. Остальные блоки выполнены на основе блоков БВО системы АКЭСР.
В измерителе 6 времени запаздывани изменени температуры воды, охлаждающей фурму, при резком изменении температурного режима в рабочем пространстве конвертера (фиг. 2) узел 17 формировани сигнала о вводе сыпучих материалов в конвертер и узел 18 формировани сигнала об изменении расхода кислорода соединены со схемой ИЛИ 19. Выход схемы ИЛИ 19 подключен к первому входу схемы И 20, котора св зана с первым ключом 21. Первый ключ 21 св зан с формирователем 22 импульса. Дифференциатор 23. вход которого вл етс входом блока 6, подключен к первому входу узла 24 сравнени , который через узел Н Е 25 подключен к второму входу схемы И 20. К второму входу узла 24 сравнени подключен первый задатчик 26. Выход ключа 21 подключен к схеме сброса-запуска интегратора 27, к входу которого подключен второй задатчик 28, Выход интегратора 27 вл етс выходом блока 6. Схема останова интегратора 27 подключена к выходу второго ключа 29, который св зан4 с узлом 24 сравнени и формирователем 30 импульса.
В качестве узлов 17 и 18 могут быть использованы контакты пускател открыти заслонки бункера сыпучих материалов и пускател привода заслонки, регулирующей расход кислорода. В качестве дифференциатора 23 и узла 24 сравнени могут быть использованы блоки БПД и БСГ системы АКЭСР. В качестве задатчиков 26 и 28 применены задатчики типа РЗД с выходным токовым датчиком. В качестве остальных блоков применены стандартные блоки вычислительной техники,
В процессе продувки конвертерной ванны на фурму действуют сила т жести,
реакци опор фурмы, сила реактивной т ги истекающего из фурменного наконечника кислорода, архимедова сила и сила аэродинамического воздействи потока отход ще- го газа:
G-FT-Fp.T-Fa-Fagp 0,(1)
где G - сила т жести фурмы, Н;
FT - реакци опор фурмы, Н;
Рр.т - сила реактивной т ги, Н; Fa - архимедова сила, Н;
Раэр - сила аэродинамического воздействи потока отход щего газа, Н.
Сила т жести фурмы определ етс согласно выражению
G (гпф + гпв + тн)д,(2)
где гпф - масса конструкции фурмы, кг;
тв - масса воды, заполн ющей фурму, кг;
тн - масса наслоени на наружной по- верхности фурмы, кг;
g- ускорение свободного падени , равное 9,81 м/с2.
Здесь
(Ат-Дтъ),(3)
где«1 - коэффициент пропорциональности, численно равный 1,2-103 кг/с;
Ат0 - врем запаздывани изменени
температуры воды, охлаждающей фурму
при резком изменении температурного режима в рабочем пространстве конвертера
на первой плавке кампании фурмы, с;
А г - врем запаздывани изменени температуры воды, охлаждающей фурму, при резком изменении температурного режима в рабочем пространстве конвертера, с;
Сила реактивной т ги вследствие истечени кислорода из фурменного наконечника выражаетс формулой
Fp т mw + (Рвых - РсР) 5вых п,(4)
1
где m -gW Vр- массовый расход кислорода , кг/с;
V - объемный расход кислорода при нормальных услови х,м3/мин; р - плотность кислорода при нормальных услови х, равна 1,43 кг/м ;
w - скорость истечени кислорода из сопла, м/с;
Рвых - давление кислорода в выходном сечении сопла, Па;
Рср-давление среды, куда истекает кислород , Па;
Звых - выходное сечение сопла, м2; п - число сопел в фурменном наконеч- нике.
Дл сопла Лавал значение Рвых - Рср « О, поэтому вторым слагаемым можно принеб- речь.
Счита , что потери на трение о стенки и завихрение при истечении кислорода из сопел Лавал можно компенсировать эффектом неполного его расширени , дл расчета величины w используем формулу дл обыч- ных сопел с учетом критических параметров рабочего тела
W V к vi Pi К--- RTi
k -f 1 У1 n k + 1 K I1
где yi - удельный объем кислорода при входе в сопло, м3/кг;
Pi - давление кислорода при входе в сопло, Па;
k - показатель адиабаты, равный дл двухатомного газа 1,4;
R - удельна газова посто нна дл кислорода, равна 260 Дж/(кг-К);
Ti - температура кислорода перед со- плом, К.
Так как измерение удельного обьема и давлени кислорода при входе в сопло затруднено , измер ем эти параметры перед фурмой, выража
w:
5
10
15
20
25
Нп - глубина погружени формы в эмульсию, м.
Учитыва , что можно прин ть /he,(9)
Нп пв-пс-Нф,.(10)
где «з - коэффициент пропорциональности , определ емый по геометрическим данным рабочего пространства конвертера в середине компании по футеровке, кг/м ;
he уровень ванны в конвертере, отсчитываемый от внутренней поверхности днища , м;
hc - уровень ванны в спокойном состо нии , м;
Нф - положение фурменного наконечника относительно уровн спокойного металла , м, получим
Р.«((11)
Значение коэффициента-Си определ етс по геометрическим параметрам рабочего пространства конвертера в середине кампании футеровки. Исход из закона сохранени массы при изменении уровн ванны , очевидно,что
где у - удельный объем кислорода перед фурмой, м /кг;
Па;
P - давление кислорода перед фурмой,
Ог коэффициент.
Коэффициент аз определ ют тарировкой фурмы при продувке в свободное про- странство, принима температуру кислородного дуть равной температуре воды , охлаждающей фурму, с учетом соотношений (5) и (6):
Oi
2 k R TicB
(k-f 1)уСвРсв
где Ties - температура кислорода перед соплом , равна температуре воды, охлаждающей фурму, К;
УСВ -удельный объем кислорода перед фурмой, измеренный при продувке в свободное пространство, м /кг;
Рев давление кислорода перед фурмой , измеренное при продувке в свободное пространство. Па.
Архимедову силу определ ем по формуле
-|2
ДТСГ 4
Нп
(8)
где fa - плотность металлошлакогазовой эмульсии, кг/м3;
d - наружный диаметр фурмы, м;
ой,
7)
ед
союед воурное
у (8)
ой
30
овро- 35 ру воно40
45
50
55
где р - плотность газошлакометалличс, ской эмульсии перед продувкой, кг/м3;
hi - уровень газошлакометаллической эмульсии перед продувкой, м.
Сила аэродинамического воздействи потока отход щего газа на фурму определ етс по формуле
Рлэр Рдав + FTp,(12)
Рдав ОА Змид/Огу-,(13)
где Рдав - сопротивление давлению, Н;
ОА - коэффициент сопротивлени давлению;
Змид -2j- площадь миделевого сечени (проекци тела на плоскость, нормальную к направлению движени газа), м2;
РГ - плотность потока отход щего газа, кг/м3;
wr - скорость движени отход щего газа , м/с,
2 FTp G57Td Номыв/ -у-,(14)
где Ftp - сопротивление трению, Н;
«5 коэффициент сопротивлени трению;
Номыв - участок образующей фурмы, омываемый газом, м.
В рассматриваемом случае дозвуковой области числа Маха (М), представл ющие
собой отношение скорости газа и скорости звука в данной среде, М « 1. Общее сопротивление набегающему потоку близко к нулю , поэтому величиной можно пренебречь. Реша совместно уравнени (1) - (6) и (11) получим
he
hc + Нф
(тф+rri-fai Ar-ai Р
«ад
ЛсГ
Устройство работает следующим образом .
Информаци об уровне ванны в спокойном состо нии (измерение провод т перед началом продувки.после заливки чугуна) из измерител 1 поступает в первый сумматор 2, куда одновременно поступает информаци с измерител 3 положени фурмы отно- сительно неподвижных конструкций конвертера. Выходное напр жение первого сумматора 2, пропорциональное величине
d2 03 д -j- (he + Нф), поступает в блок 15 деле .2 ни . Величину аз $ -г- устанавливают как
масштабный коэффициент сумматора. Величина , пропорциональна массе конструкции фурмы и массе воды, заполн ющей фурму, поступает из блока 4 ввода начальных условий во второй сумматор 5. Во второй сумматор 5 также поступает информаци с измерител 6 времени запаздывани изменени температуры воды, охлаждающей фурму, при резком изменении температурного режима в рабочем пространстве ковертера. С блока 4 ввода начальных условий также поступает величина,
ло1
пропорциональна выражению азд-т
В ыходное напр жение с второго сумматора 5, пропорциональное выражению
л
03$ -т-- тфд - msg - а- д Дг + ori cj Ar0j поступает в третий сумматор 12 (напр жение, пропорциональное величине «1 д Дт0 , поступает из блока 4 ввода начальных условий ). Коэффициенты перед параметрами устанавливают во втором сумматоре 5 как масштабные.
Напр жение, пропорциональное давлению кислорода перед фурмой, поступает с измерител 8 в первый блок 9 умножени , выходное напр жение которого, пропорциональное величине у р , поступает в блок 10 извлечени корн . Выходное напр жение блока 10, пропорциональное величи0
не Уф у р . поступает на первый вход второго блока 13 умножени , на второй вход которого поступает напр жение с измерител 14 расхода кислорода. Таким образом, с выхода второго блока 13 умножени снимаетс напр жение, пропорциональное вели1 чине -р- Vyo Va2y p . которое поступает в
третий сумматор 12. На вход третьего 0 сумматора 12 поступает также напр жение , пропорциональное реакции опор фурмы, с измерител 11. Выходное напр жение третьего сумматора 12, пропор2
5 циональное величине ( CQCJ-J-- глф-гпв
-а Дг + сц Aro) +FT + g V/ VG2yp (
поступает в блок 15 делени , выходное напр жение которого, пропорциональное величине hB, поступает в блок 16 умножени .
Измеритель б времени запаздывани изменени температуры воды, охлаждающей фурму, при резком изменении температурного режима в рабочем пространстве конвертера работает следующим образом.
Единичный сигнал о вводе сыпучих материалов в конвертер или об изменении расхода кислорода соответственно с формирова-, злей 17 и 18 поступает на схему ИЛИ 19. На выходе схемы ИЛИ 19 по вл етс единичный сигнал, поступающий на вход схемы И 20, на второй вход которой поступает единичный сигнал с узла НЕ 25. С выхода схемы И 20 поступает единичный сигнал, открывающий ключ 21. При этом с формировател 22 поступает импульс на схему сброса-запуска интегратора 27, на вход которого поступает посто нное напр жение с задатчика 28. С измерител 7 температуры воды выходное напр жение поступает на дифференциатор 23, выходное напр жение которого, пропорциональное скорости изменени температуры, сравниваетс в узле 24 сравнени с напр жением, поступающим с задатчика 26, При превышении напр жени задатчика 26 напр жени дифференциатора 23 (т.е. при достижении температурной волной, вызванной резким изменением температурного режима в рабочем пространстве конвертера, охлаждающей воды) на выходе узла 24 сравнени по вл етс единичный сигнал, который включает ключ 29. При этом с формировател 30 подаетс импульс в схему останова интегратора 27. На выходе интегратора 27 напр жение соответствует запаздыванию изменени температуры воды, охлаждающей фурму, при резком изменении темпера5
0
5
0
5
0
5
турного режима в рабочем пространстве конвертера. Дл предотвращени сброса интегратора 27 в переходном режиме предусмотрена блокировка по цепи узел 24 сравнени - схема НЕ 25 - схема И 20.
Испытание макета, реализующего предлагаемое устройство, показало, что использование устройства контрол уровн ванны в конвертере позвол ет осуществить контроль процесса с более высокой точностью (количество плавок, наход щихс в заданных пределах с первой повалки, возрастает на 5%), что снижает себестоимость стали и увеличивает ее количество.
Экономическа эффективность обеспечиваетс за счет повышени производительности конвертера на 1.1%, сокращени расхода огнеупорных материалов на 2%, что снижает себестоимость стали.
Увеличение точности контрол уровн ванны в конвертере позвол ет уменьшить количество промежуточных повалок агрега- га, что приводит к улучшению экологических условий.
Claims (1)
- Формула изобретени Устройство контрол уровн ванны в конвертере, содержащее измерители реакции опор фурмы в процессе продувки, положени фурмы относительно неподвижных конструкций конвертера и расхода кислорода , отличающеес тем, что, с цельюповышени точности, оно дополнительно содержит измерители времени запаздывани изменени температуры воды, охлаждающей фурму, при резком изменении температурного режима в рабочем пространстве конвертера и давлени кислорода перед фурмой, причем измерители уровн ванны в спокойном состо нии и положени фурмы относительно неподвижных конст- рукций конвертера соединены между собой через первый сумматор, а блок ввода начальных условий подсоединен к первому входу второго сумматора, к второму входу которого через измеритель времени запаз- дывани изменени температуры воды, охлаждающей фурму, при резком изменении температурного режима в рабочем пространстве конвертера подсоединен измеритель температуры воды, выход первого сумматора непосредственно, а второго - через третий сумматор соединены с блоком делени , измеритель давлени кислорода перед фурмой через первый блок умножени , блок извлечени корн подсоединен к первому входу второго блока умножени , к второму входу которого подсоединен измеритель расхода кислорода, выход второго блока умножени подсоединен к третьему сумматору, к которому также подсоеди зь измеритель реакции опор фурмы в процессе продувки, выход блока делени подсоединен к блоку умножени .Фиг.1
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904842998A SU1752778A1 (ru) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | Устройство контрол уровн ванны в конвертере |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904842998A SU1752778A1 (ru) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | Устройство контрол уровн ванны в конвертере |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1752778A1 true SU1752778A1 (ru) | 1992-08-07 |
Family
ID=21522995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904842998A SU1752778A1 (ru) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | Устройство контрол уровн ванны в конвертере |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1752778A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109897932A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-18 | 武汉华枫传感技术股份有限公司 | 一种转炉副枪系统校验方法及系统 |
-
1990
- 1990-06-26 SU SU904842998A patent/SU1752778A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент JP № 63-65012, кл. С 21 С 5/28, 1988. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109897932A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-06-18 | 武汉华枫传感技术股份有限公司 | 一种转炉副枪系统校验方法及系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5325727A (en) | Apparatus and method for measuring the mass flow rate of liquid from a vessel | |
Huang et al. | Modeling of steel grade transition in continuous slab casting processes | |
Riboud et al. | Lubrication and heat transfer in a continuous casting mold | |
SU1752778A1 (ru) | Устройство контрол уровн ванны в конвертере | |
CN101660993B (zh) | 钢包长水口谐振点平衡法钢渣测量方法和装置 | |
SU1731825A1 (ru) | Способ контрол уровн ванны в конвертере | |
JPS6434550A (en) | Method for controlling molten metal flowing rate in sheet casting | |
Iguchi et al. | A new probe for directly measuring flow velocity in a continuous casting mold | |
He et al. | Fluid Dynamics of Continuous Casting Tundishes--Mathematical Modeling | |
Mazumdar et al. | Transient flow and mixing in steelmaking ladles during the initial period of gas stirring | |
JPS57201812A (en) | Flow rate measuring device for molten slag | |
JPS60148652A (ja) | 溶鋼注入終点の検知方法 | |
CN203657884U (zh) | 一种电磁感应式熔融镁液位计 | |
Grip et al. | Determination of thermal stratification and emptying flow in ladles by continuous temperature measurement and tracer addition | |
CN115889707A (zh) | 一种可移动电磁式大包下渣检测系统及检测方法 | |
Wei | Physical modeling of the vacuum circulation refining process of molten steel | |
JPS55147469A (en) | Detecting method for molten steel level in mold of continuous casting machine | |
McLEAN | Sensor aided process control in iron and steelmaking | |
Zhu et al. | Measurement and calculation of liquid steel flow velocities in argon-stirred ladles | |
Dutta | Applications of Models | |
JPH0577018A (ja) | 連続鋳造における溶融金属の流量制御方法 | |
JPS5666754A (en) | Investigating method for behavior of converter molten slag by means of virtual fluid | |
Richins et al. | Hydraulics applied to molten aluminum | |
NARlTA et al. | On the Circulation Flow Rate and the Desulphurization of Molten Pig Iron in Gas-lift Mixing Reactor Process | |
KR200338210Y1 (ko) | 고정도 신속응답용 복합프로브 |