SU755850A1 - Наконечник устройства для контроля процесса выплавки стали 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкциям устройств для контроля процесса выплавки стали, оно может быть использовано для управления конвертерным или мартеновским процессами.

Как известно, о степени готовности стали в процессе плавки судят по содержанию в ней углерода, которое мо- зд жет быть определено различными методами, а также по температуре металла в конце плавки.

Известен балансовый метод определения содержания углерода, требующий установления начального содержания углерода с последующим изменением концентрации и расхода СО и СО£ в отходящих конвертерных газах, что позволяет рассчитать остаточное содержание углерода в ходе плавки £1].

Однако при современном уровне приборостроения оборудование для реализации данного способа, отличающееся высокой сложностью и стоимостью, не 25 позволяет получить достаточно точные результаты.

Большая точность контроля при сравнительно простом оборудовании может быть получена, если.для определения 30

2

содержания углерода в металле использовать известную однозначную зависимость между температурой и отношением концентрации СО и СО₂ в газовой среде

где С - содержание углерода,%

Т* - температура металла,°С',

Р_со ,Р_С0 ^_ парциальные давления газов.

Указанная зависимость реализуется лишь в случае термодинамического равновесия между газом и расплавом, а 15 это означает, что необходимые измерения температуры и состава газов должны производиться в одной зоне, в более или менее ограниченном объеме, что в реальных условиях сталеплавиль 20 ного агрегата (мартеновская печь,

кислородный конвертер) можно осуществить, поместив соответствующие элементы оборудования (измеритель температуры и газоотборник) лишь ниже уров ня спокойного металла.

Таким образом, необходимым элементом устройства для контроля хода процесса выплавки стали в соответствии с указанной зависимостью будет размещен ный например, в футеровке измеритель

3

755850

4

температуры, позволяющий одновременно отбирать пробу газа из той же зоны расплава, в которой измеряется температура.

Известно устройство для контроля хода плавки,содержащее подобный элемент , выполненный в виде частично ³

размещенного в футеровке наконечника, включающего в себя огнеупорную пористую оболочку из борид-циркония, внутри которой помещен термочувствительный элемент, заключенный в защитный Ю чехол, между которым к внутренними стенками оболочки находится порошкообразный алунд [/Г] .

Вследствие газопроницаемости оболочки наконечник может быть использо- ³ ван как для измерения температуры, так и для отбора газа из той же ограниченной зоны. Следовательно, подсоединив указанный наконечник ко вторичному прибору контроля температуры и 20 газоанализатору и подключив последние к вычислительному блоку, можно получить относительно несложное устройство, позволяющее определять содержание углерода в расплаве на основании указан-25 ной зависимости, а также контролировать температуру расплава.

Однако с точки зрения применения описанного наконечника для реализации обеих указанных функций (отбор газа и зд измерение температуры) его конструкция обладает рядом недостатков. Так, в силу того, что большая часть пористой оболочки наконечника контактирует с кирпичом футеровки, в процессе отбора зд газовой пробы практически неизбежен подсос газов из толщи кирпича, где состав их значительно искажен в сравнении с составом газов, насыщающих расплав. Это приведет к нарушению чистоты газовой пробы и не позволит до- 40 биться требуемой точности контроля содержания углерода. На чистоту газовой пробы могут также влиять продуктыреакции между отбираемым газом и порошкообразным алундом, чему будет спо-45 собствовать большая суммарная поверхность последнего. Кроме того, проход газа через склонный к спеканию порошкообразный алунд будет значительно затруднен, что. вследствие нехватки 50 газа не позволит вести регулярный постоянный контроль за содержанием углерода на протяжении всего процесса плавки.

Целью изобретения является увеличе-зд ние точности контроля за счет повышения. чистоты отбираемой через наконечник газовой пробы, а также обеспечение постоянного контроля хода процесса за счет увеличения газопроницаемости наконечника. 50

Цель достигается тем, что в наконечнике устройства для контроля процесса выплавки стали, выполненном в виде частично размещенной в кирпиче футеровки сталеплавильного агрегата полой 65

оболочки из пористого огнеупорного материала, внутри которой установлен термочувствительный элемент, в промежутке между термочувствительным элементом и внутренними стенками оболочки предусмотрены газоотводные трубки, входные концы которых отделены от полости оболочки перегородкой из газоплотного материала. Перегородка при этом размещена параллельно плоскости огневой поверхности кирпича на расстоянии 1-2 толщины наконечника в сторону металла.

На чертеже показана конструкция устройства для контроля процесса выплавки ст'али.

Устройство содержит наконечник с полой газопроницаемой оболочкой 1, выполненной из огнеупорного пористого материала, например борид-циркония. Внутри оболочки 1 размещен термочувствительный элемент в виде помещенного в’ защитный газоплотный чехол 2 термоспая 3 (например, платино-радиевого) . Параллельно чехлу 2 и на равном расстоянии от него установлены газоотводные трубки 4 (алундовая "соломка"). Размещенные в переднем выступающем из кирпича 5 конце оболочки 1 входные концы газоотводных трубок 4 отделены от полости оболочки перегородкой 6 из газоплотного материала, образующей в переднем конце оболочки газовую камеру 7.

Перегородка б размещена при этом параллельно плоскости огневой поверхности кирпича, а длина выступающего из кирпича конца оболочки определяется размерами конкретного наконечника) свободное пространство внутри оболочки 1 (кроме газовой камеры) заполнено порошкообразным алундом. Выходные концы газоотводных трубок и термоэлектроды подключены соответственно к газоанализатору и вторичному прибору для измерения температуры. Заглубленный в футеровку конец оболочки 1 связан с водоохлаждаемым держателем.

Наконечник работает следующим образом.

В ходе плавки газы, насыпающие рас плав, проникают через выступающий из кирпича конец оболочки 1 и заполняют газовую камеру 7. Одновременно происходит прогрев термоспая 3, благодаря чему прибор измерения температуры фиксирует температуру расплава. После достижения в камере 7 требуемого термодинамического равновесия между давлением газа и температурой, на что в зависимости от пористости оболочки требуется 1,5-2 мин, проба газа отбирается из камеры 7 и поступает в газоанализатор.

При этом газ свободно проходит по газоотводным трубкам и не смешивается с газом, проникающим через оболочку в зоне контакта ее с кирпичем, бла годаря чему обеспечивается чистота

5

755850

6

газовой пробы. Отсутствие порошкообразного алунда в газовой камере также способствует чистоте отбираемого газа и, кроме Того, облегчает проход газа в газовую камеру, что позволяет в зависимости от типа газоанализато- 5 ра и интенсивности газового потока через пористую оболочку производить непрерывный или дискретный контроль содержания углерода в металле. В сочетании с текущим контролем температуры расплава получаемые данные о содержании углерода позволяют вести комплексный контроль процесса выплавки стали, что фактически дает возможность избежать промежуточных повалок конвертера в процессе плавки вплоть. до слива металла.

Таким образом, описываемая форма выполнения наконечника позволяет одно^д временно измерять температуру металла ^ί и отбирать газовую пробу из той же зоны, соблюдая при этом требуемое термодинамическое равновесие между газом и металлом, благодаря чему возможно __ вести постоянный контроль степени готовности металла и исключить промежуточные повалки конвертера.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Наконечник устройства для контроля процесса выплавки стали, выполненный в виде частично размещенной в кирпиче футеровки сталеплавильного агрегата полой оболочки из пористого огнеупорного материала, внутри которого установлен термочувствительный элемент, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности контроля, в промежутке между термочувствительным элементом и внутренними стенками оболочки предусмотрены газоотводные трубки, входные концы которых отделены от полости оболочки перегородкой иэ газо плотного материала.