Способ непрерывного определения содержания углерода в железоуглеродистом расплаве

(51)4 С 21 С 5/30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт металлургии и обогащенияАН КазССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 238565, кл. С 21 С 5/30, 1969.Патент ФРГ Р 2505065.,кл. С 21 С 5/30, 1975.Патент ФРГ Р 1433443,кл. С 21 С 5/30, 1971.Авторское свидетельство СССРУ 269176, кл. С 21 С 5/30, 1969.(54) (57) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ЖЕЛЕЗО- УГЛЕРОДИСТОМ РАСПЛАВЕ, включающий продувку кислородом с измерением температуры в месте продувки и расчет содержания углерода, о т л ич а ю щ и й с я тем, что с целью повышения точности определеления содержания углеродЫ в расплаве,.поочередно с продувкой кислородом осуществляют продувку нейтральным газом с измерением температуры в месте продувки при соотношении длительностей продувки кислородом и нейтральным газом (1-1,5):1 и общей длительности цикла 30-40 с, причем про- .- дувку ведут ниже уровня расплава.Изобретение относится к чернои металлургии, в частности к способам контроля технологических процессов, конкретнее конвертерного обеэуглерожи. вания железоуглеродистых расплавов.Цель изобретения - повышение точности определения содержания углерода в желеэоуглеродистом расплаве.Так как продувку осуществляют ниже уровня расплава, исключается отрица О тельное влияние на точность измерений температуры реакционной зоны и температуры ванны окисной пленки и шлака, которые всплывают на поверхность ванны. 15Соотношения длительностей продувки кислородом и нейтральным газом (1-1,5):1 и продолжительности цикла продувки 30-40 с выбраны на основании обработки экспериментальных данных и 2 О обеспечивают высокую точность измерений, обусловленную стойкостью виэируемого канала против возможности образо . вания настыли на выходном отверстии канала и его разъединения. 25Нижний предел соотношений 1:1 и верхний предел продолжительности цикла 40 с соответствуют максимальной длительности продувки нейтральным газом и обусловлены возможностью образования настыли на выходном отверстии канала.Верхний предел соотношения длительностей 1,5;1 и верхний предел продол жительности цикла 40 с соответствуют максимальному времени продувки кисло 35 родом, которая ограничена воэможность разъедания .выходного отверстия канала.Кроме того, нижний предел длитель4 О ности цикла в 30 с определяет мини мальное время, необходимое для устойчивой регистрации измеряемых температур, Для обеспечения большей стабильности измерений расходы проду 45 ваемых газов в течение всех цикловподдерживаются постоянными.После обработки экспериментальных данных получили квадратичную функциональную зависимость дТ = Г (% С), которая выражается следующим матема 50 тическим уравнением:ВТ = а + Ъ (7 С) - с 1 (7 С) де 4 Т Т- ТТ - температура реакционГ 3ной зоны, измереннаяпри продувке кислородом; ТВтемпература ванны, иэФмеренная при продувкенейтральным газом;а, Ь, й - коэффициенты;7. С - процентное содержаниеуглерода в сплаве,Например, при продувке чугуна зависимость имеет вид:4 Т = -62,2 (7 С) + 223,6 (7 С) ++ 986,4,Определение содержания углерода попредлагаемому способу осуществлялина укрупненно лабораторном конвертерена расплаве чугуна и феррохрома. Масса заливаемого металла составляла45-50 кг. Обезуглероживание проводилипутем продувки кислородом сверху.Измерение температур производилиавтоматическим цветовым пирометромЦЭПчерез визируемый канал 5 мм,расположенный в стенке футеровки конвертере на расстоянии 95 мм нижеуровня расплава. В течение всеговремени нахождения жидкого металлав конвертере через виэируемый каналпроизводили поочередную продувкуазотом и кислородом. В момент отборапроб металла по ходу плавки регистрировали расчетное значение содержанияуглерода в расплаве, По фактическомусодержанию углерода в расплаве, определенному химическим анализом из пробметалла, и расчетным значениям производили расчет погрешностей измерений.Оценку погрешностей измерений способа с прототипом производили путемсравнения их расчетных значений дляодних и тех же концентраций углеродав чугуне.П р и м е р 1, Осуществляли обеэуглероживание чугуна с исходным содержанием углерода 4,57 Вес залитого металла 50 кг, Соотношение длительностей продувки кислородом и азотом 1:1. Продолжительность цикла 30 с. Расход продуваемых газов 25 л/мин. Измеренное значение температуры в месте продувки кислородом Т=- 2293 С, Измеренное значение температуры ванны в месте продувки азотом Т = 1370 С, Градиент температурыТ = Т + - Т= 2293 - 1370 = 923 фС.Расчетйое содержание углерода:923 = -62,2 (7 С) + 223,6 (7 С) +Заказ 4389/27 Тираж 553 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии 113035, Москва, Ж,Раушская наб д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фактическое содержание углеродав момент измерения 3,97.,Погрешность в измерении по предлагаемому способуП =1007 = 3 77.,3,95Перегрев реакционной зоны Тпри концентрации углерода 7 С = 3,9по прототипу составляет 900 С, чтосоответствует возможному фактическому содержанию углерода в чугуне7 С = 3,9 + 0,3,Погрешность по прототипуП =1007. = 7,77.0,33,915П р и м е р 2. Обезуглероживали;чугун с исходным содержанием углерода 4,57. Вес залитого металла 50 кг,Соотношение .длительности продувкикислородом и азотом 1,5:1. Длительность цикла 40 с. Расход продуваемых газов 20 л/мин, Измеренное значение температуры в месте продувкикислородом Т, = 2615 С. Измеренноезначение температуры ванны в местепродувки азотом Тэ = 1430 С. 1 радиенттемпературы ьТ = Т - Тв = 26151430 = 1185 С.Расчетное содержание углерода:1185 = -62,2 Д С) + 223,б (7 С) ++ 1049 СЖ С) = 2,82,Фактическое содержание углеродав чугуне в момент измерения 37.Погрешность в измерениио3 Перегрев реакционной зоны при концентрации углерода 7. С = 33 по.прототипу составляет ьТ = 1090 С, что соответствует возможному фактическому содержанию углерода в чугуне: 7. С = 3 + 0,7. Погрешность в измерении дпя концентрации углерода 7. С = 3 по прото- типу Сравнение погрешностей измерения предлагаемым способом и прототипом показывает, что первый обладает более высокой точностью определения содержания углерода в чугуне, особенно на наиболее важном конечном этапе продувки, позволяет с более высокой точностью контролировать процесс обезуглероживания и обусловливает возмо,:;ность повышения технико-экономических показателей конвертерного производства.