Устройство для контроля процесса выплавки стали в металлургическом агрегате

Своз Советских Сциал исти ческий РеслубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН Ия К АВТОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСТВМ пц 687128(61) Дополнительное к (22) Заявлено 03.01.77 с присоединением заявк вид-ву -1) 2463811(22 С 21 С 5 30 осударствеииый квивт СССР по делам кэобретенкй в открыткйк, С. М. Сердюк, В. Н. Андрющенко В. Д. Колесник и Б. А. Перщиков Л. Гребенч И. Бургут съезда КП Институт автома явитель м(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССАЫПЛАВКИ СТАЛИ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ АГРЕ 2 тв а факела неоднои не все его области Изобретение относится к чернои металлургии, конкретнее к контролю и управлению кислородно-конверторного процесса, и может использоваться в других сталеплавильных агрегатах.Известно устройство в котором измерительным электродом является водоохлаждаемый металлический зонд, вводимый в факел, выход которого через блок измерения электросопротивления соединен с входом вычислительного блока 1. В этом устройстве ход плавки контролируют по величине суммарного электросопротивления объема факела, границами которого являются с одной стороны поверхность зонда, а с другой - поверхность ближайших к нему заземленных токопроводяших частей конвертора, фурмы и газоотводяшего тракта. Вследствие нестационарности факел объема, электросопротивление которого измеряют, также меняется. Таким образом параметр, по которому контролируют плавку, меняется в зависимости от случайных факторов,Известно, что свойсродны по его объему несут в себе информацию в одинаковои мере о ходе процессов, происходяших в ванне, Внутренний объем факела более полно отображает ход плавки, чем его периферийные области, находящиеся под более сильным 5 влиянием неконтролируемых внешних факторов (условиями смешения газовой струи с атмосферным воздухом истекающей из горловины).Поэтому в таком устройстве контрольведется по параметру, спабо связанному с ходом плавки, что является его недостатком, Кроме того, в условиях цеха, оснащенного мошным электрооборудованием в измерительной цепи электрод - земля, возникают значительные наводки, еше больше 15 снижающие достоверность информациио ходе процесса.Цель изобретения - получение болеедостоверной информации о ходе процесса плавки путем измерения локального удельного электросопротивления в ядре факела.Это достигается тем, что в устройстводля контроля процесса выплавки стали, содержашее измерительный электрод, соединенный с блоком для измерения электро16 1 26 35 39 Формула изобретения сопротивления, выход которого соединен со входом вычислительного устройства, дополнительно содержит второй измерительный электрод, соединенный с блоком измерения электросопротивления, причем оба электрода введены в ядро факела.Исследованиями установлено, что наиболее ценную информацию о ходе процесса несет в себе ядро факела, оно с максимальной достоверностью отображает ход плавки. Действительно, так как числа Рейнольдса струи конверторного газа, выходящего из горловины, равно порядка 30000, то факел является турбулентной струей, для которой характерно наличие невозмушенного ядра, которое ограничено кольцевым слоем смешения образующихся вокруг него. Этот слой смешения имеет приблизительно прямолинейные границы и их пересечение с осью струи соответствует концу начального участка, определяемому длиной невозмущенного ядра. В этом ядре сохраняются те значения параметров струи, которые она имеет на срезе сопла (горловины конвертора).На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - зависимость электро- сопротивления от времени продувки; на фиг. 3 - схема начального участка струи конверторного газа.Штрих-пунктирной линией обозначена вертикальная ось струи (см. фиг. 3) ширина зоны смещения, которая монотонно растет с увеличением Х.Ось О-Х продолжает вертикально вверх кромку сопла (горловины), а ось О-У направлена к центру струи,Итак, начальный участок конверторной струи отходящего газа состоит из невозмущенного ядра, имеющего форму конуса с основанием, совпадающим с сечением горловины, и слоя смещения, в котором горит окись углерода, смешиваюшаяся с атмосферным воздухом. Высота ядра дальнебойность струи 1.) может быть получена по точке пересечения А внутренней границы зоны смещения с осью струи.Исследование проводимости факела, проведенные на заводе Криворожсталь, показывают, что удельное электросопротивление в ядре во время продувки меняется характерным образом (см. фиг. 2): сначала монотонно падает, за несколько минут до конца имеет резко выраженный минимум, а затем опять возрастает, в то время как суммарное сопротивление объема факела 70% времени продувки почти не меняются, оставаясь на уровне 1 - 2 КОм,Естественно, что сильное изменение проводимостк здра, происходящее в соответствии с ходом плавки, мало сказывается на суммарном электросопротивлении объема факела, контролируемого в прототипе,На основании изложенного можно утверждать, что наиболее ценная информация о ходе процесса плавки, которую несет в себе факел, сосредоточена в его ядре, вблизи центра горловины, так как здесь влияние внешних воздействий будет минимальным, а достоверность информации о ходе процесса максимальной.Предлагаемое устройство (см. фиг. 1) имеет измерительные электроды 1, установленные в ядре факела 2 вблизи центра горловины на водоохлаждаемых штангах 3, блок 4 для измерения электросопротивления и вычислительное устройство 5.Устройство работает следующим образом, К измерительным электродам, размеры которых выбирают такими, чтобы зона с контролируемым электросопротивлением не выходила за пределы невозмущенного ядра, прикладывается напряжение и по величине тока, текущего между электродами через факел и известной их геометрии в измерительном блоке 4, определяется удельное сопротивление факела в межэлектродном промежутке. Его значение передается далее в вычислительное устройство 5, где полученная информация преобразуется в рекомендации по управлению. Устройство для контроля процесса выплавки стали в металлургическом агрегате преимушественно в конверторе, содержащее измерительный электрод, соединенный через блок измерения электросопротивлени я со входом вычислительного блока, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью получения более достоверной информации о ходе процесса плавки путем измерения локального удельного электросопротивления в ядре факела, оно содержит дополнительный измерительный электрод, соединенный с блоком измерения электросопротивления, причем оба измерительных электрода введены в ядро факела. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Шерстов Б. И. и Гончаренко Г. Н. Исследование электропроводности факела кислородного конвертора. В сб. Металлургия и коксо-химия, Киев, Техника, 1971,25, с. 89 - 91.687128 е а ж т и.г Луговая КорректорПодписноого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4(5жгород, ул. Проектная,Редактор Л. ЛашковаЗаказ 5678/27 ЦНИИПИпо д 113035, Мо илнал П П П Состави Техред О Тираж 6 Государстве лам изобретсква, Ж - 35 к Патент, г. ель А. АбросимовМ. Вигул 3 е