Способ управления процессом выплавки стали в дуговой печи

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕН(ЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИЯМ ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТ научно-исследователь рной металлургии им. Салаутин и О.А. Х 8)ЬЬ 4528035, 9/10, 1985. ВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМВ ДУГОВОЙ ПЕЧИ й метал- в дугосхода шение т в том, электрити футе- нистоГО обавках массой оксида тором то иэм ого, из честве тся,т(54) СПОСОБ УПВЫПЛАВКИ СТА е относится к чернолур нее к выплавке сталивыЦель изобретения - снижение рэлектроэнергии и огнеупоров и повыпроизводительности печи.Сущность изобретения состоичто для повышения теплового КПДческой дуги и снижения облученносровки печи дугу закрывают слоем пешлака, который образуется при дпорции пенообразующей присадки0,001-0,003 М паааки, состоящей изкальция и частиц углерода,Дуга является мощным генераУф-излучения, но при закрытой дугелучение поглощается шлаком, При задуге остается сравнительно постояннновое Уф-излучение, величина котормеренная датчиком, выбрана в каопорного сигнала, Если дуга открывае 1,Ы 2 1705358 А 1 5)5 С 21 С 5/52, С 22 8 9(57) Изобретение относится к выплавке стали в дуговых печах, Цель - снижение расхода электроэнергии и огнеупоров и повышение производительности печи. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют уровень облученности стен и свода в диапазоне длин волн А - 4000-2000 А и при превышении этого уровня на 106 и более за время, усредненное за 0,005-0,015 тплавк и, подают порцию пенообразующей присадки массой 0,001-0,003 М плавки, при этом дуги закрываются, что благотворно влияет на стойкость футеровки. Следующую порцию подают не ранее чем через 0,03-0,06 гплаак и. увеличение интенсивности Уф-излучения, измеренногд в диапазоне длин волн -2000-4000 А, фиксируется датчиком, усредняется эа период времени 0,005-0,015 гпаааки для исключения ложного срабатывания и при превышении усредненного значения измеренной интенсивности на 106 и более дается команда на подачу порции пенообразующвй смеси. При попадании этой смеси в шлак частицы углерода, сгорая, образуют газообразующую окись углерода. а неразошедшиеся частицы оксида кальция являются центром зарождения газовой фазы. Образующаяся при этом газошлаковая пена поднимает шлак и экранирует дугу. После подачи порции исполнительный механизм блокируется на время 0,03-0,06 тпааак и, так как для того, чтобы смесь сработала, требуется время.Выбранный диапазон измерения длил волн А обусловлен тем, что излучение с ди 1705358Можно величину порции пенообразующей смеси изменять прямо пропорционально величине разбаланса опорного и измеренного значения сигнала в пределах 0,001 0,003 Мплавки, так как интенсивность УФ-излучения зависит от степени открытия дуги. Регулируя массу порции, можно при меньшем расходе пенообразующей смеси добиться соответствия высоты шлака и длины дуги,45 50 Также возможно изменение массы порции обратно пропорционально скорости окисления углерода, так как при увеличении скорости окисления углерода для аналогичного эффекта требуется меньшая порция пенообразующей смеси. фнами волн более 4000 А характеризует нетолько светимость открытой дуги, но и светимость металла и шлака, а излучение с А,меньшей 2000 А, поглощается атмосферойпечи. 5Значение периода усреднения измерения, равное 0,005-0,015 выплавки выбрано исходя из того, что при усреднении менее чемза 0,005 т исполнительному устройству может быть выдана ложная команда иэ-за 10флюктуаций дуги, а при усреднении более0,015 т наблюдается инерционность системы, в результате чего дуга часть временигорит открыто,Уровень превышения опорного сигнала 15на 10 О и более выбран исходя из того, чтоменьший уровень превышения приводит кложным срабатываниям из-за флюктуацийизлучения дуги и степени точности датчика,Пределы изменения порции пенообразующей присадки объясняются тем, что примассе порции менее 0,001 Мплавки высотавспененного шлака недостаточна для закрытия дуги, а при массе более 0,003 Мплавкипенообразование очень интенсивно и 25вызывает повышенный сход шлака, дугиоткрываются, Увеличивается расход электроэнергии и огнеупоров, а также снижаетсяпроизводительность.Время блокировки исполнительного механизма 0,03-0 06 выплавки объясняется тем,что при времени блокировки менее 0,03смесь может не успеть сработать и закрытьдуги, исполнительный механизм отдает новую порцию смеси, на которую расходуетсялишняя электроэнергия, что вызывает повышенный сход шлака и оголение дуг. Привремени блокировки более 0,06 г стараяпорция смеси не участвует в пенообразовании, а подача новой блокирована, часть времени дуга горит открыто. Данные сведены в таблице,П р и м е р 1. Технологию испытывали в 100-тонной дуговой печи типа ДСП, снабженной трансформатором мощностью 75 МВТ, В качестве шихты использовали металлический лом, в качестве шлакообразующего - известь. Продувку металла кислородом начинали сразу же после включения дуги. После расплавления большей части шихты электрическая дуга оказывалась в поле зрения Уф-датчика, Датчик измерял уровень облученности стенки печи в диапазоне длин волн 2000-4000 А,усредняя его за период 50 с. что составляет 0,01 выплавки, затем этот сигнал сравнивался блоком сравнения с опорным сигналом, и при превышении опорного значения на 15 подавалась команда исполнительному механизму на подачу извести и кокса (пенообразующая смесь) маСсой 150 кг (0,0015 Мплавки). ПРи Этом исполнительный механизм блокировался на 5 мин (0,06 тплавю), Через несколько минут шлак вспенивался и закрывал дуги, В результате этого увеличивался съем мощности, КПД дуги, увеличивая производительность на 106: расход электроэнер. гии снизился на 15 кВт ч(т, износ огнеупоров на 1-2 мм/плавки.П р и м е р 2, Плавку вели в печи аналогично примеру 1, время усреднения сигнала от УФ-датчика 25 с(0,005 булавки), превышение сигнала над опорным значением, при котором подается порция пенообразующей присадки, равно 10, масса порции присадки 100 кг (0,001 М плавки). время задержки исполнительного механизма 2,5 мин (0.03 тплавки)П р и м е р 3, Плавку вели аналогично примерам 1 и 2, время усреднения от УФ- датчика 75 с (0,015 выплавки), превышение сигнала над опорным значением, при котором дается пенообразующая присадка, равно 10 оь, масса пенообразующей присадки 300 кг (0,003 Мплавки), исполнительный механизм блокировался на 7,35 мин (0,045 плавки). П р и м е р 4. Процесс вели аналогично примерам 1 - 3, массу порции пенообразующей присадки плавно меняли в пределах 100-300 кг (0,001-0,003 Мплавки) прямо пропорционально величине разбаланса опорного и измерительного сигнала.П р и м е р 5, Процесс вели аналогично примерам 1 - 3, массу порции пенообразующей смеси плавно изменяли обратно пропорционально скорости окисления углерода в ванне.Крайние значения порции 100-300 кг.КПД печи Характеристика Длина волны измеряемого излучения дуги Л, А,1500-1900 610 - 620 4,0-6,0 49-57 570-580 2,0-2,5 60-65 2000-4000 610-620 4,0-6,0 49-57 4200-6000 Время усреднения сигналаовыплавки0,002 пл. 580-600 3,0-3,5 50-58 Дуга периодически открывается Дуга закрыта Дуга закрыта Дуга закрыта Дуга периодически открывается 570-580 570-580 570-580 580 в 6 2,0-2,5 2,0 - 2,5 2,0-2,5 3,0-3,5 60-65 60-65 60-65 50-58 0.0050,0100,0150,02 Уровень разбаланса, включающий исполнительный механизм, :5 590 в 6 3,0 - 3,5 55-60 Многочисленные ложные срабатыванияНет ложных срабатыванийНет ложных сра- батываний 570-580 570-580 2,0 - 2,5 2,0 - 2,5 60-65 60-65 10 20 Преимуществом способа по сравнению с прототипом является большая стойкость футеровки и меньший расход электроэнергии за счет более точного дозирования пенообразующей смеси и лучшего экранирова ния электрических дуг.Формула изобретения 1. Способ управления процессом выплавки стали в дуговой печи, включающий формирование шлака на поверхности ванны металла, подачу пенообразующей смеси для экранирования дуги и продувку металла кислородом,отличающийся тем,что, с целью повышения КПД печи, снижения расхода огнеупоров, измеряют интенсивность ультрафиолетового излучения на поверхности водоохлаждаемой панели свода или стены печи в диапазоне длин волн Л =о=2000-4000 А, усредняют измеренное значеИзлучение поглощается атмосферой печи, сигналне обнаруживаетсяСигнал зависитот степени погруженияСигнал постоянной мощности ние за период времени, равный 0,005 0 015 тплавки, сравнивают его с опорным задан.ным по технологии сигналом и при превышении уровня разбаланса более 10 7.5 подают порцию пенообразующей смесимассой 0,001-0,003 Мплавки, а при сохране.нии разбаланса очередную порцию пенообразующей смеси подают через 0,03-0,6 Тплавки10 2, Способ по и. 1,о т л и ч а ю щ и й с ятем, что массу порции пенообразующей смеси изменяют прямо пропорционально величине разбаланса в пределах 0,001-0.003 М плавки15 З,Способпоп.1,отличающийсятем, что массу порции пенообразующей смеси изменяют в обратной зависимости от скорости окисления углерода,Износ огнеупо- Расход электроов, мм/плавка энергии, кВт ч/м1705358 Продолжение таблицы Масса порции, кгМплввкв0,0005 Мплавкн 49-57 4,0-6,0 605-615 Малое пенообразование, дуга открытаХорошее пенообраэованиеТо же Сое шлаообразование, дуга периодически открывается, перерасход энергии 0,001 2,0-2,5 570-580 0,002 0,003 0,005 60-65 60-65 52-60 2,0-2,5 2,0-2,5 3,0-3,5 570-580 570-580 590-610 Промежуток времени, через который подают очередную порцию, с:0,01 Ложные срабатывания, лишние порцииДуга закрыта Дуга закрыта Дуга закрыта Инертность системы, дуга периодически откры- вается 55-60 580-600 3,0-3,5 0,03 0,05 0,06 0,08 60-65 60-65 60-65 55-60 2,0-2,5 2,0 - 2,5 2,0-2 5 3,0-3,5 570-580 570-580 570-580 580-600 Составитель А,Абросимов Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор М,МаксимишинецПроизводственно-издательскиЯ комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 171 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5