Способ регулирования кислородноконверторного процесса

Союз Советских Социалистических Республик(51)м. кл. с присоединением заявки Йо С 21 С 5/30 Государствениый комитет СССР ио дедам изобретений и открытий(53) УДК 669. 184. . 244. 66 (088. 8) Дата опубликования описания 30,03,81 Ю.Л.Гребенчук, Б,С,Богушевский, С.К.Соболеви А,А.Сенаторов17,.,с ФКиевский институт автоматики им. ХХЧ съезда КТЙ:С- -(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИН КИСЛОРОДНОКОНВЕРТОРНОГО ПРОЦЕССА,металлургии и может быть использованодля контроля и регулирования кислородно-конверторного процесса.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ контроля и регулированияконверторного сталеплавильного процесса, являющийся реализацией балансово-статистических методов.Этот способ основан на том, что походу продувки производится непрерыв"ная регистрация выходных параметровпроцесса (излучение, прозрачность,температура, появление и исчезновение спектральных линий пламени конвертора, состав и расход конверторных газов) и расхода дутья, на основании которых, а также с учетом веса и состава чугуна и присадок исведений о предыдущих плавках рассчитывают время плавки по каждомуиз параметров и останавливают продувку по средневзвешенному значению (.13,Недостатком иэвестнОго способа,кроме низкой точности, свойственнойвсем балансово-статистическим методам является также трудность наблюдения линий и полос в спектре излучения отходящих по ходу продувкиконверторных газов иэ-за сильногосплошного фона, приближающего излучение факела к излучению абсолютночерного тела.Цель изобретения - повышение точности контроля и производительностиконвертораПоставленная цель достигаетсятем, что в способе, основанном наконтроле входных и выходных параметров, включая спектр излучения, покоторым Определяют длительность про дувки, необходимую для получениязаданного содержания углерода с использованием балансовых и балансово. -статистических методов, контролируютспектр излучения газов, выходящих 20 из горловины конвертора после прекращения продувки, и при полученииспектра, характерного для содержанийуглерода превышающих заданное, производят додувку, длительность которойрассчитывают от минимального содержания углерода, соответствующего данному виду спектра.С целью более точного контроляспектр излучения газов, выходящих ЗО иэ горловины конвертора контролируютнепосредственно после прекращения подачи кислорода в металл.После прекращения продувкИ, как известно, процесс обезуглероживания некоторое время продолжается эа счет кислорода шлака и из горловины конвертора выделяется газ,содержание пыли в котором на 1,5-2 порядка ниже, чем во время продувки, уменьшение содержания пыли в факеле, наблюдающемся при отсутствии кислородной струи, и, следовательно, высокотемпературной реакционной зоны происходит изза того, что как испарение металла, так и механический вынос частиц пыли в этих условиях незначительны по сравнению с условиями, существующими во время продувки, поэтому спектр пламени, выцеляющегося из горловины после прекращения продувки, имеет более четкий линейчатый спектр, вид которого связан с содержанием углерода в металле. Решение поставленной задачи основано на использовании полученных закономерностей. При таком решении контролируют спектр, имеющий более слабый сплошной фон, на котором точнее и надежнее регистрируются линии и полосы, так как увеличивается отношение полезный сигнал (интенсивность линий и полос) - шум (интенсивность сплошного фона). Так как вид линейчатого спектра связан с содержанием углерода, то при таком решении увеличивается точность контроля процесса обезуглероживания. Ввиду того, что точность расчета времени продувки балансово- статистическими методами недостаточна, после ее окончания делают отбор пробы и ее химанализ.Предлагаемый способ позволяет исключить из цикла плавки время на отбор и анализ пробы в основном для средне- и низкоуглеродистых марок сталей.Так как кислород, запасенный ванной быстро расходуется, количество и температура газов, исходящих иэ горловины после прекращения проду ки падают,.спектр слабеет, контроль спектра необходимо осуществлять непосредственно после прекращения подачи кислорода в металл.В соответствие с предлагаемым спдсобом плавку ведут следующим обрауом: измеряют входные и выходные параметры процесса, иа основании которых при помощи балансово-статистических методов вычисляют скорость обезуглероживания, например, по следующей формуле: где (Ср Ср; ) - разность междуфактическим и расчетным содержаниемдля 1-1 плавки. При достижении за данного содержания углерода, найденного расчетным путем по формулам(1) и (2), продувку прекращают и контролируют спектр излучения газов,выходящих иэ горловины после прекра щения продувки и при получении спектра, характерного для содержаний угле- в- рода, превышающих заданное, проиэвбдят додувку беэ отбора пробы. Приэтом из цикла продувки исключается р время, необходимое на отбор пробыи ее анализ, что способствует повышению производительности конвертора.Продолжительность додувки для простоты определяют, например по балансукислорода, подсчитываемого от минимапьного содержания углерода, характерного для данного вида спектра.Так, для ЕМЗ, если в спектре излучения газов выходящих иэ горловиныпосле прекращения продувки присут 40 ствуют синие линии, то количествокислорода на додувку рассчитываютот содержания углерода 0,25 гЧд450-1800 С 3., при Сз0,1 (3)Я 630-3600 СЗ, при С 3 4 0,1 чс =мср+ срч г+" тЧф (з .р+фак+сФюдф л где Ч - скорость обезуглероживания, /мин; СО,СО - содержание окиси и двуокиси углерода в отходящихгазах соответственно, ;О,бд - масса чугуна и лома соответственно, т;Чг - расход отходящих газов,з3Ч - расход дутья, м /мин;сср -температура отходящих газов,С;ьс - нагревание воды, охлаждаю щей кислородную фурму,Р С;Н - расстояние от сопла фурмыдо уровня спокойной ванны;мМ 1 - статистические коэффициенты, определяемые кон.струкцией конвертора ифурмы, садкой конвертора,интенсивностью продувки,технологическим режимом.для УсловиЯ ЕМ 3 0=0,00123 т/м, О= р =0,000267 /м мин;ОС 3 - - -0,0000138 /ОС мин04=-0,00239 / С мин;ЮС=-0,049 /м мин,Составляя уравнение материальногобаланса для углерода, находят его значение для каждого момента временивводя статистическую поправку;тС р 1 -"Су Чс ВС+ ЬСо где Ср, - расчетное содержание угле 30: рода для -той плавки;ЬС - статистическая поправка красчету, учитывающая опытпредыдущих плавок С-"М 5, ЙЯ 41(Сц 1 Ср.11(Ср 1-с р 1)6где Ч врасход кислорода на додувку, нмз.С- заданное содержание углерода.После проведения додувкн операциюпо контролю спектра повторяют. Приотсутствии синих линий в укаэаннойвыше области производят повалку кон-вертора и отбирают пробу для анализа,На чертеже представлена блоксхема устройства для реализации предлагаемого способа.Устройство содержит вычислительноуправляющий блок 1, измеритель 2температуры охлаждающей фурму воды,измеритель 3 расстояния от соплафуроры до уровня спокойной ванны,измеритель 4 расхода дутья, блок 5,ввода начальных условий, измеритель 6содержания СО и С 02 в отходящихгазах,измеритель 7 расхода отходящих газов, измеритель 8 температурыотходящих газов, анализатор 9 спектра,датчик 10 расхода дутья, газоотборное устройство 11, регулирующийклапан 12, датчик 13 расхода отходя- .щих газов, датчик 14 расстояния отсоила фурмы до уровня спокойнойванны, исполнительный механизм 15,датчик 16 температуры отходящих газов, фурму 17, датчик 18 температурыохлаждающей фурму воды, гаэоход 19,спектральный прибор 20,конвертор 21.Перед продувкой .в блоке 5 устанавливают значения массы чугуна и ломана плавку и заданное содержание углерода. В процессе продувки измеряют.расход отходящих газов датчиком 13и измерителем 7, содержание СО и СОотборным устройством 11 и измерите.лем 6, расход дутья датчиком 10 иизмерителем 4, расстояние от соплафурмы до уровня спокойной ванны,датчиком 14 и измерителем 8, температуру охлаждающей фурму воды датчиком18 и измерителем 2. По результатамизмерений по формулам (1) и (2) ввычислительно-управляющем блоке 1вычисляют содержание углерода. Придостижении заданного расчетногосодержания углерода прекращают продувку, подавая сигнал на закрытиеклапана 12 и поднятие фурмы исполнительным механизмом 15. Одновременноподают сигнал на контроль спектраизлучения прибором 20 и анализатором снектра 9. Сигнал обрабатывают в блоке 1 и при наличии хаРактеРных спектральных линий производят додувку без взятия пробы. Продолжительность додувки определяют в блоке по формуле (3). После проведения додувки операции по контролю спектра повторяют и в случае отсутствия характерных линий производят повалку конвертора, отбирают пробу на анализ, Результаты анализа вводят в блок 1, после чего рассчитывают поправку к расчету на следующую плавку.Испытание макета, реализующегопредлагаемый способ на ЕМЭ, показывает, что использование предлагаемого способа контроля и регулирования кислородно-конверторного процесса позволяет сократить количество промежуточных повалок преимущественно для низко- и среднеуглеродистых марок .сталей; что позволяет увеличить производительностьконвертора.Формула изобретения1, Способ регулирования кислородно-конверторного процесса, основанный на контроле входных и выходных)по которым определяют длительностьпродувки, необходимую для получеЗф ния заданного содержания углеродас использованием балансовой модели,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышенияточности контроляи производительности конвертора,контролируют спектр излучения газов,выходящих из горловины конверторапосле прекращения продувки, и приполучении спектра, характерного длясодержаний углерода превышающих эа 49.данное, производят додувку, длительность которой рассчитывают от минимального содержания углерода,соответствующего данному виду спектра.2, Способ по п.1, о т л и ч .а ю -щ и й с я тем, что, с целью болееточного контроля, спектр излучениягазов, выходящих из горловины конвертора контролируют непосредственнопосле прекращения подачи кислородаВ в металлИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 125264, кл, С 21 С 5/30, 1958.имо орректор М. Кост едак Эаказ 1234/33 писно ща т иштвтМФ юю тШ ШЕал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 ВНИИПИ по д 13035, Мооселамкв Тираж б 18 Подарственного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Рауюская наб д, 4/5.