Способ управления положением фурмы в ковше

(56) Г. ВеличСилицкий нскии скии и 5(088.8 Кога Гомоге увке ар Пзвест 6-50.)н А.Енизация сгоном. - Чия ВУЗов,ная м 1986,шения ры стал мально гают и газом ого г уцность способа ется в слетановлено, чтоинтенсивность ружении фурмы носнтельно оси тся и при опреурмы интенсив" ет. максимальны ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ 1 ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ 6654 72/025.01.895.01.91, Бнепропетрститут.И. БаптизГ. Корино69.18.046адуков В.ГН.А. и дре при продталлургияР 10, с. 4 Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к обработке стаи в ковше нейтральными газами.Цепль изобретения - сокращение вре мени продувки и расхода аргона.На,фиг. 1 и 2 приведены установленные на "холодных" моделях зависимости интенсивности вибраци ковша от положещ.я фурмы.При продувке стали в ковше нейтральным газом с помощью погружной фурмы важными параметрами обработки являются глубина погружения и радиус расположения фурмы. При определенных глубине погружения и радиусе расположения фурмы достигается максимальная интенсивность перемешивания ме.алла в ковше (.три постоянном расходе аза). При этом обеспечивается(57) Изобретение отметаллурпы. Цельюяется с к носится к черной изобретения явл о ращение времени продувки и расхода аргона. Область применения - обработка стали в ковше нейтральными газами. Существо изобретения заключается в том, что при изменении положения фурмы контролируют вибрацию ковша на частоте 100-400 Гц а оптимальные глубину погружения и радиус расположения фурмы определяют но максимальной интенсивности виб - рации на указанной частоте. 1 табл., 2 ило ьная длительность полного сметали в ковше с целью усреднехимического состава и температуи. Таким образом, при оптиположении фурмы в ковше дос-.я повышение производительносновки для продувки нейтральнымминимальные расходы нейтральза. дующем.Экспериментально ус на частотах 100-400 Гц вибрации ковша при пог или при ее смецешш от ковша к стенке изменяе деленных положениях ф ность вибрации принимазначения Установлено, что при. данном положении фурмы интенсивность перемешивания металла в ковше и скорость потоков максимальна, а продолжительность полного перемешивания минимапьна.В экспериментах текущее значение интенсивности вибрации ковша 1 сравнивали со значением интенсивности вибрации при расположении фурмы у поверхности металла в ковше 1(1 ./1 ). Параллельно оценивали интенсивностьл перемешивания через показатель ров/1л л В отношенииров /г величина ,р- 15 время полного смешения при расположении фурмы у поверхности металла в ковше, а , - время полного смешения при погружении ф, мы.20Длительность полного смешения водяной ванны определяли с помощью используемого в качестве источника переменного тока мостика Уитсона и двух платиновых электродов, установленных 25 в двух местах ковша. В модель ковша с водой влили 5 смз насыщенного водного раствора хлористого калия и зарегистрировали с помощью прибора зависимость от времени электрической 30 проводимости состава ванны между электродами. При этом измеряли время в течение которого величина электрической проводимости стабилизируется и достигнет постоянного значения. Эта величина является параметром для оценки интенсивности перемешивания ванны, с помощью которой оценивали влияние положения фурмь. в ковше. Из фиг. 1 видно, что кривая изменения 40 показателя интенсивности перемешивания полностью повторяет (симбатка) вид кривой изменения интенсивности вибрации ковша. На участке 1 (фиг.1) при погружении фурмы показатель интенсивности перемешивания увеличивается. Одновременно растет интенсивность вибрации. На огределенной глубине оба параметра достигают максимальных значений. Далее на участке 2 величина показателя интенсивности перемешивания уменьшается и соответственно уменьшается интенсивность вибрации. Снижение показателей интенсивности перемешивания и интенсив ности вибрации ковша на участке 2 объясняется тем, что при чрезмерном эаглублении погрушной фурмы газовая струя начинает взаимодействовать с днищем ковша и часть энергии струи расходуется на это взаимодействие, Тогда меньшая часть энергии струи расходуется на циркуляционное перемешивание. По мере приближения к днищу все меньшая часть энергии струи расходуется .на циркуляционное перемешивание и большая на взаимодействие с дницем и отсюда показатель интенсивности перемешнвания уменьшается и соответственно уменьшается интенсивность вибрации ковша.Приведенная на фиг. 1 зависимость установлена для вибрации ковша на частоте 100-400 Гц. На частотах меньше 100 Гц и больше 400 Гц не наблюдали симбатного расположения кривых изменения показателей интенсивности перемешивапия и интенсивности вибрации ковша. Поэтому интенсивность вибрации ковша на частотах меньше 100 Гц и больше 400 Гц не может быть принята для оценки оптимального погружения фурмы в металл ковша.1На "холодной" модели проведены эксперименты для определения оптимального положения Фурмы относительно оси ковша. При этом при различной глубине погрухения фурмы изменяли положения фурмы относительно оси ковша. На фиг, 2 приведено изменение интенсивности вибрации ковша при погружении на глубину Ь, равную 1/2 высоты жидкости в ковше Н по мере удаления от оси ковша к стенке. Текуцее значение величины вибрации 1. сравнивали со значением интенсивности вибрации при расположении фурмы по оси ковша 1 Параллельно об интенсивности перемешивания судили по показателю О/ т где , - время полного смешения при расположении фурмы по оси ковша, а л, - значение времени полного перемешивания при удалении фурмы от оси ковша. На фиг. 2 показан вид кривой изменения показателя интенсивности перемешивания (кривые симбатны). При удалении фурмы от оси ковша (фиг. 2, участок 3), увелиЧивается показатель л л, /-. и соответственно увеличивается интенсивность вибрации. При некотором удалении фурмы от,оси интенсивность вибрации максимальна и величина показателя интенсивности перемешивания также максимальна. При дальнейшем удалении Фурмы от оси (фиг. 2, участок 4). Газовая струя взаимодействует со стенкой ковша. Поэтому меньшая1620491 го смешения минимальна при смещенииФурмы от оси на 0,6 при радиусе ковша (ковш 3), Этим значениям соответствуют максимальные значения интенсивности вибрации ковша. Дця определения оптимального положения Фурмы потребовалось восемь опытов.В опыте 9 непрерывно изменяли положение Фурмы и непрерывно Фиксировалиинтенсивность вибрации, Максимальныезначения интенсивности вибрации установлены при параметрах: Ь/Н .=0,84 иг = 0,68 К. Для определения оптчмального положения фурми по предлагаемомуспособу потребовался только один опытвместо восьми по прототипу. Крометого, оптимальное положение Фурмы по:,предлагаемому способу определяетсяболее точно.Таким образом, использование способа позволяет в 5-8 раз быстрее в сравнении с прототипом определить оптимальные глубину погружения и радиус расположения Фурмы. Кроме того, повышается точность определения и появляется возможность автоматического управления положением погружной фурмы при продувке нейтральным газом.Установка Фурмы в оптимальном положении позволяет достигнуть полного часть энергии струи расходуется на перемешивание и показатель интенсив, л Л ности перемешивашг , /т уменьшается. По мере приближения к стенке5 и усиления взаимодействия газовой струи со стенкой оба показателя уменьшаются. Полученные данные доказывают, что величина максимальной интенсивности вибрации ковша может быть выб рана в качестве определяющей величины при оценке оптимального положения Фурмы относительно оси ковша.Экспериментальная проверка способа была проведена также при продувке стали в 1-тонном ковше. При изменении положения Фурмы по глубине ковша и относительно оси ковша регистрирующие интенсивность вибрации приборы Фиксировали максимальные значения ин- О тенсивности вибрации. Максимальному значению интенсивности вибрации соответствовала максимальная интенсивность перемешивания и минимальная длительность полного смешения. Ука занные зависимости при продувке металла в ковше Фиксировали только на частотах 100-400 Гц.Таким образом, контролируя вибрацию ковша на частоте 100-400 Гц и изменяя положение Фурмы при продувке нейтральным газом, по максимальной интенсивности вибрации можно определить оптимальную глубину погружения и радиус расположения Фурмы, при которых интенсивность перемешивания максимальна.Проверка реализации способа определения положения погружной Фурмы в ковше проведена при продувке стали в 1-тонном ковше. Сталь выплавляли в конвертере, выпускали в ковш, отбирали пробуи подавали на стенд под продувку. Продувку осуществляли при при помощи погружной фурмы с расходом аргона 0,08 м /мин. в течение 6 минРезультаты опробования приведены в таблице. Ковши 1-8 продували на стенде, дис кретно изменяя в каждом случае положение погружной фурмы. В опытах 1-5 фурму располагали по оси и изменяли глубину погружения. В опытах 6-8 при постоянной глубине 0,8 от высоты металла в ковше смещали фурму относительно оси ковша. Перед продувкой в ковшах 1-8 по прототипу осуществляли присадку меди. Медь служила индикатором и по ее распределени суднлит о полноте переиешнвания металла в ковше, Пробы на содержание меди отбирали через каждые 30 с продувки О достижении полного смешения судили, если относительная доля индикатора в разных локальных объемах ковша различалась менее, чем на 57,.Параллельно в опытах на ковшах 1-8 фиксировали с помощью вибродатчиков интенсивность вибрации на частоте 200 Гц.В опыте 9 изменяли положение фурмы в объеме ковша непрерывно: сначала по глубине до достижения максимальной интенсивности вибрации, затем нри данной глубине по радиусу ковша до достижения максимальной интенсивности вибрацп. По предлагаемому способу определили оптимальные глубину и радиус расположения фурмы.Опыты, проведенные по прототипупоказали, что при дискретном изменении положения Фурмы по глубине ковша длительность полного смешения минмальна при глубине погружения 0,8 от высоты металла в ковше 4, а при отклонении фурмы от оси ковша длительность полно