Способ управления кислородным конвертером

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 964 А 1 1)5 С 21 С 5/3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИЯМ ТЕ К АВ тики им. Х.Л,Л игоцкий, цкий и Ю.С,Као СССР968,Я КИСЛ чернои метал ию конвертер СН углероачение содержания аницы марки стали асти черравлению т быть ис- авильнызаданно для нижнеобретения являетс тельности конверт повыш углероЕ в портфеле дистые мар ие углерод ивается равкоуглерсодержаустанав АНИЕ ИЗОБ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Киевский институт автосъезда КПСС(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИНЫМ КОНВЕРТЕРОМ(57) Изобре;ение относитсялургии, а именно к управле Изобретение относится к об ой металлургии, а именно: к уп онвертерным процессом и може ользован для управления сталеп и цехами.Целью иэ я ие производи П р и м е р. Определение заданного содержания углерода производится в зависимости от портфеля заказов и распределения вероятностей ошибок расчетов, Если имеется заказ на высокоуглеродистую марку стали и в портфеле заказов отсутствуют низкоуглеродистые марки стали или не готов состав с изложницами для последних, то заданное содержание углерода рассчитывается по Формуле: Сз = Сзн+ 2 д,де Сэ - заданное содержание углерода. ф 4ным процессом, и может быть использовано для управления сталеплавильными цехами. В основу способа положено определение заданного значения содержания углерода на повалке конвертера в зависимости от марок стали в портфеле заказов, а также определение заданного диапазона температуры металла на повалке конвертера с учетом тепловых потерь металла во время ожидания сталевоэного ковша, при сливе металла в ковш, вс время транспортировки ковша с металлом к установкам внепечной обработки и разливки металЛа и ожидания их готовности. 1 з.п. Ф-лы, 1 ил,д - стандартное отклонение в определении содержания углерода,0.В этом случае содержание углерода на повалке Сп, , окажется выше значения, соответствующего нижней границе марки, и при выполнении условия СзнСпСзв производится выпуск плавки; а при выполнении условия Сп СЗВ - корректировочная продувка. Здесь СЗВ - заданное содержаниеода на верхней границе марки стали,заказов имеются ниэи стали, то заданное не корректируется и ым среднемарочюму; н + СЗВ2 Стандартное отклонение по углероду опре. ются для ста контрольных плавок по формуле1766964 Чсоэффициенть ское отклоне% ность по угле 5 где 1 П произв да и те О, ют объподать количе ДЧц (1-1) (9)=1 где ДС - среднее арифметиче ние по углероду для ста плавоДСС) - абсолютная погреш роду для 1-й плавки, %,Велйчины ДСс 1 и ДСС рассчитываются соответственйо по формулам:Т , )1:.+3.К : ,.йДСс 1 = Сс - Сп(4) где Сс - содержание углерода в стали д я)-й плавки по хим, анализу, %,.Содержание углерода в стали оп ределяется в соответствии с формулой:С=а 1 С 1+ аг Сг (6где С - содержание углерода в ванне жидкого металла, %;,С 1, Сг - содержание углерода, определяемое соответственно по материальномубалансу и скорости обезуглероживания.%,а 1, аг - степени учета содержания углерода; определяемого по материальному балансу и скорости обезуглероживания,Здесь: 4ч Сг= " .(8) и достижении разности С-.Сзв = 0,3% одят измерение содержания углеромпературы зондом. Затем определяем кислорода который необходимо в ванну для достижения заданного тва углерода Чц = 1(Сж) - 1(СЗ) - 0,5где т(Сж), т(Сз) - функции прищих аргументах, равные 506 с С0 т(С) = (3,4+16 С) ОсС (Сж Сз) Сж - содержание углерод вмомент взятия пробы, %,ДЧф) - погрешность в определенииобъема кислорода при нормальных условиях на предыдущей плавке, м;Сс - масса садки конвертера, т;и температуру металла при продувке,30:1 = Сж+ 0,0005 Чц Ос - 0,5 ДЩ) (11) де тж - температура металла в момент взяия пробы, С;Дт(ь 1) - погрешность в определении коечной температуры в предыдущей плавке,С 1- л " " " " ЧбГ (7)Ол + Оч + 1 Ор + К 1 ТФ1 ,: . (где Сл, Сч - содержание углерода соответственнов ломе и чугуне, %,Сл, (эч, Ор, Ои масса на плавку соответственно лома, чугуна, руды и известняка, т;а 1 - коэффициент, характеризующий содержание двуокиси углерода в известняке истепень разложения последнего, %; -Ь - коэффициент, характеризующийстепень усвоения руды и содержание в нейкислорода;11 - коэффициент, характеризующийсреднюю скорость угара компонентов садки, т/мин;Чс - скорость обезуглероживания металла, % мин;г - продолжительность продувки, мин,Содержание углерода по скорости еговыгоранияПри необходймости охлажпроизводят расчет охлаждающ40 лов5,85 (тз - тж ) дения плавк их материа+ 2,81 Чц - 0,5 Даик(ь 1) 45 ДНц =-0;066 Дбию где Дбм - корректирующая масса известняка на охлаждение при додувке, т;Дбиц) - ПОГрЕШНОСтЬ ОПрЕдЕЛЕНИя корректирующей массы известняка на охлаждение при додувке предь 1 дущей плавки, т;ДНц - изменение расстояния от торца фурмы до уровня спокойного металла при додувке, эквивалентное по охлаждению добавке известняка,м,Производят проверку попадания значения температуры в заданные пределы, которые определяют по формуле:тзн(зВ) = 1 р + аппппах) (14) где 1 зн, язв - соответственно значения нижней и верхней границы заданного диапазона температур, С;1 Р - значение температуры при разливке металла, С;ЬЬп,/ЬЬпах - соответственно минимальное и максимальное понижение температуры металла до разливки из-за теплопотерь; связанных со состоянием футеровки сталевозного ковша, моментом подачи его к конвертеру, состоянием летки конвертера, готовности .установок внепечной обработки и разливки к работе, С.Потери теплоты в окружающую среду через стенки агрегата (конвертер, сталеразливочный ковш) рассчитывают по формуле:СЬС = 60 а (ь - ь) Ян(1 5) где Оос - потери теплоты в окружающую среду через стенки агрегата, Дж;а= 9,78+ 0,07 (1 н-атос) - коэффициент теплоотдачи от стенки в окружающую среду с учетом излучения и конвекции, Вт/(м С);ь - средневзвешенная температура наружной повеохности кожуха агрегата по ходу кампании его футеровки, С; Той - температура окружающей среды, Ян - площадь наружной поверхности агрегата, м;х - продолжительность рассматриваемого промежутка времени, мин,Закон изменения Ь по ходу кампании футеровки получают аппроксимацией эКспериментальных данных согласно выражению1=В(1 - ЕХР( - (-( (16) где (7, Р, д - эмпирические коэффициенты, равные соответственно 315 С, 2,9 и 9,4 для конвертера и 200 С, 4,02 и 13,3 для ковша,М,М,т, - текущий и последний номер плавки по кампании,футеровки агрегата,Количество теплоты, теряемой в окружающую среду излучением через горловину агрегата в течение рассматриваемого промежутка времени, определяем по формуле: Ог = 4,4610ХуфОг Хм где С 1 т - потери теплоты излучением через горловину агрегата, Дж;Х - .интегральная полусферическая степень черноты излучения материала в поло сти агрегата и равная 0,75 для огнеупорногокирпича и 0,73 для шлакового покрова поверхности металла;Ъу = -;- - коэффициент почернения поло сти агрегата;2 - эффективная интегральная полусферическая степень черноты излучения полости агрегата;ф - коэффициент диафрагмирования 15 стенками горловины определяемой по ее относительным размерам;О( - диаметр горловины агрегата, м; Кг - коэффициент, характеризующийтемп остывания порожней полости вследст вие деаккумуляции теплоты активным слоемфутеровки или металла в полости агрегата и определяемый экспериментальным данным падения температурЫ во времени (с . К );Тм - температура металла в агрегате в 25 начале рассматриваемого промежутка времени, К.Тепловой поток вследствие излученияструи металла прйего сливе из конвертера в ковш определяем по формуле:30Тм. 4(Тос+273 4110035где центр - тепловой поток, Вт;Сн - коэффициент излучения абсолютно-черного тела, равный 5,62 Вт/(мК );40 Х - интегральная полусферическая степень черноты излучения металла, равная0,28;Ястр. - площадь поверхности излученияструи металла, завйсящая от состояния (раз мера) летки конвертера, м,Учитывая, чтоЯстр = а2 1. Гстр - продолжительность слива металла55 из конвертера в ковш, мин,Ястр,н - площадь поверхности излученияструи металла в началекампании, м;ь - продолжительность слива металлаиз конвертера в ковш в начале кампании,мин,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 и Тм(тос+ 274), что позволяет пренеб 4 аречь абсолютной температурой окружающей среды, получаем формулу потерь теплоты излучением струи металла при его сливе из конвертера в ковш Остр, Дж,О =60 С. Х а( 00) р (20)Тм 4 1 Г Влияние тепловых потерь на изменение температуры металла в агрегате определяют по формуле Д . ) 103 У( О (ТЦОос, Ог, Остр) (21) где Х = 0,9 - коэффициент, учитывающий угар металла;См = 880 - средняя удельная теплоемкость жидкого металла при средней температуре, Дж/(кг оС),В случае, если продолжительность какой-либо операции неизвестна, то подставляя минимально возможное и максимально возможное время определяют диапазон возможных значений величин понижения температуры металла до разливки из-за теплопотерь, связанных с состоянием футеровки сталевозного ковша, моментом подачи его к конвертеру, состоянием летки конвертера, готовности установок внепечной обработки и разливки к работе. Проверяют попадание значения температуры в заданный диапазон и в случае попадания температурный режим не корректируют, а при выходе за пределы диапазона, корректировку производят до значения ближайшей границы.П р и м е р. В 130-тонном конвертере необходимо выплавить металл для производства стали марки 35 ГС с содержанием углерода на повадке 0,280 . Стандартное отклонение контроля содержания углерода на массиве плавок составляет 0,0630 . В портфеле заказов отсутствуют марки стали с более низким содержанием углерода. Сталь будет слита в ковш, в который после перефутеровки слито 15 плавок, продолжительность слива 5 минут, ковш находится под конвертером, установка внепечной обработки металла занята, минимальное время ожидания составляет 5 мин, максимальное - 30 мин, разливочная площадка готова к работе. Определяем заданное содержание углерода по формуле (1) СЗ = 0,28+ 0,126 = = 0,41 %. Определяем содержанием углерода, при котором необходимо произвести измерение параметров ванны зондом: Сф = 0,37+ 0,3 = 0,67%. Контролируют содержание углерода по формуле (6) и при достижении значения, равного 0,67% производят измерение параметров ванны, которые соответственно равны: Сж =0,60 , сж 1590 С.Определяем объем кислорода, который необходимо подать в ванну для достижения заданного содержания углерода Чц = (3,4+ 16 0,60) 130-(3,4+ 160,41) 130-0,5 70 = 360 нм ( Ж/д(И) = 70 нмз.Определяем температуру металла при додувке по формуле (11) а = 1590 + 0,0005 360 130 - 0,5(-20) = 1624 С(й(3-1) =-20 С),Согласно технологической инструкции температура стали на разливке должна составить 1570 С, Понижение температуры при сливе металла в ковш, определенное по формулам (17), (20) составило 7,6 С. Минимальные потери теплоты через стенки и горловину ковша, определенные по формулам (14)-(16) эквивалентны 5 оС, максимальные - 30 С. Минимальные сумарные потери теплоты эквивалентны 13 С, максимальные - 38 С,Таким образом, конечная температура будет в диапазоне 1586-1611 С. Расчитываем количество охлаждающих материалов Дйию-(1570 - 1586) = 0,72 т.5,85130 Испытание макета, реализующего техническое решение согласно изобретению показало, что использование способа контроля момента прекращения продувки кислородного конвертера позволяет повысить производительность конвертера за счетувеличения количества плавок, попадающих в заданные пределы с первой повалки на 10%, что приводит к снижению себестоимости стали и повышает ее качество.Формула изобретения 1. Способ управления кислородным конвертером, включающий определение содержания углерода и температуры металла, изменение расхода кислорода, положения фурмы, присадку сыпучих материалов, о тличающийся тем,что,сцельюповышения производительности конвертера, измеряют содержание углерода и температуру металла на повалке конвертера, определяют тепловые потери футеровки сталевозного ковша, тепловые потери металла во время ожидания сталевозного ковша, при сливе металла в ковш, во время транспортировки ковша с металлом к установкам внепечной обработки и разливки, ожидания их готовности, определяют стандартное отклонение содержание углерода на повалке заданногоаказ 3522 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 на массиве плавок, рассчитывают заданное значение содержания углерода на повалке как сумму значений нижней границы заказанной марки стали и удвоенного стандартного отклонения в случае отсутствия в портфеле заказов марок стали с более низким содержанием углерода или как средне- марочное значение в случае наличия в портфеле заказов марок стали с более низким содержанием углерода, корректируют диапазон заданного значения температуры металла на повалке конвертера в зависимости от величины теплопотерь, причем в случае неточного определения величины теплопотерь данный диапазон расширяют путем учета минимально и максимально возможных значений величины теплопотерь, по достижении содержания углерода заданного значения и температуры металла заданного диапазона прекращают продувку, причем, если на повалке конвертера содержание углерода в металле меньше 5 нижней границы заданной марки стали, тоиз конвертера выпускают металл, соответствующий марке стали, то из конвертера выпускают металл, соответствующий марке стали из портфеля заказов с более низким 10 содержанием углерода, а если содержаниеуглерода в металле больше верхней границы, то осуществляют корректирующие операции по доводке содержания углерода в металле до значений, соответствующих за данной марке,2. Способ по п.1, отл ича ю щи йсятем, что содержание углерода и температуры металла определяют зондовым методом,