Способ управления процессом вакуумирования стали

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик АВТОРС СВИДЕТЕЛЬСТВ(22)Заявлено 22,05.80 с прнсоелнненнем заявки 1)М 21 С 7/10 станина квинтет ССР уА ПриоритетОпубликовано 23.01,82. бюллетень МДата опубликования описания 25. О 1. до делан наебретенн и открытий/ 72) Авторы изобретения о Знамени инстйтуМ Московский ордена Трудового Красстали и сплавов 71) Заявитель(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВАКУУМИРОВАНИЯСТАЛИ Изобретение относится к области внепечной обработки стали и может быть .использовано для проведения пр цесса вакуумирования стали в ковше. Известен способ вакуумирования стали по изменению давления в пространстве изложницы, относящийся к вакуумированию неспокойной стали в изложнице по составу газов, удаляемых из металла, При вакуумировании стали изменяется скорость давления от 50 до. 120 мм рт.ст,/мин до значения давления 80-120 мм рт.ст., затем скорость изменения давления составляет 10-40 мм рт. ст./мин, откачка отходящих газов заканчивается при соотношении СО и Н1:2. Окончательная область изменения давления должна составлять от 3 до 80 мм рт.ст. Изменение скоростей давления в рабочем пространстве изложницы производят по соотношени СО Н сначала 6:1, затем 1:2 С 1 Э,Однако в указанИом способе вакуумирования стали необходимо в процессМвакуумирования непрерывно контролировать химический состав отходящих газов СО и Н, а это можно осуществитьтолько используя масс-спектрометрсо счетно-решающим устройством и облегающей шкалой. Эксплуатация указанной аппаратуры в условиях сталепла- Овильного цеха сопряжена со значитель"ными трудностями (запыленность, повыщенная температура, вибрация и т.п.),для размещения аппаратуры требуютсябольшие производственные площади ивысококвалифицированный обслуживающий персоналКроме того, скорость изменениядавленив в рабочем пространстве изложницы, как показатель интенсивности дегазации металла, весьма относительна. Как известно, расход отходящих газов через вакуумопровод зависит от разности давлений между рабочим пространством изложницы и вхо 899663110 дом вакуумных насосов, поделенной на гидравлическое сопротивление вакуум- провода, то естьРи - Рх (1) где Р - давление в рабочем пространстве изложницы;Рр - давление на входе вакуумных насосов;Кап - гидравлическое сопротивление вакуумпровода.Но гидравлическое сопротивление вакуумпровода зависит, как известно, от его длины, площади поперечного сечения и количества изгибов, Скорость изменения давления в функции от расхода отходящих газов после дифференцирования уравнения (1) равна дРи(2)дс В" дКак видно из уравнения (2), скорость изменения давления через скорость изменения расхода отходящих газов пропорциональна величине гидравлического сопротивления вакуумпровода, и, соответственно, функциональная связь между скоростью изменения давления и скоростью расхода отходящих газов для каждой конкретной вакуумной установке различна.Отсюда следует, что использование способа вакуумирования стали по изменению давления весьма затруднено, так как для каждой конкретной установки необходимо опрделять свои оптимальные скорости изменения давления в вакуумной камере при вакуумировании стали. Наиболее близким к изобретениюявляется способ управления процессомвакуумирования стали, при которомсуммируются компоненты отходящих газов при вакуумировании, и по значению максимума определяют требуемыйрасход инертного газа 2)Однако при использовании данногоспособа управления необходимо использовать масс-спектрометр со счетно-решающим устройством, что в условиях сталеплавильного цеха весьмазатруднено (вибрация, высокая температура, запыленность и т,п.). Крометого, по максимуму расхода отходящихгазов определяется только требуемыйрасход инертного газа,Цель изобретения - сокращение времени вакуумирования металла в ковше,снижение энергопотребления вакуумно 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 го насоса и ликвидация аварийных ситуаций.Поставленная цель достигается согласно способу управления процессом вакуумирования стали, включающему измерение расхода отходящих газов, приэтом измеряют производную от расходаотходящих газов и, при изменении еезнака, снижают давление в вакуумнойкамере путем подключения очереднойгруппы вакуумных насосов.На фиг. 1 представлена схема, поясняющая предлагаемый способ управления процессом ковшевого вакуумирования стали; на фиг, 2 - диаграммаизменения давления в вакуумной камересо временем,Ковш с металлом 1 располагаетсяв вакуумной камере 2. На выходной трубе вакуумных насосов установленадиаФрагма 3, которая через импульсные трубки соединена с дифманометром 4, Сигнал с дифманометра 4 поступает на измерительный прибор 5,шкала которого проградуирована в единицах расхода отходящих газов, Через реостат дистанционной передачипоказаний измерительный прибор 5соединен с блоком 6 дифференцирова-.ния, выход которого соединен с прибором 7 для измерения производной,нулевая отметка которого находитсяна середине шкалы. На вакуумной станции установлены четыре группы вакуумных насосов 8"11, которые производят откачку газов из вакуумной камеры,Управление процессом вакуумирования стали в ковше производится следующим образом.Ковш с металлом 1 устанавливаютв вакуумную камеру 2, которая закрывается крышкой. Включаются дифманометр 4 и измерительные приборы 5и 7, Запускается первая группа вакуумных насосов 8, которые снижаютдавление в вакуумной камере до 250300 мм рт.ст. НачинаетСя дегазацияверхнего слоя металла в ковше, отходящие газы проходят через диафрагму 3 вызывают на ней перепад давления. Дифманометр 4 преобразует перепад давления в электрический сигнал, который поступает на измерительный прибор 5. С реостата дистанционной передачи показаний измерительного прибора 5 сигнал через блок 6дифференцирования приходит на измерительный прибор 7, который измеряет9669 1 Е 13 20 25 30 35 4 Е 5 89 величину и знак производной от расхода отходящих газов, Как только расход отходящих газов, пройдя свой максимум, равный 1,3-1,5 м /мин, начинает уменьшаться, производная изменяет свой знак, значение которой Фиксируется на измерительном приборе 7. Оператор включает следующую группу вакуумных насосов 9, в вакуумной камере вновь снижается давление до 100- 120 мм рт.ст., происходит дегазация следующего слоя металла в ковше, измерительный комплекс (3-5) регистрирует возрастание расхода отходящих газов от 1,2-1,4 м/мин, Как только начинается снижение расхода отходящих газов, вновь изменяется величина и знак производной, значение которой фиксируется измерительным прибором 7. Оператор производит включение последующей группы вакуумных насосов 10, давление. в вакуумной камере снижается до 40-50 -м рт,ст. интенсивность дегазации вновь возрастает до значения расхода отходящих газов 1- 1,3 м /мин. Как только расход отходящих газов начинает снижаться, оператор включает последнюю группу вакуумных насосов 11. В вакуумной камере давление снижается до 13 мм рт,ст расход отходящих газов увеличивается до 1-1,2 м/мин. Как только выделение газа из вакуумируемого металла прекращается, цто фиксируется на измерительном приборе 5, вакуумирование прекращается.До использования способа управления процессом вакуумирования стали вакуумная обработка производилась по следующей схеме.Закрывался вакуумный затвор, включались все вакуумные насосы, и в вакуумпроводе создавалось предварительное разрежение 0,5-2 мм рт,ст, Послетого, как ковш с металлом устанавливался в вакуумную камеру, которая закрывалась крышкой, открывали вакуумный затвор, В вакуумной камере резкопадало давление, и начинался бурныйвскип металла; чтобы избежать аварийных ситуаций, в вакуумную камеру напускали воздух, снижая этим давление, Таким образом, при всех работающих вакуумных насосах путем напускания воздуха регулировалась интенсивность дегазации металла,Предлагаемый способ управления процессом ковшевого вакуумирования стали, позволяет сократить время вакуумирования, уменьшить расход электроэнергии при работе вакуумных насосовс электрическим приводом, ликвидировать аварийные ситуации,Формула изобретения Способ управления процессом вакуумирования стали, включающий измерение расхода отходящих газов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью сокращения времени вакуумирования металла в ковше, снижения энер.гопотребления вакуумных насосов иликвидации аварийных ситуаций, измеряют производную от расхода отходящих газов и при изменении ее знака,снижают давление в вакуумной камерепутем подключения очередной группывакуумных насосов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеф 1, Патент ФРГ Ю 1216495,кл, 31 В 27/16, 1961.2. Авторское свидетельство СССРй 379638, кл. С 21 С 7/00 1971.89966 0 И к Ямние 8 оиуунн е лод вщхо 8 ящия ызрЮ Фи.2 ставитель Ю. Романхред Редактор 8. Даик Ю, Иакаренк ор Заказ 12090/3 Тираж 586 ВНИИПИ Государствен по делам изобре113035, Москва, Ж,го ком ииио шска иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,цог, "Эинрт,ст,одписное ета СССР крытий наб., д, 4/