Способ контроля содержания углерода в ванне конвертора

, 11866 9) С 530 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТВУ ВТОРСНО ИДЕТ льтразвуковых колеаний через ванну,9.А.Сорокин,автоматик ьство ССС 30, 1970. тво СССР 04, 1971. талла,2. Способ по п. 1, ю щ и й с я тем, что с углероживания определя ным методом, причем дл содержания углерода на итерации используют зн ти обезуглероживания,ч рость обез- итерационпределения к ем шаге ущие скорос" пределенное предыдущем ша С 6- 1 С 1;.,1 1С(;."0,2% рн СГ Ог 6% е 1.,) - индексы советственнои предыдущ3гов итерацл- интервал вмежду итерс;коэффициен тветсттекущегго шаи; 3, (04 56 со - т - коэффиц),с емен циям нты;ельнос продолживремен охождени ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ВАННЕ КОНВЕРТЕРА путем измерения теплового потока на фурму, продолжительности продувки,массы на плавку чугуна, лома и сыпучих материалов и расчета содержанияуглерода, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения точности контроля, дополнительно пропускают через ванну жидкого металла в горизонтальном направлении ультразвуковые колебания, измеряют продолжительность времени прохождения их черезванну и определяют скорость обезуглероживания по уравнению тепловой поток нафурму, кВт;скорость обезуглероживания металла,Х/мин;содержание углеродав ванне жидкого ме 1186649Скорость прохождения ультразвука через жидкий металл, кроме температуры последнего, зависит от массобменного процесса в ванне, определяемого скоростью обезуглероживания 25 металла.Скорость распространения ультразвука в жидкости определяют по формуле где Ч - скорость распространенияультразвука, м/с;35Е - модуль объемной упругостижидкости, г/м с;/ - плотность жидкости, г/м,С изменением температуры изменяется и скорость распространения 40ультразвуковых волн в жидкости н соответствии с температурным коэффициентом скорости. ОтсюдаЕЧ=ц-+ й(У, ),где- температурный коэффициентскорости ультразвука, м/с С;- температура жидкости, С.Для упрощения результирующегоуравнения связь между изменением 50температуры и скоростью распространения ультразвуковых волн в жидкостидля диапазона изменения температурв сталеплавильной пачи (12001700 С) представляют в линейном виде.55Так как искомое значение температурного коэффициента скорости ультразвука относится к жидкому состоянию(2) Изобретение отцосится к черцой металлургии, конкретнее к управлению кослородно-коцвертерцым процесоом,Цель изобретения - цовышсцие точности контроля. 5На фиг, 1 приведена блок-схема устройства лля реализации предлагаемого способа; ца фиг, .". - блок-схема алгоритма определения скорости обезуглероживания, ОУстройство содержит фурму 1, дифференциальную термопару 2, измеритель 3 температуры, датчик 4 расхода воды, измеритель 5 расхода воды, блок 6 начальных условий, конвертер 15 7, весовой бункер 8, измеритель 9 массы, источник 10 ультразвуковых колебаний, приемник 11 ультразвуковых колебаний, блок 12 определения продолжительности прохождения ультразвуковых колебаний через ванну, вычислительный блок 13 и газоход 14.мета.ила и унеличецие скорости ультразвука от начального значения происходит имеццо в диапазоне температур, относящихся к жидкому металлу, представляют выражение (2) в видеЧ=-+ (-)ГЕр, К ф(3) где- температура кристаллизациижидкости, СМодуль обьемной упругости - величина обратно пропорциональная коэффициенту сжимаемости жидкого металла, н процессе продувки конвертерной ванны при наличии в нем газовых пузырей. зависит от их количества з объеме где где 3 о - 9, - коэффициенты. металла, определяющем уровень расплава, и от скорости обезуглероживания, Связь между уровнем металла и скоростью обезуглероживания следующая:1 1Е (4)+ , Ч о,7О 1М - коэффициент сжимаемостижидкости, м.с /г;Мо, а 1 - коэффициенты;Чс - скорость обезуглероживания металла, Е/мин.Температуру кристаллизации металла представляют в ниде:ж + М С, (5) где с, Ж э - коэффициенты;С - содержание углерода вванне жидкого металла,Е.Коэффициенты Юи Жвыбраны для участка с содержанием углерода менее 0,37 Некоторое завышение температуры кристаллизации для высоких содержаний углерода (27. и выше) оправдано тем, что в этом случае в ванне конвертера присутствуют, как правило, нерасплавившийся лом и "истинный" перегрев металла ниже измеренного.Скорость распространения звука может быть измерена как отношение расстояния, проходимого звуком, ко времени прохождения этого расстояния:ЧЬ(6)ьгде ь - расстояние, проходимое звуком, м;л6- продолжительность временипрохождения ультразвуковыхколебаний через ванну пути,равного Й, с;Рассматривая соотношения (Э), (4) и (5) совместно, получаем:где Ь 1 - расстояние между источникоми приемником ультразвуковыхколебаний, м,Проверку способа проводят на 130 тонном конвертере, Источник и приемник ультразвуковых колебаний располагают в районе цапф один против другого. При этом , = 1,68 с 7, другиекоэффициенты соответственно равны: 105397; , = - 0,31%/кВт;- 1,21 10(%) (м/с)= О, 162 (м/с) 7 ,"= - О, 262; Б1300 мин; 7 = 30;- 5,52 (% мин) ;= - 34(%)15Для реализации способа в ваннеконвертера измеряют перепад температуры воды на гходе в фурму 1 и навыходе из нее, например, дифференциальной термопарой,2, установленной 20в трубопроводах, и измерителем 3,расход воды датчиком 4 и измерителем5, Значения массы и химсостава чугуна и лома, коэффициентов а и Ь(Формула (10) вводятся из блока 6 25начальных условий, Измеряют массуруды, вводимую в конвертер 7, весовым бункером 8 и измерителем 9. Пропускают через ванну жидкого металлав процессе продувки ультразвуковыеколебания источником 1, которыефиксируют приемником 11. Источники приемник ультразвуковых колебанийустанавливают в отверстия футеровкиконвертера в слое подверженном миЭ35нимальному износу (для 130-тонныхконвертеров 5 - 6 рядов кирпичейот днища). В качестве источника иприемника излучений используют, например, пьезомагнитный составной вибратор с насадкой из диборида циркония, частота излучения 49 кГц, мощность излучения 100 ВА в импульсе.Определение продолжительности времени прохождения ультразвуковых колебаний через ванну производится в блоке 4512. Результаты измерений передаютв вычислительный блок 13, напримервычислительную машину СМ - 2, в котором производится определение скоростиобеэуглероживания по формулам (9), 50(10) и (11) .На фиг. 2 представлен алгоритмрешения формулы (9): Чс - промежуточное значение скорости обезуглероживания на 1-ой итерации; 3 - количест во итераций; Чс 1 - начальное задаваемое значение скорости обезуглерожи- 0,17/мин; функ- вания, и; пример Ч, ция Г(Чс,=е - ЬУэ У 47 Ыо - ф 1 г 1 ф ЧО 1-1 ьЧс 6 Ч - заданное значение точности вычисления промежуточного значения скорости обезуглероживания, например О, 005 7 О/мин,Цля решения уравнения (14) относительно скорости обезуглероживания с помощью метода итерации оно преобразуется к следующему виду:1 13 3 о 32 Я)7 С 1 ьс, о 7(18)ЧЮ 7 15 о л гс уС 6 ЧсЦЯ=ехр - ,Еп хПосле преобразования выражения (20) для текущей 3-ой итерации получаем: Е(Чс =ехр - Ь л0,7П р и м е р. Вычисления для конкретных величин о = 1800 кВт, Ьс1,68 1 Г с и С = 27 Начальное заданное значение скорости обеэуглероживания Чс = 0,17 ин. Заданное значение точности вычисленйя промежуточного значения скорости обезуглероживания аЧ = 0,0057 мин.бранные расчета приведы в таблице.Так какЧ / = 0,002339 (0,005%/мин, поэтому искомое значе-, ние скорости обезуглероживания равноЧс = Г(Ч .) = 0,28525%/мин,Составитель А.Абросимоведактор Н.Яцопа Техред М.Гергель Корр 2 аказ ск тент , г илиал ПП жгород, ул.Про 04/28ВНИИПИпо113035 Тир осудар елам иПодписноа СССРытийнаб., д, 4 венного комите бретений и отк Ж, Раушская