Способ контроля процесса шлакообразования в конвертере

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕС РЕСПУБЛИК 1) С 2 С 5/3 А ВТОРСКОМ ВИДЕТЕПЬСТВУ к чд ров) )г Ллс 2чугуна ц по изменения отношеци и элект Ьи---Лл 2 заливквремении темпер кци туры меренных при на фнальцогходу прработы дувки ункци приме фиг.4 -иза ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЛМПРИ ГКНТ СССР(21) 4672365/02 (22) 03.04.89 (46) 15,03.91. Бюл.10 (71) Киевский институт автома им. ХХЧ съезда КПСС (72) В.С.Богущевский, Л.,Н.Го Н.А.Сорокин и Н.С.Церксвгк (53) 669. 184. 244 (088. 8) (56) Гончаров Л. Н, и др. от шлакообразования в кислородно вертере. - Металлург, 1974, Рс.20-21, (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ В КОНВЕРТЕРЕ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к контр цесса в конвертере, и предцаэ Изобретение отцостся с чсрОметаллургии, а именно к контролю процесса в конвертере, и может быть применено в других отраслях промыцленности, например в цветной металлургии.Цель изобретения - повышецие точности и надежности контроля.На фиг. представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 - зависимость суммарного содержания окислов железа в шлаке ( (ГеО), пересчитанного на закись, от ве:ч., ЯЦ,; 1634722 А, .ч гот 1 гроцессд цпдк оразоаи в ковс:р гос. Цель - цочцсццето цости дложрос тц контроля, Прцреализации способа определяют промех утки врегецц реакции ца температурное озгуцсг, в агрегате электросопро -ивлев участка от огевой поверхцс 1 стфутеровкг дс точкустацовкцддтчкд и тегператур в этой же точке, Отцовенце укдздцньгх промежутковвремец эдвцсит от величццы шлакового цас:, эегця цд вцутрецнюяповерхностфу геровки, По гэеечп того с 1 тцоце -;г в срдвцсццс отношением, полученцы.п;ц эдлцвке чугуна в коцвсргср,судят о состоянии коцвертерого шлака Устроцство (фцг. 1), реализующее способ, содержит устдцовлеццый з погрдццчцом с:осфутеровки 2 конвертера, обрдщегогк вагие 3, датчик 4 температуры (цапримср, термопара ТХАГ два электрода ксторого прц помощи коесацоьх 1 рсФводов проложенных в огцеуцорной здесякс 5, соединены с первым змеритец.ьггканалом функционального блока 6, д одц гэ,электродов и электрцчсскдя земля" - с егС вторь;м изме рительцым к даом. Кроме того, устройство содержит соединенные с фуцкциональцм блоком 6 блок 7 заливки чугуна, блок 8 ввода цлакообразующих и охлаждающих материалов, блок 9 измецс цця расхода кислорода, блок 10 цз;ецецця расстояния сопла фурмы до уровня спокойного металла, блок 1 слива стали.Сущность способа состоит н том,что измеряют температуру в точке по-,граничного слоя футеронки, электросопротивление ца участке от огневойповерхности футеронки до той же точки,определяют скорость изменения электросопротинления и температуры, фиксируют цх значения н момент нанесениянозмущепия и сравнивают последующиезначения скорости изменения электросопротивления и температуры в точкепограничного слоя футеронки с фиксированными значениями, причем при достижении значений разности скоростейнормируемых величии, определяемыхцри даче добавки в момент интецсивцого обезуглерождция, фиксируют промежутки времени редкцш электросопротинлеция н температуры в точке пограпичного слоя футеронки ца резкое температурное возмущение н агрегате,определяют отношение этих промежутко времени, сравнивают с отношением,определенным при залинке чугуна н 25коцертер и ио изменению этих отношений определяют состояние шлака, причем увеличение отношения соответствует сгущению шлака и наоборот,Для сведения к минимуму погрешности цри иэмерешш электросопротинлеция цд участке от огневой поверхностифутеровки до точки установления датчика температуры, а также для упрощения осуществления предлагаемого способа пограничный слой 1 футероЬки необходимо выполнять из материала,обладающего удельным электросопротивлением, в диацазоце температур коцертерцой плавки превосходящим неменее чем цд дна порядка электросопро 40тивлецие шлака и значительно зависящим от температуры и обладающимкозфд,ициентом температуропроводцостц -квазиодинаковым с коэФФициентомтемпературопронодцости шлака (таКимматериалом является, например, нитридалюьяшия) .В основу способа положен эфФектшлакового наслоения ца огценой поверхности футеровки коцнертера в районеметаллической наины, особенно ьцижццх горизонтах цд отметке с, вцутреццей поверхности дшпца, рдцс й/3 уровня спокойного металла, Неопти. мдльцый выбор дуть евого ц температурного режимон продувки, с одной стороны, может привести к образованию густых, ) етерогеццйх шлаки с нысокимцгде- запаэдывание изменения температуры (нремя реакциитемпературы), мин;х - пространственная координата в направлении, перпендикулярном к огневой поЛверхцости футеровки, м;период колебания, мин;а - эквивалентный коэффициенттемпературопроводностишлакового и пограничногослоя, м /с.2Характер изменения электросопроо тинлеция на участке от огневой поверхности футеровки до точки установки датчика (см.фиг.1) можно определить по формуле(х +1)7 где К - измеренное электросопротивление контролируемого участка, Ом;Гсредцеинтегральное удельноеэлектросопротивление контролируемого участка,Ом/м;х - толщина шлакового наслоения, м;й - расстояние от точки установки датчика до поверхнос. ти футеронки. значениями вязкости, содержания кремнезема и неусвоецной извести, а с дру. гой стороны - к образованию чрезмерно жидких шлаков. В первом случае шлаки усложняют барботаж ванны и обильно наслаивают на футеровке, во втором - сильно размывают футеровку еЛюбое резкое возмущение температуры ванны приближенно можно рассматри" вать как гармоническое колебание, а распределение температуры в пограничном слое футеровки, примыкающем к огневой поверхности, получается в виде волны, колеблющейся относительно непериодической составляющей температурного роля. При нестациоцарцом процессе те плопронодности в пограничном слое футеровки конвертера запаздывание изменения температуры на глубине по сравнению с колебанием температуры на границе, вызванным резким возмущением - заливкой чугуна, вводом шлакообразующих и охлаждающих материалов, сливом стали, можно определить по формулеЛ= 0,5 хл ,о(3) ЗдесьЯ(сдсС( 1634722 6 рлтРр(зую(чую сО сост 05(.е . Ац:(л(тцческ( зту завсмость можно представитт. в вице;где ) (с) - зависимость удельного5электросопротцвлецияконтролируемого участкаот температуры, Ом/м;С,1 - температура металла ифутеровки в точке установки датчика температуоры, С.При прохождении температурной волной, вызванной возмущением тсмпературы ванны конвертера шлакового слоя, 15 элекгросопротцвление контролируемого участка практически не меняется, так как электросопрот(1 влецие шлакового наслоения практически равно нулю (шлаковь(й слой пронизан корольками металла), С момента достижения температурной волной пограничного слоя футеровки начинается изменение электросопротивления контролируемого участка. Таким образом, промежуток 25 времени реакции электросопротивления на резкое температурное возущецие в агрегате пропорционалсц толщине шлакового наслоения х, Промежуток вреремени реакции температуры в точке 30 установки датчика температуры ца температурное возмущение (с учетом кваэиодинаковости коэффициентов температуропроводцости шлака и пограничного слоя футеровки) пропорционален расстоянию х+Й. Выразив величины этих промежутков времени.по Формуле (1) и взяв их отношение, получимлха (4) 40Ь(с х+ Йгде Ь ь и д ь - соответственно промежутки времени реакции на резкое температурцос возмущение в агрегате злектросопротивленияконтролируемогоучастка и температуры в точке установки датчика температуры, миц.Используя разность отноений, полученных при возмущении, вызванном заливкой чугуна, .и при возмущении, вызван 35 ном каким-либо другим Фактором, по зависимости, изображенной на фиг.2, можно определить величину суммарного содержания окислов железа в шлаке, ха(5)суммарное содерж,шцеокислов железа в щлаке, перестаццое на (акись, 7; отношение промежутков времени реакции электросопро ( ив.г(еця ц тег пературь и темперятурнос возмущение в агрегзтс, вызванное, соответствеццо, заливкой чугуна и каким-либп другим Фактором;коэффициенты (для условий 130-тоццых конвертеров Х( = 29,547, К, = -307,77; Р - 0,252) . Сособ осуществляется следующим сбразом.В цогра:пьяный обращенный к ванне 3 слой 1 Футеровки 2 (сонвертера (см. Фг.) ца отметке от внутренней поверхцс сти днища, равцс( 1/3 уровня спокойного металла, т.е. где Футеровка практически це подвергается износу, закладывают ца расстояции 5- 1 О мм от огневой поверхности датчик 4 температуры, сигнал от которого поступает ца перцьл измерительный канал Функционального блока 6, С помощью его второго измерительного канала фактически измеряют электросопротивлецце о ран(нного слоя 1, Алгоритм работы Функционального блока 6 (например, УВК ца базе СМ) предста(- лец ца Фиг.3, Прц запуске устройства Функциональный блок 6 периодически производит опрос первого и второго измерительных каналов, определяя температуру с в месте установки датчика температуры и элсктросоцротвлецие К контролируемого участка. Скорость из,оК мецения электросопротивлеция (-х-)д 1с 1 с и температуры (-.з-) определяют какдсразность двух последовательных значении этих параметров. При возникновении возмущеций: при срабатыва 1634722ции блока 7 заливки чугуна, например, фотореле, ф иксирующего момент резкого возмущения температурного режима в агрегате вследствие воздействия жидкого чугуна, блоков 8,9,10 соответствен 5 цо ввода щлкообразующих и охлаждающих материалов, изменения расхода кислорода или расстояния сопла фурмы до уровня спохойцого металла, например, контактов, включающих соответствующие исполнительные механизмы, блока 11 слива стали, например, фотореле, фиксирующего сЛив стали, производится фиксация значений корси изменения электросопротивлецця и температуры ,1 К йи. Далее вычисляют зца 1 л срчецил скоростей изю пения электросопротивлеция и температуры после нане сения возмущения и сравнивают последующие их значения с зафиксированными значениями, При достижении разносЙК дК ти скоростей й(-л ) = (-;) - 25,1 лЦ д 1; йС1 К и Д=-- нормиру 1 л 1 л 1 лй;емых величин ДК и ДФиксируют промежутки времени реакции электросоп ротивления 6 Ь и температуры Ьс ца резкое температурное возмущение в агрегате, Иормцруемые величины определяют предварительно при даче добавки в момент интенсивного обеэуглерожива- З 5 ция, т.е. в момент, когда изменение скоростей измецевия электросопротивлепия и температуры за счет возму,еция является минимальным. Определяют отношение промежутка времени реакции электросопротивлеция на резкое температурное возмущение в агрегате к промежутку времени реакции температуры, сравнивают зто отношение с отношением, полученным при заливке чугу, ца в конвертер. О состоянии шлака судят по величине суммарного содержания окислов железа в шлаке, вычисленной по.формуле (5).1Испытания макета устройствч, реа 50 лиэующего способ, показали, ч г использование способа контроля проис сса шлакообразования в конвертере позволяет повысить точность и надежность контроля, так как устраняет неточности, связанные с тем, что измеритель температуры, более удаленный от огневой поверхности футеровки зачастую це реагирует на ввод регламентированного технологическим процессом количества присадки, а измерение промежутка времени реакции этого датчика представляет большие трудности иэ-за того, что медленно изменяющиеся параметры регистрировать с вы - сокой степенью точности практически невозможно.Формула изобретенияСпособ контроля процесса шлакообразования в конвертере, включающий измерение температуры в точке пограничного слоя футеровки и промежутка времени реакции температуры в этой точке ца резкое температурное возмущение в агрегате, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, дополнительно измеряют злектросопротивление на участке от огневой поверхности футеровки до точки измерения температуры, определяют скорость изменения электросопротивления, фиксируют ее значение в момент нанесения возмущения и сравнивают последующие значения скорости изменения электросопро гивления с зафиксированным значением, причем при достижении значения разности скоростей нормируемой величины, определяемой при вводе добавки в момент интенсивного обеэуглерэживания, фиксируют промежуток времени реакции электросопротивления ца резкое температурное возмущение в агрегате, определяют его отношение к промежутку времени реакции температуры в этой же точке, сравнивают его с отношением, определенным при заливке чугуна в конвертер, и по изменению этих отношений определяют состояние шлака, причем увеличению отношения соответствует сгущение шлака и наоборот1634722 Й, кОм 15 0,02 0 0,020 О с(0 1300 0 О О 120 Самборска Редактор М.Недолуженк НТ СС ул. Гагарина, 101 Составитель А.Абросимов Техред И,ДидыкКорре 34 Тирак 393 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва) Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У)кг Е ГеО) е/ Э