Способ выплавки стали в кислородном конвертере

,ц 3. -11 1-ОР) Чо ( ) 1"л1-1 к(ва ьЛ ро 11 где а,а.1,а,а,а- эмпирическиекоэффициенты;.Р 1 - содержание фосфора в металле, %;д -1 х 15й - температура металла, С 10Р 1 - содержание фосфора в чугуЧне, %;С, - масса чугуна, кг;К - коэфФициент пропорциональностил- время начала продувки, с;О, - текущее время продувки, с;Нц - высота слоя шлакометаллической эмульсии, м;25Ня - радиус ванны жидкого металла, м;Кк - поперечный размер шлакометаллической ванны на верхнем уровне, м;й 30О " коэффициент распределенияРкислорода;Ч - расход кислорода дутья,2м /с;С - масса извести, введенной вванну, кг;35Р - весовой коэффициент;Нц - высота слояшлакометаллической эмульсии в цилиндрической части конвертера надуровнем спокойного металла,м,ФОНеобходимо измерять поперечный размер шлакометаллической ванны от ееоси на верхнем уровне. В случае выплавки сталии определении содержа 45ния фосфора в металле без учета поперечного размера шлакометаллическойванны от де оси на верхнем уровне невозможно предотвратить додувки на Фосфор и повышения выхода стали вследствие большой погрешности определенияфосфора в металле от Фактического егосодержания,Опробование предлагаемого способапроводят в 300-тонных конвертерах.На фиг, 1 показана блок-схема устройства для осуществления способа;на фиг, 2 - геометрические размерыконвертера,Устройство, посредством которогореализуется способ, содерлйт блок 1управления, блок 2 определения температуры металла, блок 3 определенияуровня шлака в конвертере, блок 4 определения положения кислородной фурмы,блок 5 определения параметров шихтовых материалов и конвертера, блок 6определения радиуса конической и высоты цилиндрической части конвертера,блок 7 определения количества фосфора в чугуне, приходящегося на единицу объема шлакометаллической эмуль"сии, анализатор 8 состава отходящихконвертерных газов, расходомер 9 отходящих конвертерных газов, расходомер 10 кислорода дутья, блок 11 определения количества извести, приходящегося на единицу объема кислорода,аккумулированного в шлакометаллической эмульсии, блок 12 определениясодержания Фосфора в металле, регистрирующий прибор 13, первый цифровойпроцессор 14 для обработки сигналов,второй цифровой процессор 15 для обработки сигналов.Устройство, посредством которогореализуется способ, работает следующим образом,По открытию отсечного клапана кислорода дутья по первому сигналу изблока 1 управления происходит регистрациямомента начала продувка в блоке1 определения количества фосфора вчугуне, приходящегося на единицуобъема шлакометаллической эмульсии,и в блоке 11 определения количестваизвести, приходящегося на единицуобъема кислорода, аккумулированного вшлакометаллической эмульсии, а повторому сигналу запускаются блок 3определения уровня шлака в конвертере, блок 4 определения положения кислородной фурмы, блок 5 определенияпараметров шихтовых материалов и конвертера, анализатор 8 состава отходящих конвертерных газов, расходомер 9отходящих конвертерных газов, расхо(4) Кыдомер 10 кислорода дутья, С момента начала продувки в блоке 6 определяется высота цилиндрической части конвертера над уровнем спокойного металла Н, а при приближении уровня шлака к горловине конвертера определяется величина поперечного размера шлакометаллической ванны от ее оси на верхнем уровне (величина радиуса конической части конвертера на уровне шлакометаллической эмульсии) Р . Сигф калы с выхода блока б, пропорциональные Н и Р ., поступают на второй и третий входы блока 7 определения количества фосфора в чугуне, приходящегося на единицу объема шлакометаллической .эмульсии. На четвертый, пятый и шестой входы блока 7 поступают сигналы, пропорциональные соответственно Нш, , К к и 0,01 Р 3 ц, С . На выходе блока 7 получается сигнал, пропорциональный.В , коРэ торый поступает на первый вход блока 12 определения содержания фосфора в металле. Одновременно в блоке 11 определения количества извести, приходящегося на единицу объема кислорода, аккумулированного в шлакометаллической эмульсии, непрерывно по ходу продувки рассчитывается величинаСигнал с выхода блока 11, пропорциональный величине Я , поступаетСеОфна другой вход блока 12 определения содержания фосфора в металле. В момент закрытия отсечного клапана кислорода дутья, соответствующий остановке конвертера на повалку, на третьем выходе блока 1 управления появляется сигнал, по которому запуска ется блок определения температуры металла. На выходе блока 2 появляется сигнал, пропорциональный температуре металла, поступающий на третий вход блока 12 определения содержания Фос фора в металле. В блоке 12 рассчитывается содержание фосфора в металле при повалке конвертера. Регистрирующюй прибор 13 регистрирует содержание фосфора в металле при повалке 5 О конвертера. В случае, когда уровень шлака находится у горловины конвертера (Н ) Н), объем шлакометаллической эмульсии определяется по зависи- мости, (,):.Н+"НВ"В), шл К Ч3 Средний объем шлакометаллическойэмульсии за период продувки определя"ется по зависимости е,шл1+( Р)ел 1 1, если Нщ(С)Нц 1О, если Н (й) ) Нц,Вечичина (й-Е ) в момент окончанияпродувки соответствует длительностипродувки на данной плавке,Весовой коэффициент Р позволяет взависимости от того, где находится вданный момент продувки уровень шлакав конвертере, определять объем шлакометаллической эмульсии по зависимости (2) или (3), Если уровень шлаканаходится в цилиндрической части конвертера, то Р=1 и, следовательно,объем шлакометаллической эмульсииопределяется по зависимости (2), Если уровень шлака находится в конической части конвертера, то Р=О и, следовательно, объем шлакометаллическойэмульсии определяется по зависимости (3).Величина внутреннего радиуса конвертера определяется по зависимостиКонтроль содержания фосфора в металле по предлагаемому способу осуществляют следувщим образом,Определение объема шлакометаллической эмульсии в конвертере по ходу продувки при уровне шлака, не превьппающем цилиндрической части конвериГо Я 1.% где Ко - радиус цилиндрической частиконвертера при новой Футеровке, м;Ь - толщина рабочего слоя футеровки конвертера, м;(8)р Чсрнл ЭКР 3 Сч- 1 н 1 нИ)ас+1)-н) н н + - :-""2-" 1 и ас-н )Цс, .11 дц) И - номер плавки от начала кампании на данном конвертере;И 2+И +ЮД+И +И У2 5средняя стой5кость футеровки конвертерана предыдущих пяти кампаниях,При приближении уровня шлака к горловине необходимо по ходу продувки 10 определять величину радиуса конической части конвертера на уровне шлакометаллической эмульсии. Для этого определяют тангенс угла наклона конической части конвертера (фиг, 1): 15 4 ся ) юеНкК -2(6)Величина поперечного размера шла"- кометаллической ванны на верхнем уровне определяется по зависимости Высота цилиндрической части конВертера определяется из следующей заВисимости: 30(10)Иэмгде Н- высота от уровня спокойногометалла до верхнего положения кислородной фурмы (при 35поднятой фурме), м;Н- высота конической части конвертера, м;Н - высота от горловины конвертера до верхнего положения 40кислородной фурмы, м;Значения Н , Н - для данного конВертера имеют постоянные значения: Н=98 м; Н =2,2 м (для ККЦ КарКК).Коэффициент распределения кислоро да между металлом и шпаком определяют по зависимости: О--- - --0,766. СО+1266(СОл+н . 1 Чог100 Ч.,(Е):где О - коэффициент распределенияРкислорода между металлом ишлаком;Ч,)(й) - расход отходящих конвертер 55ных газов, м/с;Чо- расход кислорода дутья,ОгмЗ/сКоличество фосфора в чугуне, приходящееся на единицу объема шлакометаллической эмульсии, определяется по следующей зависимости: Подставляя уравнения (2) и (3) в уравнение (4), а затем в уравненче (8), получают зависимость для определения количества фосфора в чугуне, приходящегося на единицу объема шлакометаллической эмульсии: СО 002 Р 2Н 2 - содержание окиси углерода,двуоки и углерода, кислоро-да и водорода в отходящихконвертерных газах,. Выражение (1-0 представляет собой долю кислорода дутья, которая при положительном значении характеризует количество кисл рода, связанного в шлаке, а при отрицательном - количество ки:лорода шлака, прореагировавшего с металлом. Из этого выражения определяе ся общее количество кислорода, аккумулированного шпаком".О,=1 (3-02)Ча )ас, 2)Количество извести, приходящееся на единицу объема кислорода, аккумулированного в шлакометаллической эмульсии, определяется по зависимости." Базизес воо (13)(1-О,) Ч,1 с где ЯС О количество извести приходящееся на единицу объемакислорода, аккумулированного в шлакометаллическойэмульсии,1562355 г ло По экспериментальным данным получают корреляционные уравнения парных зависимостей содержания Фосфора в металле от количества Фосфора в чугуне,5 приходящегося на единицу объема шлакометаллической эмульсии, и количества извести, проходящегося на единицу объема кислорода, аккумулированного в шлакометаллической эмульсии. Стати О стические оценки тесноты парных связей оказываются значимыми. Это служит основанием к проведению многофакторного статистического анализа. В результате получают уравнение зависи мости содержания Фосфора в металле от количества фосфора в чугуне, приходящегося на единицу объема шлакометаллической эмульсии, количества извести, приходящегося на единицу объе ма кислорода, аккумулированного в Р =а +а +а е +а+а31. щ о 1 2 З ф кщ сч42 где а= -0,24126; а=0,365; а. =4,48а= -2,15;а =0,0233 а = -0,0436.П р и м е р 1. В конвертер заливают 270 т чугуна, в котором содерЮ жится 1,12 ь Фосфора. По ходу плавки присаживают 28 т извести в ванну конвертера, Величина среднего уровня шлака в ванне конвертера, определенная по зависимости40н,(1)й/-оравна 4,21 м, а величина количества кислорода, накопленного в шлаке за время продувки, определенная по зави 45 симо сти 1(1-О,)т, (е)ае,равна 6829,26 нмЗ. Величина внутрен 50 него радиуса конвертера 3,0 м, Температура металла на повалке 1520 цС.Подставив полученные промежуточные значения в уравнение (14), получают расчетное содержание Фосфора в метал 55 ле 0,32323553 Х. Отклонение фактического содержания фосфора в металле от расчетного равно О,О 323553 Х. шлакометаллической эмульсии, температуры металла и содержания в нем углерода на повалке конвертера:Р 1,=0,3051+4,481;2,15 1,+ Оф 0233 Рр- -0,04368 р,24126, (14)мсгде= ---- температура металлаф 10000при повалке конвертера в масштабе 1:0000 ОС,Физмеряемая величина температуры металла, С;ГС 3- содержание углеродав металле при повалке конвертера, Е. Переписав уравнение (14) с введением коэффициентов а а, а , а, а 5 и значений Рр Яполучают С июв-- -+а------у 1,11 н,(с)ас-нЩ 1 с-о,)ч, (с)асл и1" 1 ,"Ф Р табл.приведены примеры плавок и изменения измеряемых и рассчпываемых параметров по предпагае" мому способу и известному.Сопоставление среднеквадратичной погрешности контроля содержания фос-. фора в металле с помощью предлагаемого способа и известного показывает, что предлагаемый способ в 3-7 раз имеет более высокую точность, чем известный способ, при высокой оперативности контроля содержания фосфора в металле.В табл, 2 приведены данные опыт-.ных плавок с контролем содержанияфосфора в металле попредлагаемомуспособу и известному. Данные, приведенные в табл, 2, показывают, что использование предлагаемого способа выплавки стали позволяет исключить додувки на фосфор вследствие повышения точности при определении содержания фосфора в металле, повысить выход стали на 1,1 Е при сокращении длительности ппавки на 1,5 мин,.12Формула изобретения чающийся тем,что, сцельюСпособ выплавки стали в кислород- сокращения продолжительности плавки ном конвертере, включающий загрузку за счет уменьшения простоев при опрелома, заливку чугуна, измерение его делении содержания фосфора умень- массы и содержания в нем фосфора, ввод щения додувок на фосфор и повышения извести, продувку кислородом, изме- выхода стали, дополнительно измеряют рение уровня шлакометаллической ван- поперечный размер шлакометаллической ны, расхода и состава отходящих га-ванны от ее оси на верхнем уровне, зов, измерение температуры металла и 10 а содержание фосфора в металле опреопределение в нем фосфора, о т л и- деляют по выражению 1 Р 1 а,+а 1+а+аэ а3 КГРЗц Сч 3. из.ю .юлО 3 высота слоя шлакометалличес-,кой эмульсии в цилиндрической части конвертера над уров-нем спокойного металла, м; где Б34 текущее время продувки, с;высота слоя шлакометаллической эмульсии, м;радиус ванны жидкого металла, м;поперечный размер шлакометаллической ванны на верхнем уровне, м;коэффициент распределениякислорода:расход кислорода дутья,м 3/с;масса извести, введенной вванну, кг;весовой коэффициент. К н Ки -0,126 0,254 0,011 О, 108 О, 078 О, 225 0,315 О, 128 0,287 0,019 0,06 0,020 0,154 0,102 0,025 0,080 0,181 0,150 0,117 0,077 Таблица 21 Показатели Значения показателей по способу предлага известномуемому Количество плавок . Химический состав чугуна, Е:Мп83.РТемпература чугуна, СРасход, т:известь 30 30 0,80 0,79 0,98 1.360 0,80 О,9 0,98 1360 35,21,30,291,46361,8 35,21,30,361,56362,0 доломитЯ 1 ИпРеМпеметаллошихтаРасход кислорода на плавку, мХимический состав металла по окончании второго периода продувки,Е:СМпРБТемпература металла по окончании второго периода продувки, Х Продолжительность плавки, минПлавка с додувками, ь ВыхОд стали /о 17470 17040 0,050,060,0030,0125 0,050,060,01480,0137 1620 1620 63,20,088,3 64,7 16,7 87,2 3 4 5 6 7 8 91562355 ЮЬ 2 ЖОг Составитель В.СамсоновН,Гунько Техред М.Ходаннч Корректор Н, Ко еФ роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Заказ 037ЗВ 4 ИПИ Госуд Тираа 505 рственного комитета и 113035, Москва, Ж Подписноеизобретениям и открытиям при