Способ непрерывного контроля параметров конвертерного процесса
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
СКИХ ЕСНИХ СОЮЗ СОВЕСОЦИАЛИСРЕСПУБЛ 9)21 С 5/3 ИЗОБРЕТЕН ЬСТВАтекущее соде ода в металам, 1 з.п.е угл к черной мее относится именно к коо ессом выпла Иэобрете т аллур гии, равлению пр кислородных ,быть исполь трол и стали в конвертерах овано в кон и может ртерном изводстве с юеЦелие тоалла м ос п углерод На Фройства г1 для 2 и оказана существ- диагк-схема пособа;змеряемых са фи ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ПЛАНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕ4396414/23-0224.03.8807.1289. Бюл. Иф 45Центральный научно-исследовкий институт черной металлу( 6) Авторское свидетельство СССР(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ ПРАМЕТРОВ КОНВЕРТЕРНОГО ПРОЦЕССА(57) Изобретение относится к областчерной металлургии, а именно к контролю и управлению процессом выплавкстали в кислородных конвертерах,Целью изобретения является повышениточности контроля температуры металла и определения содержания в нем у али,бретения является поконтроля температур еления содержания в не лерода. Согласно способу непрерывного контроля параметров конвертерного процесса, включающему непрерывное измерение состава отходящих конвертер ных газов и расхода кислорода дутья, расхода водорода, азота в отходящих конвертерных газах и по измеренным величинам определение расхода водорода, образующегося в результате диссоциации воды в конвертере, по рассчитанной величине определяют изменение температуры металла в конвертере путем учета потерь тепла на нагрев, испарение и диссоциацию воды в конвертере, а также расчета коэффициента распределения кислорода дутья между шлаком и металлом и в зависимости от его величины производят корректировку текущего значения температуры металла в конвертере и рассчитывают по приведенным форлы, 3 ил., 2 табл. и расчетных параметров конвертерных плавок У 310476 и 310459Устройство содержит блок 1 расчета интегрального расхода кислородадутья, расходомер 2 текущего расхода кислорода, блок 3 управления,анализатор 4 состава отходящих конвертерных газов, расходомер 5 отходящих конвертерных газов, блок 6 расчета текущей температуры металла в конвер тере, блок 7 расчета скорости обеэуглероживания, блок 8 расчета текуще го содержания углерода в металле,раходомер 9, расходомер О водорода,образующегося .в результате диссоциации воды, блок 11 расчета изменениятемпературы металла эа счет расходатепла на нагрев, испарение и диссоциацию воды в конвертере, блок 12расчета коэффициента распределениякислорода между металлом и шлаком,Вблок 13 расчета изменения температуры металла за счет расхода тепла нараскисление шлака, блок 14 расчетатекущей температуры металла при нормальном и переокисленном состояниишлака, блок 15 расчета текущей температуры металла при достижении предельного значения концентрации углерода, коммутатор 16, первый 17 ивторой 18 регистрирующие приборы,Блок 1 расчета интегрального расхода кислорода дутья может быть представлен в виде статической системыуправления конвертерной плавкой,Расходомер 2 кислорода дутья может бытьпредставлен в виде сужающего устройства с типовьйи датчиками давленияи перепада давления кислорода и еготемпературы, Блок 3 управления можетбыть представлен, например, в видетаймера, который выдает две чередующиеся между собой команды, сдвинутыево времени, Анализатор 4 состава отходящих конвертерных газов может бытьпредставлен, например, в виде серийно изготавливаемого масс-рефлектронаФТИАН Расходомер 5 отходящих конвертерных газов может быть представлен в виде трубы Вентури с типовымидатчиками давления и перепада отходящих конвертерных газов и их температуры,Устройство, реализующее опособ,работает следующим образом,Перед началом очередной плавки в 45блоке 1 расчета интегрального расхода кислорода дутья по статическомуалгоритму рассчитывается интегральный расход кислорода на плавку, Лооткрытию отсечного клапана кислородапо первому сигналу с блока 3 управления происходит задание момента начала продувки, а по второму сигналузапускаются расходомер 2 кислородадутья, анализатор 4 состава отходящих55газов и расходомер 5 отходящих газовПри поступлении сигналов с выходов1блока 1 расчета интегрального расхода кислорода дутья, пропорциональ ных Т, Т,од и с О , а также сигнала, пропорционального Ч (С) с выхода расходомера 2, в блоке 6 расчета прироста температуры металла в конвертере реализуется следующая зависимость;Тъо А Тнц ч-ЧооС первого выхода блока 6 сигнал, пропорциональный приведенной зависимости, поступает на третий вход блока 14 расчета текущей температурыметалла при нормальном и переокисленном состоянии шлакометаллическойэмульсии, а с второго выхода блока6 - на вход блока 8 расчета текущегосодержания углерода,С момента начала плавки на первый,второй и третий входы блока 7 расчета скорости обезуглероживания посту. пают сигналы, пропорциональные СО,СОо,ги Ч , на выходе которого получается сигнал, пропорциональный величине0,00536 Ч(С ) ГО(С ) + СО (С )7,который поступает на вход блока Я,На второй, третий и четвертый входы блока 8 поступают сигналы с блока 1,пропорциональные С ,ц, С,од иЧОоНа выходе блока 8 получается сигнал, пропорциональныйС(С) = Сехр - (Ы. +Ч, (С) ) хЕЧкоторый поступает на входы регистрирующего прибора 17 и блока 15 расчета текущей температуры металла при достижении предельного значения концентрации углеродаОдновременно с начала плавки с первого и второго выходов анализатора 4, а также с выхода расходомера 5 сигналы, пропорциональные Н , Ио.ги Ч, поступают на первый , второй и третий входы расходоме ра 9 , С пе рв о го выхода последнего с игнал , п ропо рцион альный Ч о М /00 , поступает на второй вход расх одоме р а 1 0 водорода , с второго выхода р асходоме р аог9 сигнал, пропорциональный Чх х Н /100, поступает на третий вход расходомера ОНа первый и четвертый входы расходомера 10 с первого и пятого выходов анализатора 45 1527279 поступают сигналы, пропорциональные СО, Н. На выходе расходомера 10 получается сигнал, пропорциональный"йН СОкоторый поступает на вход блока 11, на выходе которого формируется сигнал,пропорциональный-а" Е.Ч",(Е 1а еи который поступает на второй вход блока 14, Одновременно с начала плавки с первого, третьего, четвертого и пятого выходов анализатора 4 сигналы, пропорциональные СО, СО Н, поступают на первый, второй,тре тий и четвертьгй входы блока 12 расчета коэффициента распределения кис - лорода между металлом и шлаком, на выходе которого получается сигнал, пропорциональный 25(о,766 со + 1,266 (оо + о ) на два других входа поступают сигналы с расходомеров 2 и 5 и формируется сигнал на выходе, пропорциональный+ 1,266 (СО + О) - 0,234 Н -26,582 который одновременно поступает на первые входы блоков 13 и 15, На вторые входы блоков 13 и 15 с выхода расходомера 2 кислорода дутья поступает сигнал, пропорциональный Чо (С). 5о, На выходе блока 13 появляется сигнал, пропорциональный г(с)(1-о ) ч, (с)дс;50О, при Оо 1; .С) = ой, при 0)1,6Т, - Т Ч (С)С.ь. - чс Чо оНа выходе блока 14 формируетсясигнал, пропорциональныйт + -- . - -щ-ч (с)ос)д -ч, о- О оСье ч" (ц 1-" С (оС- о )ч, (с)ас,который поступает на четвертый входблока 15 и на первый вход коммутатора 16На первом выходе блока 15 появляется сигнал, соответствующий "1",в случае, если выполняется неравенство те, содержание углерода в конвертерной ванне достигло предельного значе -ния,одновременно в момент достиженияпредельной концентрации углерода вблоке 15 запоминается достигнутоезначение температуры металла, С этого момента на втором выходе блока15 появляется сигнал, пропорциональный% оТ + е (1 - 0 ) Ч (С)ЫэФкоторый поступает на второй входкоммутатора 16Таким образом, придостижении предельного значения концентрации углерода на коммутирующемвходе коммутатора появляется сигналс блока 15, В случае, когда концентрация углерода не достигла предельного значения, на коммутирующий входкоммутатора 16 с выхода блока 15 поступает сигнал, соответствующий "0",а на выходе коммутатора 16 появляется сигнал с выхода блока 14, Сигналс выхода коммутатора 1 Ь регистрируется вторым прибором 18,Контроль выходных параметров конвертерной плавки с помощью предлагаемого способа основан на следующихпредпосылках, который поступает на первый вход блока 14, на второй вход блока 14 поступает сигнал с первого выхода блока1, пропорциональный Т, а на третийвход блока 14 с первого выхода блокапоступает сигнал, пропорциональный Как известно, углерод может окисляться кислородом, содержащимся в окислах железа в шлаке, по реакции С+ (РеО) = Ре + СО (; 85373 - 83,8 Т, 1527279ние углерода в металла,оЭкспериментальные исследования показали, что на плавках, на которых зафиксировано интенсивное самораскис ление шлака, сопровождаемое сильными выбросами и переливами шлакоиеталлической эмульсии из горловины конвертера, температура металла, рассчитанная по известному способу, выше фак тической температуры металла на повалке,Путем обработки экспериментальных данных получено уравнение для расчета расхода тепла Т на самораскисление шлака: дт(с)Г(с)(1-Ор) чс (с)дс;0О, при Ос 1;г(с) :-0,0113, при О1,40 Экспериментальные исследованияпоказали, что при достижении предельного значения концентрации углерода, 45достигаемого на данном агрегате, дальнейший рост температуры металла прямо пропорционален интегральному значению количества кислорода, накопленного в шлаке,ь 7 - е(1-0,) ч, (с)дс,йкгде С - момент достижения расчетного предельного значенияконцентрации углерода в55кметалле, мин;11 Т - изменение температуры металла при достижении прекоторая идет с поглощением тепла,Поэтому в отдельные периоды продувки, когда происходит процесс интенсивного перехода кислорода из шпакав металл, темп прироста температурыметалла в конвертерной ванне заметно снижается и в отдельных случаяхтемпература металла за определенныйпериод остается постоянной н даже падает,Момент начала самораскисления шлака фиксируется по величине коэффициента распределения кислорода междуметаллом и шлаком, при этом, когдаОО е 1, весь вдуваемый кислород полностью реагирует с углеродом, при( 1 часть вдуваемого кислорода поголощается шлаком, а при Ор1 происходят переход и расходование накопленного в шлаке кислорода на окиследельного значения концентрации углерода в металле, Г,Текущая температура металла при достижении предельного значения концентрации углерода определяется по зависимостиТ"ГС) : т + е 11-А 1 Ч (С)аС.,аПредельное значение концентрацииуглерода О,ОЗХ, коэффициент е0,0456,В табл, 1 и 2 приведены числовыезначения расчетных и изиеряемых параметров конвертерных плавок У 310476и У 310459, Плавка У 310476 проведена без выбросов и переливов шлакометаллической.эмульсии, К концу продувки расчетные значения концентрацииуглерода в металле составляют 0,0353,теипература металла 1632,6 С, а расчетное значение температуры металла,полученное известным способом,составляет 1606,6 ОС, Фактическая температура металла и содержание углерода, измеренное на повдлке, составляет соответственно 1630 Г и 0,0353.Таким образом, отклонение фактической температуры металла от расчетнойпо предлагаемому способу составляет2,6 С, а по известному 23,4 С, Наплавке Ф 310459 наблюдались выбросыи переливы шлакометаллнческой эмульсии нз горловины конвертера, Отклонение на этой плавке фактической температуры, измеренной на повалке,отрасчетной составляет по предлагаемоому способу 2,9 С, а по известному26,3 С. Среднеквадратичная погрешность контроля температуры металлана 98 контрольных плавках по.предлагаемому способу 9,16, С, а по известному 14,7 Г.Технико-экономическая эффективность способа состоит в тои, что эасчет более высокой точности контролятемпературы металла и содержания углерода в конвертере снижается количество плавок с послепродувочнымикоррекциями, что приводит к снижениюсредней длительности плавки и экономии огнеупорного кирпича на футеровКуФормула изобретения1, Способ непрерывного контроля параметров конвертерного процесса,оа,Ь,с - эмпирические коэффициенты, определяемые при помощи многофакторного регрессионного анализа и определения текущей температуры металла в конвертерея1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности контроля ) температуры металла и определения содержания в нем углерода, дополнительно определяют коэффициент распределения кислорода дутья между шлаком и металлом и в зависимости от его величи 1527279 10 ны производят корректировку текущего значения температуры металла в конвертере и рассчитывают текущее содержание углерода в металле,2, Способ по и, 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что текущие значения температуры металла и содержания в нем углерода определяют по следующим формулам:1 Ат(С) , =где ч (С)Кн,+ Хъи. "щ. 1 ч (с)асогФ.при /С(С ) - Смет /)е+ е( - С ) Чо (С)СОсфпри /С(с) - Сме,/ Й;С(С)=Снац ехр - (ф. +Чс (С, ) сач -Ач (с ) сю где Т(С),С(С) 0 текущие расчетныезначения температурыметалла и содержания 40углерода в конвертероСметной ванне, С,Х;начальная и заданнаятемпература металла,ОГ 45- интегральный (суммар- Тный) и текущий расход3кислорода дутья, нмНМ /МИН"ниц е зов Со включающий непрерывное измерение состава отходящих конвертерных газов ирасхода кислорода дутья, расхода водорода, азота в отходящих конвертерных газах, определение по измереннымвеличинам расхода водорода, образующегося в результате диссоциации водыв конвертере, определение по рассчитанной величине изменения температуры металла в конвертере путем учетапотерь тепла и нагрев, испарение идиссоциацию воды в конвертере по зависимости 15ф к-(ь Е ч (с 1ае9 орасход водорода,образующийся в результате 20 диссоциацин воды в кон-, вертере, нм /мин;Эвеличина потери тепола, Г; коэффициент распределения кислорода между шлаком и металлом; предельное значение концентрации углерода в конвертерной ванне, достигаемое на данном агрегате; расчетное значение температуры металла в момент достижения предельного значения концентрации углероода, С;скорость окисления углерода в конвертерной ванне;эмпирические коэффициенты, определяемые экспериментальным путем,.1 Времяпродувкимнн Ч С)аС,ф йн ПлавкаТ цац 1024 С Т1525 С 310459т асч 1525 С тц,- 16 ОСЬ 1(О дСС , О,7 Хс 3,"," - о.о 4 х1527276 г,О,Ч Ц Ю 1 В О Фиа Составитель А,Абросимоедактор 010 рковецкая Техред М.Дидык Ко ррек то р В. Каб ацни ГКНТ СС тент" л. Гагарина, 101 Ужг Производственно-издательский комбинат Заказ 7483/35 ВНИИПИ Госуда Тираж 530 Подписное венного комитета ло изобретениям и открытиям п 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5
СмотретьЗаявка
4396474, 24.03.1988
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ИМ. И. П. БАРДИНА
РОМАНОВ ЮРИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ, НАМАЗБАЕВ ТЛЕУХАН СЕРИКБАЕВИЧ, БОГОМЯКОВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ, МУКАНОВ ДИМКЕШ, ГАМАЛЕЙ ЭДВИН ИОСИФОВИЧ, ЮГОВ ПЕТР ИВАНОВИЧ, МАКСИМОВ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ, НОВОЖИЛОВ ГЕОРГИЙ СЕРГЕЕВИЧ, ГУРЕВИЧ ГЕННАДИЙ АРКАДЬЕВИЧ, ТУСУПБЕКОВ БАХЫТ КАЛИЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: C21C 5/30
Метки: конвертерного, непрерывного, параметров, процесса
Опубликовано: 07.12.1989
Код ссылки
<a href="https://patents.su/9-1527279-sposob-nepreryvnogo-kontrolya-parametrov-konverternogo-processa.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ непрерывного контроля параметров конвертерного процесса</a>
Предыдущий патент: Способ регенерации конечного шлака
Следующий патент: Наконечник фурмы
Случайный патент: Устройство для измерения линейных перемещений