SU840131A1

SU840131A1 - Устройство дл определени содержа-Ни углЕРОдА B BAHHE KOHBEPTEPA

Info

Publication number: SU840131A1
Application number: SU792815137A
Authority: SU
Inventors: Мадаль Мулюкович Суртубаев; Николай Алексеевич Авдонин; Адильбек Касымбекович Шоканов; Евгений Брониславович Плавинский; Лев Михайлович Маликов
Priority date: 1979-07-03
Filing date: 1979-07-03
Publication date: 1981-06-23

Description

Изобретение относитс к устройствам дл определени содержани углерода при получении металла и может быть использовано дл автоматического непрерывного контрол содержани углерода в процессе выплавки стали в конвер терах, например, в металлургической промьшшенности. Известно устройство дл определени содержани углерода в ванне кислородного конвертера, которое состоит из блоков дп измерени расхода кислородного дуть и отход щих газов, газоанализаторов дл измерени содержани СО, СО и Orj в отход щих газах и термозондах дл измерени темпера-, туры чугуна 1. Выходы указанных блоков соединены со входами вычислительного устройства , которое определ ет содержание углерода и температуру в конечный период продувки. При этом скорость обе пла где из эмп где f ва опр не зуглероживани в последний период вки рассчитываетс по формуле ...r oO jb-u , do ( X jb , г - посто нные; |сЗ - содержание углерода. Посто нные об Ь f наход т граничных условий, например, при , , об . Температура стали прогнозируетс по ирической формуле f( KQ, Т Т + Т - начальна температура металла , определ ема с помощью термозонда; )-функци , описывающа изменение температуры в зависимости от содержани кислорода .в отход щих газах. Недостатками известного устройст вл етс то, что оно позвол ет едел ть содержание углерода в ванконвертера только в последний 3 период продувки, дл чего считаетс справедливым соотношение (). Численные коэффициенты, вход ище в соотношение 0) справедливы только дл определенного конвертера, и определенной марки выплавл емой стали. Кроме того, поскольку измерени состава , расхода отход пцих газов и кислородного дуть производ тс не одновременно , а с разным запаздыванием относительно технологического процесса , что приводит к динамическим погрешност м, а соотношени (l) и (2) не св заны, то оценка содержани углерода, производима в соответствии с (l), оказываетс недостоверной. Известно также устройство дл определени содержани углерода в ванне конвертера в последний период плавки, которое состоит из массспектрометра дл определени состава отход щих конвертерных газов, расходомеров кислородного дуть и отход щих газов, вьшолненных на основе метода переменного перепада давлений например, посредством трубы Вентури, установленной в газоотвод щем тракте о из услови U100D, где L - необходима длина пр молиней ного участка трубопровода пе ред сужающим устройством (тр бой Вентури); D - диаметр сужающего устройства 2 , Выходы указанных блоков св заны с вычислительным устройством, которо определ ет содержание углерода по зависимости где УС - скорость обезуглероживани ; УО„- расход кислородного дуть ; с6й|Ь - посто нные, определ емые на основе статистической св зи между Vp и С; с - содержание углерода. Недостатком известного устройства вл етс недостаточна достоверность определени содержани углерода изза незгчета текущих параметров плавки например температуры, их взаимосв зи, а также погрешностей измерений, возникающих из-за неодновременности измерений расхода кислорода, расхода и состава отход щих газов Цель изобретени - повышение достоверности определени содержани 14 углерода в ванне конвертера в течение всей продувки. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл определени углерода в ванне конвертера, содержащее расходомер кислородного дуть , выход которого подключен ко входу вычислительного устройства, к другому входу которого подключен выход масс-спектрометра отход щих конвертерных газов, вход которого соединен с пробоотборником , введены термозонд, помещенный в конвертер, второй масс-спектрометр состава кислородного дуть , причем выход термозонда подключен через преобразователь сигнала к третьему входу вычислительного устройства, а выход второго масс-спектрометра - к четвертому входу последнего. На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит расходомер 1 кислородного дуть , выход которого соединен с входом вычислительного устройства 2, пробоотборный зонд 3 кислородного дуть , выход которого соединен со входом масс-спектрометра 4, выходом соединенного с другим входом вычислительного устройства 2, термозонд 5, выход которого соединен с входом преобразовател 6, выходом соединенного с третьим входом вычислительного устройства 2, пробоотборный зонд 7 отход щих газов, выход которого соединен с входом масс-спектрометра 8, выходом соединенного с четвертым входом вычислительного устройства 2„ Устройство может быть выполнено из масс-спектрометров MX 1215, оснащенных ЭВМ СМ-1, расходомера кислородного дуть , состо щего из дифманометра ДС-ЭЗ-2500, манометра МАС-Э2, термометра сопротивлени ТСМ-5071. Устройство работает следующим образом . До начала плавки в вычислительное устройство вводитс информаци о значении начального содержани углерода и в расппавленном металле, определ ема , например, путем измерени начальной температуры металла Т . С момента начала плавки измер етс расход кислородного дуть с помощью расходомера 1, одновременно посредством газоотборного зонда 3 и массспектрометра 4 измер етс содержание аргона в кислородном дутье и газоот58

борным зондом 7 и масс-спектрометром 8 измер етс концентраци СО, СОг, Аг и Njj,

Ввиду того, что дл определени скорости обезуглероживани необходимо взаимно-однозначное технологическое соответствие дуть и отход щих газов данные с масс-спектрометров 4 и 8 обрабатываютс в вычислительном устройстве 2 с соответствующими временными задержками, причем в зависимости от особенности технологического оборудовани конвертерного цеха, наибольшее врем запаздывани , может быть как от масс-спектрометра 4, так и от масс-спектрометра 8. При этом задержка в обработке информации от данного масс-спектрометра составл ет разность во времени между наибольшим запаздыванием информации от другого масс-спектрометра. Информаци от расходомера 1 с той же целью обрабатываетс с задержкой на наибольшее врем запаздывани , практически равное максимальному времени запаздывани .

В вычислительном устройстве информа1щ обрабатываетс в соответствии сусловием (4). На выходе вычислительного устройства 2 получаем текущее содержащее углерода.

В конце продувки в ванну конвертера ввод т термозонд, сигнал с выхода которого поступает на преобразователь 6, с выхода которого поступа- ет в устройство 2.

Данна операци выполн етс с целью коррекции- прогноза содержани углерода и температуры металла,

Скорость обезуглероживани зависит от основных параметров плавки: содержани углерода в металле С, температуры ванны Т, интенсивности продувки VQU , времени .продувки t.

Исход из этого определени ,скорость окислени углерода выражаетс зависимостью

--V cc Cr-Tjo 5, CM

- посто нна , которую можно 50 определить из экспериментальных кривых зависимости скорости обезуглероживани от температуры, или на основа- НИИ теоретических расчетов; 55 Т - текуща температураj TO - температура плавлени ; С - содержание углерода.

316

Дл нахождени зависимости скорости окислени углерода от его содержани в ванне конвертера уравнение теплового баланса имеет вид

ЭТ ,

|т-к.

С5)

об CJ) - объемна теплоемкость j С - удельна теплоемкость

стали р - плотность жидкого меTanjja J

- член,учитывающий суммарный тепловой эффект; q - тепловой эффект реакции оки слени углерода.

Так как

то уравнение

- dt запишетс в виде

. dT , dCc

6)

Реша уравнение (6) и выполнив р д преобразований,получаем

(CO+CQ Wj-r-(8)

Скорость окислени углерода V(определ ем из зависимости

:с:- )

о(т-т„)

где СО и концентраци СО и С02 в отход щих газах, м /мин;

k - коэффициент, согласующий размерности.

Расход отход щих газов можно определить , измер баланс инертных комп нентов в кислородном и отход щих газа х у д

.-1з

02

W

orA.-o,oi2N (9)

где VQIJ: - интенсивность продувки (расход кислорода) j

концентраци аргона в кислородном дутье;

А| - концентраци аргона в отход щих газах 5

концентраци азота в отход щих газах.

Подставл С) в С8) и в U), получаем

, а .-оа 1

k() (10) .. Агрр-0,

06 (Т-Т,)

Текущую температуру прогнозируют на основе зависимости

, 2L:2it d

d Nfl Л „-А-,

(11)

T-TH-fT-T +

о n 0

где TO - температура плавлени

Tpi - начальна температура;

Claims

Формула изобретения

Устройство для определения содержания углерода в ванне конвертера, содержащее расходомер кислородного дутья, выход которого подключен ко входу вычислительного устройства, к другому входу которого подключен выход масс-спектрометра отходящих конвертерных газов, вход которого соединен с пробоотборником, отличающееся тем, что, с целью’ повышения достоверности определения содержания углерода в течение всего процесса плавки, в него введены термозонд, помещенный в конвертер, и второй масс-спектрометр состава кислородного дутья, причем выход термозонда подключен через преобразователь сигнала к третьему входу вычислительного устройства, а выход второго масс-спектрометра - к четвертому входу последнего.