Спосіб регулювання виносу оксиду вуглецю в металургійному процесі плавлення

1. Спосіб регулювання виносу СО при одержанні сталі, в якому у розплав (3) подають кисень 3 чення від заданого значення вживають заходів для запобігання ефекту кипіння. При цьому потік вуглецю задає кількість вуглецю, що відводиться в одиницю часу у вигляді CO і/або СО2, наприклад, у кілограмах за секунду. Якщо фактичне значення відстає від теоретичного значення, то це є явною вказівкою того, що в розплаві відбувається скупчення газу, що містить окисел вуглецю, і забезпечує можливість своєчасної ініціації відповідних контрзаходів для зменшення або навіть запобігання раптового підйому газових пухирів. За рахунок цього підвищується також безпека агрегату. Вказаний спосіб можна застосовувати в конвертерах, конвертерах аргоново-кисневого рафінування і, зокрема, також у печах електродуг. Фактичне значення потоку вуглецю можна визначати з аналізу складу газів, що відходять через випускний отвір. При цьому можна також визначати вміст окислу вуглецю і діоксиду вуглецю, наприклад, за допомогою газової хроматографії або газового аналізу за допомогою лазера. Задане значення відхідного потоку вуглецю можна обчислювати, серед іншого, з кількості кисню, що подається у розплав, і вмісту вуглецю у розплаві. При цьому можна також при необхідності враховувати кількість вуглецю, що подається у піч електродуги для регулювання пінистого шлаку. Для роботи агрегату особливо переважним є можливо більш постійний потік вуглецю, який не має швидких коливань. За допомогою розрахунку заданого значення потоку вуглецю можна у будьякий час за допомогою порівняння з фактичним значенням визначати, чи відбувається у розплаві накопичення окислу вуглецю. Оцінка порівняння між заданим значенням і фактичним значенням забезпечує можливість своєчасного прийняття контрзаходів. При цьому можна зменшувати або припиняти подачу кисню у розплав, або можна подавати додатковий вуглець. За рахунок зменшення подачі кисню спочатку запобігається утворення додаткового окислу вуглецю. У протилежність цьому, додаткове уприскування вуглецю може приводити до безпосереднього утворення пухирців окислу вуглецю, за рахунок чого при необхідності провокується підйом інших скупчень газу з розплаву. Нижче приводиться докладне пояснення винаходу з посиланнями на прикладені креслення, на яких зображено: Фіг.1 - схема агрегату для металургійного процесу плавлення; Фіг.2 - графічна схема регулювання металургійного процесу плавлення; Фіг.3 - характеристики металургійного процесу плавлення. На Фіг.1 показана принципова схема агрегату 1 для металургійного процесу плавлення. Агрегат 1 може бути конвертером, конвертером аргоновокисневого рафінування, піччю електродуги або т.п., зокрема, для одержання сталі. У резервуарі 2 знаходиться розплавлена у розплав 3 сировина, який покритий на верхній стороні 4 шаром 5 шлаку. Через продувальні труби 6 у розплав 3 можна подавати в перший момент часу (t1) кисень або вуглець. Практично відома, щонайменше, кількість 93422 4 (m0) кисню, що подається. В зоні розплаву 3 вуглець і кисень вступають в реакцію з утворенням окислу вуглецю: С+½O2СО. При цьому може відбуватися окислення вуглецю, що походить з розплавленої сировини, або ж вуглецю, що подається через продувальну трубу 6. Окисел вуглецю спочатку розчинений в розплаві 3, відповідно, утримується в ньому у вигляді дрібних газових пухирів і переходить, щонайменше, частково в газову фазу, при цьому газові пухирі піднімаються до верхньої сторони 4 розплаву 3 і пронизують шар 5 шлаку, так що окисел вуглецю йде спочатку у газовий простір 7 над шаром шлаку. У газовому просторі 7 частина окислу вуглецю реагує з киснем з утворенням діоксиду вуглецю: СО+½О2СО2. В газовому просторі 7 розташований випуск 8 відхідних газів, через який виходять гази з газового простору 7, що містять вуглець. Через щілину 26 у випуску відхідних газів засмоктується кисень (О2), за рахунок чого здійснюється допалювання відхідних газів. Вони можуть подаватися в так звану установку для видалення пилу з первинного газу (не зображена), а потім у фільтрувальну установку. У випуску 8 відхідних газів знаходиться вимірювальний пристрій 9 для аналізу складу відхідних газів, що виходять з агрегату 1. При цьому, зокрема, визначається у будь-який момент (tmess) вимірювання кількість частинок, що містять вуглець, у відхідних газах і з нього - задане значення (VCist) потоку кисню d[C]/dt. На Фіг.2 показана графічна схема 10 представленого способу. На стадії 11 способу розраховують, наприклад, з поданого в перший момент часу t1 у розплав кількості кисню і з кількості вуглецю, що міститься у цей момент часу у розплаві, перший вуглецевий баланс у розплаві. З цього вуглецевого балансу на стадії 12 способу розраховують задане значення VCsoll вуглецевого потоку d[C]/dt, що виходить з розплаву. При цьому враховується решта процесів, такі як, наприклад, серед іншого, окислення заліза і кремнію. Задане значення VCsoll можна вимірювати, наприклад, в кілограмах на одиницю часу. Паралельно з визначенням заданого значення VCsoll на стадії 13 способу аналізують визначений за допомогою вимірювального пристрою 9 склад відхідних газів, що виходять у момент часу tmess, і на стадії 14 способу розраховують на основі аналізу фактичне значення VCist вуглецевого вихідного потоку d[C]/dt. Момент часу tmess вимірювання вибраний сприятливо, коли він слідує за першим моментом часу t1 по закінченні - різниці часу t5,8 від виникнення окислу вуглецю у розплаві 3 до підйому виниклих газів, що містять вуглець, до вимірювального пристрою 9 у випуску 8 відхідних газів і - різниці часу t8 від вимірювання і аналізу складу відхідних газів за допомогою вимірювального пристрою 9. На стадії 15 способу порівнюють фактичне значення VCist і задане значення VCsoll з урахуванням вимірювання інтервалу часу t5,8+t8, що пройшов між першим моментом часу t1 і моментом часу tmess. Якщо задане значення VCsoll менше фактичного значення VCist, то це указує на скупчення 5 окислу вуглецю в розплаві. На стадії 16 способу оцінюють відхилення між фактичним значенням VCist і заданим значенням VCsoll. При необхідності можна визначати також фактичне значення mCist і задане значення mCsoll кисню, що виходить з початку подачі, у момент часу t0 кількості (Cges) вуглецю. Якщо відхилення між фактичним значенням VCist і заданим значенням VCsoll перевищує порогове значення, то на стадії 17 способу ініціюють контрзаходи. Необхідний для виконання стадій 1117 способу проміжок часу t8,4 є часом реакції, який потрібен для прийняття контрзаходів, які складаються з регулювання кількості подачі кисню або додаткового вуглецю у розплав З через продувальні труби 6. На основі кривих 18-21 графіків 22 і 23 на Фіг.3 можна бачити принцип дії способу. На графіку 22 залежно від часу t показані крива 18 заданого значення VCsoll і крива 19 фактичного значення VCist вуглецевих потоків. З початкового моменту часу t0 подачі кисню у розплав 3 можна обраховувати задане значення VCsoll. До визначення з величин вимірювання вимірювального пристрою 9 у випуску 8 відхідних газів кількості вуглецю, що міститься у відхідних газах, проходить проміжок часу t5,8+t8. Крива 18 показує бажаний постійний вихід вуглецю при очікуваному, приблизно постійному або слабо падаючому заданому значенні VCsoll 93422 6 потоку вуглецю. В ідеальному випадку фактичне значення VCist із затримкою t5,8+t8 повинне повторювати хід зміни заданого значення. Насправді вуглець виходить не так рівномірно з розплаву. Це приводить до відхилення кривої 19 фактичного значення vCist від кривої 18 заданого значення VCsoll, при цьому допустимі коливання навколо ходу кривої 18 всередині порогових значень. Якщо інтегрувати потік вуглецю в часі, то можна визначати з цього фактичне значення mCist і задане значення mCsoll кількості (Cges) вуглецю, що виходить з початку подачі кисню у момент часу t0. Крива 20 показує хід зміни відповідного кривій 18 заданого значення mCsoll, а крива 21 - відповідного кривій 19 фактичного значення mCist. З моменту часу t2 спостерігається плоске проходження кривої 21 фактичного значення mCist загальної кількості Cges вуглецю. Це указує на те, що в розплаві скопився окисел вуглецю. Без регулювання у більш пізній, не передбачений момент часу t3 скупчення може раптово піднятися у великому газовому пухирі, що показано на кривій 21 у вигляді височини 25. Спосіб, згідно з винаходом, дозволяє розпізнавати таку плоску ділянку 24 кривої 21 на основі оцінки заданого значення VCsoll і фактичного значення VCist потоку вуглецю, і служить для прийняття відповідних контрзаходів для запобігання ефектів кипіння. 7 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 93422 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601