Спосіб керування режиму дуття у кисневому конвертері

Реферат: Спосіб керування режиму дуття у кисневому конвертері, при якому додатково вимірюють швидкість зневуглецювання ванни конвертера, амплітуду і частоту коливань тиску газу в робочому просторі конвертера, визначають ступінь допалювання СО до СО2 в порожнині конвертера і за результатами вимірювання настелоутворення змінюють відстань фурми до рівня спокійного металу, а за результатами визначення ступеня допалювання СО до СО2 в порожнині конвертера - інтенсивність подачі кисню у ванну конвертера. UA 71152 U (54) СПОСІБ КЕРУВАННЯ РЕЖИМУ ДУТТЯ У КИСНЕВОМУ КОНВЕРТЕРІ UA 71152 U UA 71152 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до галузі металургії і може використовуватись при конверторному виробництві сталі, зокрема у кисневому конверторі з верхньою продувкою. Найбільш близьким за технічною суттю є спосіб, у якому безперервно вимірюють протягом продувки такі параметри як тиск і інтенсивність подачі кисню, положення фурми, сили реакції опор, тривалість часу від моменту виникнення теплового збурення у конверторі до моменту фіксації цього збурення на температурній характеристиці води, що охолоджує фурму. Цей спосіб враховує усі сили, що діють у процесі продувки на кисневу фурму і дозволяє робити виміри у динаміці плавки. [1] Недоліком відомого способу є те, що не вимірюється швидкість зневуглецювання ванни конвертера, амплітуда і частота коливань тиску газу у робочому просторі конвертера, завдяки чому можна визначити ступінь допалювання СО до СО2, і регулювати відстань фурми до рівня спокійного металу та інтенсивність подачі кисню у ванну конвертера. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити відомий спосіб контролю настилоутворення фурми кисневого конвертора, шляхом введення додаткових вимірювань, які дозволять підвищити точність і забезпечити управління дуттьовим режимом на поточній плавці для запобігання настилоуворення. Спосіб передбачає, що безперервно протягом продувки вимірюють такі параметри, як тиск і інтенсивність подачі кисню, положення фурми, сили реакції опор, тривалість часу від моменту виникнення теплового збурення в конверторі до моменту фіксації цього збурення на температурній характеристиці води, що охолоджує фурму, завдяки чому відбувається уточнення. Цей спосіб враховує усі сили, що діють у процесі продувки на кисневу фурму і дозволяє робити виміри у динаміці плавки [2], новим є те, що додатково вимірюють швидкість зневуглецювання ванни конвертера, амплітуду і частоту коливань тиску газу у робочому просторі конвертера, визначають ступінь допалювання СО до СО2 у порожнині конвертера і за результатами вимірювання настелоутворення змінюють відстань фурми до рівня спокійного металу, а за результатами визначення ступеню допалювання СО до СО2 в порожнині конвертера регулюють інтенсивність подачі кисню у ванну конвертера. Швидкість зневуглецювання визначається наприклад за газовим аналізом. [2] Значення об'ємної частки діоксиду вуглецю від догоряння конвертерного газу  CO2 визначаємо як відношення об'ємних витрат діоксиду вуглецю від догоряння конвертерного газу до суми об'ємних витрат конвертерного газу, який містить вуглець і підсмоктане повітря [2]:  CO2 35 40 22,4 c  CO 12  22,4 22,4 c  c  CO  Kp 12 2  12 ,(1) де К - коефіцієнт пропорційності, δр - розрідження у нижньому перерізі кесона, Па, υс- масова швидкість зневуглецювання, кг/с. Визначивши швидкість зневуглецювання ванни конвертера, амплітуду і частоту коливань тиску газу у робочому просторі, ступінь допалювання СО до СО2, і за результатами вимірювання настелоутворення змінюємо відстань фурми до рівня спокійного металу, а інтенсивність подачі кисню у ванну конвертера визначаємо за результатами ступеня допалювання СО до СО2 у порожнині конвертера. Зміни відстані фурми до рівня спокійного металу і інтенсивності подачі кисню у ванну конвертера виконують періодично, з витримкою часу, наприклад 30 с згідно з залежностями: Hn1  Hn  K1 Hn  Hn1 Xn  Xn1 , якщо при , , або Hn1  Hn  K1 Hn  Hn1 Xn  Xn1 , якщо при , , 45 Hn1  Hn  K1 , якщо при Hn  Hn1 Xn  Xn1 , , або Hn1  Hn  K1 Hn  Hn1 Xn  Xn1 , якщо при , , n1  n  K 2 , якщо при n  n1 ,  CO2n   CO2n1 , , якщо при n  n1 ,  CO2n   CO2n1 , , якщо при n  n1  CO2n   CO2n1 , або 50 n1  n  K 2 n1  n  K 2 , або 1 UA 71152 U n  n1  CO2n   CO2n1 , якщо при , , де ΔH- зміна відстані фурми до рівня спокійного металу, калібр; К1 - коефіцієнт,що дорівнює, наприклад 1 калібр; X - величина настилу, мм; 3 Δν - зміна інтенсивності подачі дуття, м /хв.; К2 - коефіцієнт, що дорівнює, наприклад 0,1 νn; n1  n  K 2 5  CO2 10 15 20 25 30 35 40 - ступінь окиснення конвертерного газу до СО2 в порожнині конвертера; (n-1), n, (n+1) - індекси попереднього, поточного та наступного значення параметра. Розглянемо спосіб на прикладі, який підтверджує безперервне управління дуттьовим режимом для запобігання настилоутворення на кисневій фурмі з великою точністю. Приклад. Суть способу пояснюється структурною схемою, де на кресленні зображено автоматичну систему контролю конвертерної плавки. Головним елементом, у якому відбувається процес отримання з чавуну сталі, є конвертер, зображений на позиції 1, окислення елементів чавуну відбувається за допомогою кисню, який вдувають через фурму 2, а продукти реакцій, що переходять у газову фазу, видаляються через газохід 3. За допомогою вимірювача тиску Метран - 100-ДД-1440-02-МП-t10-015-63 кПа-25-42-СК-М20- ШР14 (10) вимірюється тиск кисню, що подається до фурми, також за допомогою такого ж пристрою вимірюються витрати кисню (11). Температуру води вимірюють за допомогою ТСМУ Метран-274-05-160-0,5-Н10 (0...100 °C) - 4-20мА-БК-Т5-У1.1(0...+70 °C) (8), силу реакції опор вимірюють тензометричним датчиком ДСТ 1778, що розміщений під опори фурми (7), положення фурми фіксують за допомогою однообертового енкодера фірми Siemens, моделі FX20015QP12 (12). Моменти проходження теплових імпульсів контролюються за допомогою диференційної термобатареї, робочі спаї якої знаходяться у трубопроводах, ці спаї з'єднані з внутрішніми спаями батареї термопар холодильника через діелектричні прокладки (6). Початкову температуру процесу визначають за допомогою датчика початкової температури ТПРП Метран-274-05-160-0,5-Н10 (0...100 °C)- 4-20мА-БК-Т5-У1.1(0...+70 °C) (5). Тиск газу контролюється у перехідному газоході ОКГ (13). У склад інформаційно-вимірювальної системи входить перетворювач тиску Метран 100-ДД-1440-02-МП-t10-015-63 кПа-25-42-СК-М20- ШР14, відбірне устаткування, яке містить блок механічної прочистки живого перерізу труби, блок керування і виконуючий механізм. Розрахунок та індикація швидкості зневуглецювання виконуються по витратам і складу відвідних газів (14). Із бункеру 4 відбувається подача сипких матеріалів за допомогою пристрою 9. Усі сигнали надходять до керуючого обчислюваного комплексу (КОК), де у моменти теплового збурення фіксується час запізнення зміни температури води, що охолоджує фурму, і у ці моменти коректується величина настилу, що безперервно вимірюється. Джерела інформації: 1. Пат. 40049 Україна, МПК (2009) С21С 5/46. Спосіб контролю настилеутворення на кисневій фурмі / Богушевський В. С, Сухенко В. Ю.; заявник і патентовласник Нац. техн.. ун-т України "КПІ". - № u200811806; заявл. 03.10. 2008; опубл. 25.03.2009, Бюл. № 6, 2009. 2. УСУ ТП производства стали в конвертерах / B. C. Богушевский, Н. А. Рюмшин, Н. А. Сорокин.-К.: Техника, 1991. - 180 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Спосіб керування режиму дуття у кисневому конвертері, що включає безперервне вимірювання протягом продувки тиску та інтенсивності подачі кисню, положення фурми, сили реакцій опор, температуру води, що охолоджує фурму, тривалість часу від моменту виникнення теплового збурення у конвертері до моменту фіксації цього збурення на температурній характеристиці води, що охолоджує фурму, який відрізняється тим, що додатково вимірюють швидкість зневуглецювання ванни конвертера, амплітуду і частоту коливань тиску газу в робочому просторі конвертера, визначають ступінь допалювання СО до СО2 в порожнині конвертера і за результатами вимірювання настелоутворення змінюють відстань фурми до рівня спокійного металу, а за результатами визначення ступеня допалювання СО до СО2 в порожнині конвертера - інтенсивність подачі кисню у ванну конвертера. 2. Спосіб керування режиму дуття у кисневому конвертері по п. 1, який відрізняється тим, що зміни відстані фурми до рівня спокійного металу і інтенсивності подачі кисню у ванну конвертера виконують періодично, з витримкою часу, наприклад 30 с згідно з залежностями Hn1  Hn  K1 , якщо при Hn  Hn1 , Xn  Xn1 , або 2 UA 71152 U Hn1  Hn  K1 , якщо при Hn  Hn1 , Xn  Xn1 , Hn1  Hn  K1 , якщо при Hn  Hn1 , Xn  Xn1 , 5 або Hn1  Hn  K1 , якщо при Hn  Hn1 , Xn  Xn1 , n1  n  K 2 , якщо при n  n1 ,  CO2n   CO2n1 , або n1  n  K 2 , якщо при n  n1 ,  CO2n   CO2n1 , n1  n  K 2 , якщо при n  n1 ,  CO2n   CO2n1 , 10 15 або n1  n  K 2 , якщо при n  n1 ,  CO2n   CO2n1 , де H - зміна відстані фурми до рівня спокійного металу, калібр; K 1 - коефіцієнт, що дорівнює, наприклад 1 калібр; X - величина настилу, мм; 3  - зміна інтенсивності подачі дуття, м /хв.; K 2 - коефіцієнт, що дорівнює, наприклад 0,1  n ;  CO2 - ступінь окиснення конвертерного газу до СО 2 в порожнині конвертера; n  1 , n, n  1 - індекси попереднього, поточного та наступного значення параметра. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3