Способ непрерывного определения содержания углерода в железоуглеродистом расплаве Советский патент 1985 года по МПК C21C5/30 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам контроля технологических процессов, конкретнее конвертерного обезуглерож вания железоуглеродистых расплавов. Цель изобретения - повышение то,чности определения содержания углерод в железоуглеродистом расплаве. Так как продувку осуществляют ниж уровня расплава, исключается отрицательное влияние на точность измерени температуры реакционной зоны и темпе ратуры ванны окисной пленки и шлака которые всплывают на поверхность ван ны, Соотношения длительностей продувк кислородом и нейтральным газом (1-1,5):1 и продолжительности цикла продувки 30-40 с выбраны на основани обработки экспериментальных данных и обеспечивают высокую точность измере ний, обусловленную стойкостью визиру емого канала против возможности обра . вания настыли на выходном отверстии канала и его разъединения. Нижний предел соотношений 1:1 и верхний предел продолжительности цик ла 40 с соответствуют максимальной длительности продувки нейтральным газом и обусловлены возможностью образования настыли на выходном отверстии канала. Верхний предел соотношения длител ностей 1,5:1 и верхний предел продол жительности цикла 40 с соответствуют максимальному времени продувки кисло родом, которая ограничена возможность разъедания .выходного отверстия канала. Кроме того, нижний предел длитель ности цикла в 30 с определяет мини мальное время, необходимое для устой чивой регистрации измеряемьгх температур. Для обеспечения большей стабильности измерений расходы продуваемых газов в течение всех циклов поддерживаются постоянными. После обработки экспериментальных данных получили квадратичную функциональную зависимость ьТ f (% С), которая выражается следующим математическим уравнением: &Т а + b (% С) - d (% С) где дТ Tp,j - Tg ; Т , - температура реакционной зоны, измеренная при продувке кислородом;Т„ - температура ванны, изьмеренная при продувке нейтральным газом; а, Ь, d - коэффициенты; % С - процентное содержание . углерода в сплаве. Например, при продувке чугуна зависимость имеет вид: йТ -62,2 (% С)2 + 223,6 (% С) + + 1049, при продувке фер эохрома: йТ -12,7 (% С)г + 50,8 (% С) + -н 986,4. Определение содержания углерода по предлагаемому способу осуществляли на укрупненно лабораторном конвертере на расплаве чугуна и феррохрома. Масса заливаемого металла составляла 45-50 кг. Обезуглероживание проводили путем продувки кислородом сверху. Измерение температур производили автоматическим цветовым пирометром ЦЭП-3 через визируемый канал .5 мм, расположенный в стенке футеровки конвертере на расстоянии 95 мм ниже уровня расплава. В течение всего времени нахождения жидкого металла в конвертере через визируемьй канал производили поочередную продувку азотом и кислородом. В момент отбора проб металла по ходу плавки регистрировали расчетное значение содержания углерода в расплаве. По фактическому содержанию углерода в расплаве, определенному химическим анализом из проб металла, и расчетным значениям производили расчет погрешностей измерений. Оценку погрешностей измерений способа с прототипом производили путем сравнения их расчетных значений для одних и тех же концентраций углерода в чугуне. Пример 1. Осуществляли обезуглероживание чугуна с исходным содержанием углерода 4,5%. Вес залитого металла 50 кг. Соотношение длительностей продувки кисловодом и азотом 1:1. Продолжительность цикла 30 с. Расход продуваемых газов 25 л/мин. Измеренное значение температуры в месте продувки кислородом Тр, 2293°С. Измеренное значение температуры ванны в месте продувки азотом Tg 1370°С. Градиент температуры йТ Tp,j, - Т 6 2293 1370 923°С. Расчетное содержание углерода: 923 -62,2 (% С) + 223,6 (% С) + -t- 1049 (% С) 4,04. Фактическое содержание углерода в момент измерения 3,9%, Погрешность в измерении по предлагаемому способу .4,04 - 3,9 100% 3,7%, 3,9 Перегрев реакционной зоны при концентрации углерода % С по прототипу составляет 900°С, что соответствует возможному фактическому содержанию углерода в чугуне % С 3,9 + 0,3. Погрешность по прототипу 0,3 100% 7,7%. 3,9 Пример 2. Обезуглероживал чугун с исходньм содержанием углеро да 4,5%. Вес залитого металла 50 кг Соотношение .длительности продувки кислородом и азотом 1,5:1. Длительность цикла 40 с. Расход продуваемых газов 20 л/мин. Измеренное зна чение температуры в месте цродувки кислородом Тр.г 2615С. Измеренное значение температуры ванны в месте продувки азотом Tg 1430°С. 1 радие - Т 2615температуры ьТ 1430 1185С. Расчетное содержание углерода; 1185 -62,2 (% С)2 + 223,6 (% С + 1049 (% С) 2,82. Фактическое содержание углерода чугуне в момент измерения 3%. Погрешность в измерении (3 - 2,82).100% 3 Перегрев реакционной зоны при концентрации.углерода % С 3% по. про1090С, тотипу составляет t что соответствует возможному фактическому содержанию углерода в чугуне: % С 3 + 0,7. Погрешность в измерении для концентрации углерода % С 3 по прототипу100% 23,3%. Сравнение погрешностей измерения предлагаемьо способом и прототипом показывает, что первый обладает более высокой точностью определения содержания углерода в чугуне, особенно на наиболее важном конечном этапе продувки, позволяет с более высокой точностью контролировать процесс обезуглероживания и обусловливает возможность повышения технико-экономическач; показателей конвертерно1ГО производства.

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕРОДА В ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТОМ РАСПЛАВЕ, включающий продувку кислородом с измерением температуры в месте продувки и расчет содержания углерода, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определе .. - ления содержания углерод в расплаве, поочередно с продувкой кислородом осуществляют продувку нейтральным газом с измерением температуры в месте продувки при соотношении длительностей продувки кислородом и нейтральным газом