Способ управления положением фурмы в ковше Советский патент 1991 года по МПК C21C7/72 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к обработке стгли в ковше нейтральными газами

Деть изобретения - сокращение времени продувки и расхода аргона

На,фиг о 1 и 2 приведены установленные на холодных моделях зависимости интенсивности вибрации ковша от положения фурмыс

При продувке стали в ковше нейтральным газом с помощью погружной фурмы важными параметрами обработки являются глубина погружения и радиус расположения фурмы0 При определенных глубине погружения и радиусе расположения фурмы достигается максимальная интенсивность перемешивания металла в ковше (лри постоянном расходе iasa)c йри этом обеспечивается

минимальная длительность полного смешения стали в ковше с целью усреднения химического состава и температуры сталио Таким образом, при оптимальном положении фурмы в ковше дост тигаются повышение производительности установки длг продувки нейтральным газом и минимальные расходы нейтрального газа

Суцносаь способа заключается в следующем D

Экспериментально установлено, что на частотах 100-400 Гц интенсивность вибрации ковша при погружении фурмы или при ее смещении относительно оси ковша к стенке изменяется и при определенных положениях фурмы интенсивность вибрации принимает, максимальные

О)

го

значения,, Установлено, что при данном положении фурмы интенсивность перемешивания металла в ковше и скорость потоков максимальна, а продол- жителыюсть полного перемешивания минимс пьна„

В экспериментах текущее значение интенсивности вибрации ковша I сравнивали со значением интенсивности виб рации при расположении фурмы у поверхности металла в ковше 1ПОЬ (1т/1Пое Параллельно оценивали интенсивность перемешивания через показатель спов/1т В отношении ЈП06 /Јт величина ЈП05 - время полного смешения при расположении фурмы у поверхности металла в ковше, а Ј-,- - время полного смешения при погружении ф,рмы

Длительность полного смешения водяной ванны определяли с помощью используемого в качестве источника переменного тока мостика Уитсона и двух платьновых электродов, установленных в двух местах ковша В модель ковша с водой влили 5 см3 насыщенного водного раствора хлористого калия и зарегистрировали с помощью прибора зависимость от времени электрической проводимости состава ванны между электродами о При этом измеряли время в течение которого величина электрической проводимости стабилизируется и достигнет постоянного значения Эта величина является параметром для оценки интенсивности перемешивания ванны, с помощью которой оценивали влияние положения фурмы в ковше0 Из фиг о 1 видно, что кривая изменения показателя интенсивности перемешивания полностью повторяет (симбатка) вид кривой изменения интенсивности вибрации ковшао На участке 1 () при погружении фурмы показатель ин- тенсивности перемешивания увеличивается с Одновременно растет интенсивность вибрации На определенной глубине оба параметра достигают максимальных значений Далее на участке 2 величина показателя интенсивности перемешивания уменьшается и соответственно уменьшается интенсивность вибрации Снижение показателей интенсивности перемешивания и интенсив- ности вибрации ковша на участке 2 объясняется тем, что при чрезмерном аглублении погрупшой фурмы газовая струя начинает взаимодействовать с

днищем ковиа и часть энергии струи расходуется на это взаимодействие,. Тогда мрньшая часть энергии ч-труи расходуется на циркуляционное перемешивание,, По мере приближения к днищу все меньшая часть энергии струи расходуется на циркуляционное перемешивание и большая на взаимодействие с днищем и отсюда показатель интенсивности перемешивания уменьшается и соответственно уменьшается интенсивность вибрации ковша

Приведенная на фиг 1 зависимость установлена для вибрации ковша на частоте 100-400 Гц На частотах меньше 100 Гц и больше 400 Гц не наблюдали симбатного расположения кривых изменения показателей интенсивности перемешивания и интенсивности вибрации ковша Поэтому интенсивность вибрации ковша на частотах меньше 100 Гц и больше 400 Гц не может быть принята для оценки оптимального погружения фурмы в металл ковша i

На холодной модели проведены

эксперименты для определения оптималъ ного положения фурмы относительно оси ковша При этом при различной глубине погружения фурмы изменяли положения фурмы относительно оси ковша На фиг 2 приведено изменение интенсивности вибрации ковша при погружении на глубину h, равную 1/2 высоты жидкости в ковше Н по мере удаления от оси ковша к стенке Текущее значение величины вибрации 1Г сравнивали со значением интенсивности вибрации при расположении фурмы по оси ковиа Ioot « Параллельно об интенсивности перемешивания судили по показателю Ј-ось/ Ј т где 0Г( время полного смешения при расположении фурмы по оси ковша, а ст - значение времени полного перемешивания при удалении фурмы от оси ковша На фиг 2 показан вид кривой изменения показателя интенсивности перемешивания (кривые симбатны) При удалении фурмы от оси ковша (фиг„ 2, участок 3) увеличивается показатель соответственно увеличивается интенсивность вибрации При некотором удалении фурмы от .оси интенсивность вибраций максимальна и величина показателя интенсивности перемешивания также максимальна При дальнейшем удалении фурмы от оси (фиг 2, участок 4) Газовая струя взаимодействует со стенкой ковша Поэтому меньшая

516

часть энергии струи расходуется на перемешивание и показатель интенсивности, перемешиваниг с ось / Јт уменьшается По tepe приближения к стенке и усиления взаимодействия газовой струи со стенкой оба показателя уменшаются а Полученные данные доказывают что величина максимальной интенсивности вибрации ковша может быть выб- рана в качестве определяющей величины при оценке оптимального положения фурмы относительно оси ковша

Экспериментальная проверка способ была проведена также при продувке стали в 1-тонном ковше При изменении положения фурмы по глубине ковша и относительно оси ковша регистрирующие интенсивность вибрации приборы фиксировали максимальные значения ин тенсивности вибрации Максимальному значению интенсивности вибрации соответствовала максимальная интенсивность перемешивания и минимальная длительность полного смешения„ Ука- занные зависимости при продувке металла в ковше фиксировали только на частотах 100-400 Гц

Таким образом, контролируя вибрацию ковша на частоте 100-400 Гц и из- меняя положение фурмы при продувке нейтральным газом, по максимальной интенсивности вибрации можно определить оптимальную глубину погружения и радиус расположения фурмы, при которых интенсивность перемешивания максимальна

Проверка реализации способа определения положения погружной фурмы в ковые проведена при продувке стали в 1-тонном ковшео Сталь выплавляли в конвертере, выпускали в ковш, отбирали пробу и подавали на стенд под продувкуо Продувку осуществляли при при помощи погружной фурмы с расходом аргона 0,08 м3/мин„ в течение 6 мин0

Результаты опробования приведены в таблице

Ковши 1-8 продували на стенде, дис- кретно изменяя в каждом случае положение погружной фурмы В опытах 1-5 фурму располагали по оси и изменяли глубину погружения В опытах 6-8 при постоянной глубине 0,8 от высоты ме- талла в ковше смещали фурму относительно оси ковша Перед продувкой в ковшах 1-8 по прототипу осуществляли присадку меди Медь служила индика

JQ

j 5 70 5

о

.Q

5

5

0

16

тором и по ее распределению судитш о полноте перемешивания металла в ковшг, Пробы на содержание меди отбирали через каждые 30 с продувки, О достижении полного смешения судили, еспи относительная доля индикатора в разных локальных объемах ковша различалась менее, чем на 5%0

Параллельно в опытах на ковшах 1-8 фиксировали с помощью вибродатчи- ков интенсивность вибрации на частоте 200 Гц0

В опыте 9 изменяли положение фурмы в объеме ковша непрерывно; сначала по глубине до достижения максимальной интенсивности вибрации, затем при данной глубине по радиусу ковша до достижения максимальной интенсивности вибрации о По предлагаемо способу определили оптимальные глубину ч радиус расположения фурмы,,

Опыты проведенные по прототипу,показали, что при дискретном изменении положения фурмы по глубине ковша длительность полного смешения минимальна при глубине погружения 0,8 от высоты металла в ковше 4, а при отклонении фурмы от оси ковша длительность полного смешения минимальна при смещении фурмы от оси на 0,6 при радиусе ковша (кови 3)0 Этим значениям соответствуют максимальные значения интенсивности вибрации ковшао Для определения оптимального положения фурмы потребовалось восемь опытов о

В опыте 9 непрерывно изменяли положение фурмы и непрерывно фиксировали интенсивность вибрации Максимальные значения интенсивности вибрации установлены при параметрах: h/H 0,84 и г 0,68Ro Для определения оптимального положения фурмы по предлагаемому способу потребовался только один опыт вместо восьми по прототипу Кроме того, оптимальное положение фурмы по предлагаемому способу определяется более точно

Таким образом, использование способа позволяет в 5-8 раз быстрее в сравнении с прототипом определить оптимальные глубину погружения и радиус расположения фурмы Кроме того, повышается точность определения и появляется возможность автоматического управления положением погружной фурмы при продувке нейтральным газом

Установка фурмы в оптимальном положении позволяет достигнуть полного

смешения стали в колше за меньшую длительность продувки, что обеспечивает сокращение расхода аргона на продувку на 0,016 м3/т сталИо

Формула изобретения

Способ управления положением фурмы в ковше, преимущественно при обработке металла газом, включающий изменение положения фурмы в вертикальной и

16204918

горизонтальной плоскостях в зависимости от изменения косвенного параметра, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени продувки и расхода аргона, в качестве косвенного параметра используют вибрацию ковша на частотах 100-400 Гц, причем изменяют положение фурмы до достижения максимальной интенсивности вибрациио

10

Изобретение относится к черной металлургии Целью изобретения является сокращение времени продувки и расхода аргона0 Область применения - обработка стали в ковше нейтральными газамио Существо изобретения заключается в том, что при изменении положения фурмы контролируют вибрацию ковша на частоте 100-400 Гц, а оптимальные глубину погружения и радиус расположения фурмы определяют по максимальной интенсивности виб - рации на указанной частоте„ 1 табл, 2 ило S3

Глубина погруженияфурмы, h/H

Расположение фурмы относительно оси ковша

1 ,, 3

4 5 6 7 8 9

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,8 0,8 0,8 0,84

По оси

«.

„ П -Ч-

0,3 0,5 0,6 0,68

В знаменателе расход,

I

I f

О 1}5 2/5 №

и

Глубина погружения $ш«й,., „. внсатб} жидкости 0 №8м/е Фиг.1

иввибшкаричри2

Длительность полного смешения , мин-с

4-00/0,32

3-30/0,28

3-30/0,28

2-30/0,2

3-00/0,24

2-30/0,2

2-30/0,2

2-00/0,16

1-50/0,144

4/5 1

Ј