Способ выплаки стали в конвертере Советский патент 1992 года по МПК C21C5/32 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при управлении кислородно-конвертерным процессом.

Известный способ состоит в том, что периодически изменяют амплитуду движения фурмы в пределах 20-100% от средней высоты фурмы над уровнем спокойной ванны в данный период плавки, при этом цикл изменения амплитуды составляет 1-5% продолжительности продувки.

Недостатком известного способа является то, что в нем отсутствует оперативная информация о скорости обезуглероживания в каждом цикле перемещения фурмы, что приводит к выносу и выбросу металла, т.е. к снижению выхода годного.

Целью изобретения является повышение выхода годного

Благодаря зондирующему воздействию циклического движения фурмы на процесс обезуглероживания по ходу продувки расплава удается получить информацию о величине скорости обезуглероживания.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе дополнительно используется влияние циклического движения фурмы на температуру отходящих газов в газоотводящем тракте и по виду кривой определяются моменты начала и окончания установившейся максимальной скорости обезуглероживания, а также определяется величина максимальной скорости обезуглероживания.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом способе при циклическом перемещении фурмы путем вы деления и анализа тангенсов угла наклона

«XJ

ю

сЈ

00

колебаний температуры отходящих газов в каждом цикле колебаний определяется величина скорости обезуглероживания, а по моменту резкого увеличения или уменьшения амплитуды колебаний температуры отходящих газов определяются моменты роста или спада максимальной скорости обезуглероживания по ходу продувки.

В конвертерном процессе при продувке металла важное значение имеет определение моментов начала возрастания и спада колебаний максимальной скорости обезуглероживания, так как, зная моменты начала возрастания скорости обезуглероживания можно оперативно принимать меры по уменьшению выбросов и выносов металла, правильно оценивать ход продувки расплава, а. зная момент спада максимальной скорости обезуглероживания, прогнозировать время окончания продувки.

С другой стороны, имея информацию о скорости изменения температуры отходящих газов, определенную по тангенсу угла наклона сигнала, которая эквивалентна скорости обезуглероживания, представляется возможность контролировать продувку при динамическом управлении процессом рафинирования металла, т.е. производить контроль скорости обезуглероживания вуз- ком временном диапазоне за один цикл колебания фурмы.

Следовательно, наличие информации о величине скорости обезуглероживания синхронно с ее изменением обеспечивает своевременное динамическое управление плавкой, т.е. принятие технологических операций, предотвращающих выбросы и выносы металла, что повышает выход годного и производительность конвертера.

Способ осуществляется следующим образом

Кислородную фурму опускают и начинают продувку ванны конвертера, состоящей из металлолома и расплавленного чугуна. По истечении 4-5 мин после расплавления металлолома начинают циклическое перемещение кислородной фурмы изменяют амплитуду колебаний в 20-100% от среднего значения и с временным циклом 1-5% от продолжительности продувки. Измеряют температуру отходящих газов и при достижении колебания амплитуды температуры отходящих газов 20-40°С определяют момент установления максимальной скорости обезуглероживания, а при снижении амплитуды колебаний прекращают циклическое перемещение фурмы. Величина скорости обезуглероживания в каждом цикле перемещения фурмы определяется тангенсом

угла наклона каждого полупермода колебания температуры отходящих газов.

На фиг. 1 приведены кривые изменения температуры отходящих газов и положения

фурмы за время продувки расплава; на фиг. 2 - изменение температуры отходящих газов to г.° и ее скорости V0.r dt0 r /dt за время продувки.

Проверка способа проводилась на 160тонном конвертере Енакиевского металлургического завода. Результаты исследований приведены ниже.

Величина амплитуды циклического движения фурмы выбрана 60% от среднего рабочего положения. Циклическое движение фурмы начиналось после расплавления металлолома в конвертере (4-5 мин) и заканчивалось после спада максимальной скорости обезуглероживания.

Выбранная величина амплитуды циклического движения фурмы обусловливалась максимумом дожигания СО до С02 в полости конвертера, которое рассчитывалось по тепловому балансовому методу, на предыдущих плавках.

На основании опытных плавок (фиг. 1} видно, что при вертикально-циклическом движении фурмы сигнал температуры отходящих газов, т.е. его колебания с максимальной амплитудой, наглядно отражают временной интервал начала и конца максимума скорости обезуглероживания. Стрелками показаны моменты подачи шла- кообразующих компонентов СаО. начало и

конец максимальной скорости обезуглероживания.

На фиг. 2 показаны фрагменты измерения амплитуды колебаний температуры отходящих газов to.r ° (кривая 1) в период

максимальной скорости обезуглероживания и соответствующее изменение тангенсов угла наклона tg а сигнала температуры отходящих газов (кривая 2). Также на фиг. 2 приведены три зависимости а. б, в для трех

опытных плавок, которые показывают, что временной интервал максимальной скорости обезуглероживания во время продувки может иметь различную длительность и различную величину максимальной скорости

обезуглероживания.

Установлено, что тангенсы углов наклона tg а, измеряемые как скорость V0 г изме- нения за 1 с величины температуры отходящих газов to г °, выраженной в процентах шкалы прибора (%с) могут принимать различные значения. Так. из фиг. 2а следует, что в этом случае скорость обезуглероживания, которая эквивалентна ганген- су угла наклона V0 r растет интенсивно, то в

этом случае возможны выбросы и выносы металла из конвертера. На фиг. 26 показан нормальный ход процесса обезуглероживания, а на фиг. 2в процесс обезуглероживания протекает вяло, не интенсивно.

Следовательно, каждой конкретной плавке соответствует своя характерная траектория максимальной скорости обезуглероживания, которую необходимо учитывать при продувке расплава. На основе получен- ной информации можно своевременно по ходу продувки принимать соответствующие меры для предотвращения выбросов и выносов металла из конвертера, для ведения продувки в заданном режиме.

На основании опытных плавок следует, что колебаниям скорости изменения температуры отходящих газов Vo.г. можно определять среднюю скорость обезуглероживания Vc в диапазоне максимальной скорости обе- зутлероживания, а также можно определять ее значение для каждого периода колебаний фурмы.

Следует отметить, что практически по спаду максимальной скорости обезуглеро- живания Vc, по ходу продувки возможно прогнозировать содержание углерода в выплавляемой стали.

Таким образом, предлагаемый способ выплавки стали, использующий технологию с вертикально-циклическим движением фурмы, например, при достижении СО до СОа, позволяет уменьшить выбросы и выносы металла из конвертера, путем определения моментов времени роста и спада скорости обезуглероживания, что позволит прогнозировать величину текущей и конечной скорости обезуглероживания. Кроме того, предложенный способ дает возможность контролировать биение скорости обезуг- лероживания в каждом полупериоде колебания фурмы и оперативно принимать необходимые меры для предотвращения выбросов, выносов металла.

За счет уменьшения количество выбросов и выносов металла со шлаком выход годного металла повышается на 0,2-0,4%.

Способ может быть реализован, как на базе имеющегося в сталеплавильном цехе оборудования, так и на специальной аппаратуре управления кислородной фурмой с использованием цифровой вычислительной техники.

Формула изобретения

1.Способ выплавки стали в конвертере, включающий продувку кислородом чугуна через фурму, совершающую возвратно-по- ступательное движение в вертикальном направлении, периодическое изменение амплитуды движения фурмы в пределах 20- 100% от средней высоты фурмы над уровнем спокойной ванны в данный период плавки с циклом изменения амплитуды, равным 1-5% продолжительности продувки, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного металла и производительности конвертера, циклическое перемещение кислородной фурмы начинают на 4-5 мин продувки, измеряют температуру отходящих газов в газоходе отводящего тракта конвертера и по началу колебаний температуры отходящих газов с установившейся максимальной амплитудой 20-40°С определяют момент достижения максимальной скорости обезуглероживания, затем по уменьшению амплитуды колебаний температуры отходящих газов определяют спад максимальной скорости обезуглероживания и прекращают циклическое перемещение кислородной фурмы.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину скорости обезуглероживания в расплаве по ходу продувки определяют по тангенсу угла наклона каждого полупериода колебаний температуры отходящих газов.

Ik o

(SS

0,35

L

Использование: в черной металлургии и может быть использовано при управлении кислородно-конвертерным процессом. Способ позволяет по ходу продувки расплава получить информацию о величине скорости обезуглероживания, Сущность изобретения: определяют влияние циклического движения кислородной фурмы на температуру (Т) отходящих газов в газоотводящем тракте, измеряют Т и по виду кривой о предел я ют моменты начала и окончания установившейся максимальной скорости обезуглероживания, а также величину максимальной скорости обезуглероживания. Циклическое перемещение фурмы начинают на 4-5 мин продувки, измеряют Т отходящих газов в газоходе отводящего тракта конвертера и по началу колебаний температуры отходящих газов с установившейся максимальной амплитудой 20-40°С определяют момент максимальной скорости обезуглероживания. После определения ее спада прекращают циклическое перемещение фурмы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

CoO,3r

CaO,3r

4° OfУо.Г.о/С

(-ОГ/еШКрЩ J /юилпай

npubopa

Q

/ Ар -Ц5 /- /Чи/ ЛАЛЛЛЛЛЛ/у

0

v t/o

0 40

0

to

ftMuH.

IT

is

Mi, мин

ig

/ мин.

, 2(/ мг/я