Способ контроля скорости обезуглероживания металла в конвертере и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01N27/02 

(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ МЕТАЛЛА В КОНВЕРТЕРЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Йзобретерше относится к контролю про цесса плавки в металлургической промьоиленности, Б частности контролю скорости обезуглероживания в конвертере. Известен способ контроля скорости обезуглероживания, основанный на расчете скорости обезуглероживания по ресз Гльтатам измерения удельной электротроводности и тока, индуцированного при движении потока газа в направлении, перпендикулярном его магнитному полю в одной и той же точке 1 . Недостатком данного способа яв1шется низкая точность контроля, обусловленная трудностью точного измерения абсолютных значений удельной проводимости из-за влияния магнитного поля. Наиболее Олязким к предлагаемому является устройство, содержащее измеритель электропроводности, на вход которого подключена установленная в ядре потока отходящих газов пара электродов, и вычислительное устройство t 3 Недостатком устройства является сложность его реализации, связанная с созданием мощного магнитного поля в газоходе, а также не учитывается влияние температуры на результаты расч эта скорости обезуглеро сивания. Цель изофетения - повышение точности контроля. Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля скорюсти обезуглероживания, преимущественно в конве| , основанного на и;м«1ерении электропроводности ядра потока отходящих газов, дополнительно измеряют температур от ходящего газа, а измерение электропроводности осуществляют одновременна в двух точках по ходу потока отходяишх газов, сравнивают их между собой и с учетом полученных результатов осуществляют контроль скорости обезуглероживания по формуле - G: tC-OA-Pt где К - коэффициент пропорщюнальности (); V - скорость обезуглероживагшя, %/мин; g - площадь поперечного сечения газохода, м ; 0|, - садка конвертера, т; С - время продувки, мин; t - температура газа. К; L - расстояние между точками иэмере1шя электропроводности, м; ДС- время прохожде1шя газом расстояния L между точками измерения мин; tjCtr)- коэффициент угара металла, определяется технологическими особен ностями процесса. Для условий пр дувки конвертера через 4-х сш ловую фурму с углом наклона сопел к вертикали 2О. ъсом-ьсгг;, где t) О,ОО5 мин . находится, из условия максимума взаимно корреляционной функции R (С ) ЯСС) 4 I (t)((t- дт ХАГ (2) где Т - время усреднения, Gf Дл - проводимость газового промежут ка между электродами каждой пары в точках 1и 2 соответственно. Поток отходящих конвертерных газов является турбулентным (число Рейнольдса для него 10), поэтому в нем существуют флюкгуахши физических характеристик газа с частотами 5О-8О Гц. Сле довательно, характерный масштаб неоднородности i6. при скоростях потока 0°1О-20 м/с, м д ,2-0,3. Последовательная регистрация движущейся неоднородности электропроводност в двух точках, расположенных вдоль пот ка на расстоянии L , позволяет определить его скорость Ь /ДТ в ядре. Уверенное определение ДТкоррелйцион ным методом (2) возможно при Ь(2-3) Дб ,.т.е. при L О,4-Ю,6 м Связь скорости обезуглероживания ме талла со скоростью потока находится из соотношения (1), Наиболее точно соотно шение (1) выполняется в ядре потока о ходящих газов, ввиду сохранения началь ных значений скорости исходящих из гор ловшп,г газов по всему ядру потока. Vlcпoльзoвaниe свойств электропроводости отходящих газов в качестве носиеля информации о скорости потока целеообразно, во-первых, ввиду того, что меод основан на регистрации флюктуации, Амплитуда флюзктуаций проводимости наибольшая, во-вторых, ввиду наибольшей ростоты ее измерений в локальной обасти - ядре факела. Способ осуществляется Следующим обкразом. В ядре потока отхоД1шшх газов, например, на уровне верхней части кессона в точках, расположенных на расстоянии 0,4- 0,6 м по вертикали, одновременно измеряют изменения проводимости газа любым извест. ным методом, например, при помощи электродов и абсолютные значения температуры зоны с контролируемой электропроводностью. Измерения температуры осуществляют, например, оптическим пирометром. Далее определяют время Д С прохождения газом расстояния между точками, в которых измеряют проводимость путем сравнения временных зависимос ей, например, по максимуму взаимно корреляпиjoHHofi функции (2). И далее по формуле (1) находят скорость обезуглероживания. На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 - блок-схема вычислительного устройства; на фиг. 3 - измерительный электрод. Устройство содержит (фиг. 1) две пары электродов 1 и 2, датчик 3 температуры газа, иэмеритета 4 и 5 электропроводности, измеритель 6 температуры, блок 7 сравнения, вычислительное устройство 8, конвертер 9, кессон 10, камин 11, ядро факела 12. Выходы аагчиков электродов 1 и 2, подключены к измерителям 4 и 5, выход датчика 3 температуры подключен к измерителю 6 температуры, выходы измерителей 4 и 5 электропроводности подключены к вкоду блока 7 сравнения, выходы измерителя 6 температуры и блока 7 сравнения подключены к входам вычислительного устройства 8. Внутренняя структура вычислительного устройства 8 (фиг. 2) содержит блок 13 деления, первый блок 14 умножения, второй блок 15 умножения, блок 16 вычитания, генератор 17 пилообразного напряжения, блок 18 ввода коэффициентов, причем блоки соединены между собой последовательно, выход блока 14 подключен к первому входу блока 13, ко второму входу которого подключен блок 18, выход блока 13 является выходом вычислительного устройства 8, выход блока 7 сравнения подключен к второму входу блока 14, выход измерителя 6 температуры подключен ко второму вход блока 15. Для упрощения конструкции устройств целесоофаэно измерительный электрод вьшолнитьв виде цилиндра, имеющего продольный сквозной канал 20 (фиг. 3) которое представляет собой оптический канал для вьшода излучения газа для лэ MepeifflH температуры, для чего в оптиче ском канале со стороны, находящейся вн Кессона 10, установлен датчик 3 темпе ратуры. Электрод изолирован от кессона -изоляторами 19. Для того, чтобы оптический канал 2О и кольцевой зазор между электродом и кессоном не заростали, их продувают воз духом или инертным газом. Устройство работает следующим образом. Информация об электропроводности и температуре газового потока, снимаемая при помощи двух пар электродов 1, 2 и датчика 3 температуры и измерителей 4 6 поступает в блок 7 сравнения для П лучекия величины Л из условия максимума функции (2) ив вычислительное устройство 8 для вычисления УС по выра жению (1). Значения скорости обезуглероживания передаются в вычислительную машину или выводятся на индикаторное устройство. Формула изобретения 1. Способ контроля скорости обезуглероживания металла в конвертере, включающий измерение электропроводности ядра потока отходящих газов, отличающийся тем, что, с целью повыщ&ния точности контроля, дополнительно измеряют температуру отходящего газа, а измерение электропроводности осуществляют в двух точках по ходу потока отходящих газов, сравнивают их между собой и с учётом полученных результатов осуществляют контроль скорости обез- углерсокивания по формуле 1 -bk §Ji . V ) ДГ4: где К - коэффициент пропорциональности; - скорость обезуглероживания. %/мип; 316 5 - площадь по110речно1 о ссчонпп газохода, м ; (j - расстояние между точкалт нэмерония электропроводности, MJ Q.,- садка конвертера, т; f- время продувки, мин; -(; - температура газа. К; (Т) КОЭФФ1ЩИОНТ угара металла, при, чем в (t )- 1-Ь(Г), где Ъ О,005 мин; ДТг- время прохождения газом расстояния L точками измерения, мин. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее измеритель электропроводности, на вход которого подключена установленная п ядре потока отходящих газов пара электродов, и вычислительное устройство, отличаюi щ е ее я тем, что, с целью попыщония точности контроля, устройство дополнительно содержит второй измеритель электропроводности, па вход которого подключена вторая пара электродов, установленная от первой пары электродов в ядре потока отходящих газов п направлении его движения, блок сравне5гая, на входы которого подключены выходы иаиеритслей электропроводности, а выход подключен к первому входу вычислительного устройства, и измеритель температуры, на вход которого подключен датчик гомпературы газа, установленный в зоне с контролируемой электропроводностью, и выход - к второму входу вычислито;п,ного устройства. 3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что электрод выполнен в виде цилиндра, имеющего сквозное отверстие, параллельное его продольной оси. 4. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ о е с я тем, что вычислительное устройство состоит из блока деления, ДВ.УХ блоков умножения, блок вычита1тя, блок ввода коэффициентов, генератор пилообразного напряжения, причем дпа uioка умножения, блок вычитания и генератор пилообразного напряжения сосдиноны между собой последовательно, выход iiof вого блока умножения подключен к ncf вому входу блока деления, ко второму входу которого подключен блок ввода коффициентов, выход блока сравнения подлючен ко второму входу первого блока множения, выход измерителя температуы подключен ко второл у входу второго блока умножет{я, выход блока деления является выходом вычислительного уст юйства. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 5 Г51 1.Авторское сввдетельство СССР по заявке 3 2682570/22-20, кл. С 21 С 5/ЗО, 1976. 2.Авторское сввдетельство СССР по заявке № 2698289/22-02 Kii. С 21 С 5/ЗО, 1976.