SU1461768A1 - Способ контрол содержани углерода в сталеплавильной ванне по расплавлению шихты - Google Patents

Description

.(21) 4126464/23-02 (22) 23.09.86 (46) 28.02.89. Бкш. № 8

(71)Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС,Кузнецкий метал . лургический комбинат им.В.И.Ленина

(72)Н.А.Фомин, В.М.Денисенко, Б.Б.Анисимов, Л.Я.Колесников, Л.Д.Шевчук, А.И.Катунин, А.Е.Кошелев А.В.Залевский и А.В.Смирнов

(53) 681.323(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1186646, кл. С 21 С 5/00, 1984.

,:(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ УГ- .ЛЕРОДА В СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ВАННЕ ПО РАСПЛАВЛЕНИЮ ШИХТЫ

(57)Изобретение относитс  -к металлургии и предназначено дл  контрол  содержани  углерода в сталеплавильной ванне Цель изобретени  - повьше .ние точности контрол  содержани  углерода в сталеплавильной ванне по Фасплавлению шнхты за счет нового выполнени  действий во времени, св занных с измерением параметров процесса. Способ основан на использовании известной функциональной зависимости между теьшературой ликвидус и содержанием углерода дл  раствора железо- углерод, включающий определение тем- ператхфы ликвидус по разности измерений тетературы Т металла в ванне и температуры ДТ технологического перегрева железоуглеродистого расплава .над линией ликвидус, причем измерение температуры Т„ металла в ванне, длительности Т плавлени  пшхты и интегрального расхода энергии W на расплавление шихты производ т в процессе плавлени  во врем  достижени  интегральным расходом энергии Wp зна- чени  в интервале от 0,7 до 0,9 за- ./taHHoro на период плавлени . 1 ил.

(Л

I

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к контролю технологических процессов производства стали, и может найти применение в системах контрол  процессов выплавки стали в, агрегатах, работающих на твердой шихте, например в дуговых электропечах.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  содержани  углерода.

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  реализации способа.

Устройство содержит блоки 1 и 2 определени  интегрального расхода энергии, блок 3 определени  средне за период плавлени  температуры технологического перегрева расплава над линией ликвидус, блок 4 определени  температуры кристаллизации расплава, блоки 5,6 определени  температуры по- поправок, блок 7 определени  температуры ликвидус, блок 8 определени  содержани  углерода в сталеплавильной ванне.

К|

О 00

3 146

Способ реализуют следующим образом .

При достижении интегральным расходом энергии WP на расплавление шихты (блоки 1, 2) по формуле определ ют значени  в интервале 0,7-0,9 заданного на период плавлени , определ ют среднюю за период плавлени  температуру а Т технического перегрева расплава над линией ликвидус (блок 3):

К

к.

М

U)

15

где й Г средн   за период плавлени  температура технологического перегрева расплава над линией ликвидус, С ,

WP - интегральный расход энергии на расплавление шихты, кВт.ч 5

М. - масса шихты, загруженна  в печь, т;

, - длительность плавлени 

К - коэффициент пропорциональности , вычисл емый заранее путем обработки массива данных дл  100-150 плавок °С.т . кВт

Ткр Т - йТ .

По информации о температуре Т металла определ ют также содержание кислорода в металле и вычисл ют поправ- 20 У У еньшени  температуры ликвидус от окисленности металла (блок 5) по известным зависимост м:

25

(4)

К Hti

WP

(2)

1 Гп1о то/6320

2,734 - -5---;

йТк 65 о

где QOJ - содержание кислорода в 30металле, %.

Зависимости (4) можно преобразовать в более удобную дл  выполнени  практических расчетов формулу:

ДТ 5,72-10-2-Т - 76,57. (5)

средн   по массиву плавок

температура технологического перегрева расплава над иней ликвидус, С средн   по массиву плавок ,ц

длительность плавлени , ч; средн   по массиву плавок

удельна  (на тонну металлошихты ) энерги  на расплав- кВт- ч т.

лени  шихты.

Причем W., С , W,c относ тс  к отрезку периода плавлени , имеющему .окончание во врем  достижени  интегральным расходом энергии W, значени  в интервале О,7-0,9,заданного на пе- риод плавлени .

Дл  условий эксплуатации дуговых печей ДСП-100 с водоохлаждаемыми сте- .нами и сводом электросталеплавильного цеха (ЭСШ) при выплавке сред- неуглеродистых низколегированных ма1768

рок стали получено значение К

i 0,36

SlI, кВт

По информации о температуре Т металла в ванне, измеренной в процессе плавлени  во врем  достижени  интегральным расходом энергии WA зна- чени  в интервале 0,7-0,9 заданного на период плавлени , определ ют температуру Т кристаллизации расплава (блок-4):

Ткр Т - йТ .

(3

(4)

ДТ 5,72-10-2-Т - 76,57. (5)

По содержанию в исходной шихте таких элементов как марганец, медь, никель , хром, фосфор, сера определ ют

поправку на уменьшение температуры ликвидус от примесей (блок 6) с использованием известных зависимостей. Содержание основных элементов Э ; в шихте фиксируют по сертификату. Температурную поправку на уменьшение температуры ликвидус от примесей можно определить также путем обработки статистических данных массива плавок. Например, при обработке эксперимен-

тальных данных, получеиньк при быплав- ке углеродистых низколегированных йа- рок стали 20Х-40Х в услови х эксплуатации ДСП-100 ЭСП11:-2 ШК получено значение й.Т,р (4tO,5) c.

Температуру ликвидус определ ют как сумму трех величин - температуры Т кристаллизации расплава, температурных поправок на уменьшение температуры ликвидус от вли ни  примесей

I uTnp и окисленности Д Т металла (блок 7), т.е.

Т +

р

йТп

+ &т,

(6)

По значению температуры ликвидус определ ют содержание углерода в сталеплавильной ванне (блок 8)., использу  известную диаграмму Fe-C.10

Выбор интервала значений интегрального расхода энергии, внутри которого производ т измерение Т , п р обусловлен особенност ми плавлени  шихты в сталеплавильной15

ванне. Так, при интегральном расходе энергии менее 0,7 заданного на период плавлени  значени  ванна недостаточно усреднена по химсоставу, в частности по углероду, что приводит 20 к погрешности определени  среднемас- совой температуры расплава и, следовательно , к погрешности контрол  содержани  углерода.

При интегральном расходе энергии 25 более 0,9 заданного на период плавлени  значени  начинаетс  ускорен.- ный нагрев жидкой фазы, что приводит jK значительной погрешности расчета температуры технологического пере- 30 грева и, следовательно, к погрешности контрол  содержани  углерода.

Наиболее благопри тными услови ми измерени  температуры Т металла в .ванне с точки зрени  обеспечени  на- ос иболее высокой точности вычислени  температуры ДТ технологического перегрева  вл ютс  услови , при которых интегральный расход энергии равен диапазону 0,7-0,9 заданного на пари- 40 од плавлени  значени .

Это объ сн етс  тем, что в этот период плавки ванна уже достаточно усреднена по химсоставу, в частности по углероду, что уменьшает погреш- 45 ность определени  среднемассовой температуры расплава, а следовательно , повышает точность контрол  содержани  углерода.

В этот же период плавки скорость 50 нагрева жидкой фазы незначительна, так как подведенна  мощность расходуетс  на плавление шихты, что позвол ет более точно вычисл ть температуру ДТ технологического перегрева, 55 а следовательно, повьштает точность контрол  содержани  углерода.

Выполнение операций измерени  тем- п«патуры Тд металла в ваннеу длительности L. плавлени  шихты и интегрального расхода энергии W. на расплавление шихты до окончани  процесса raiaa лени  во врем  достижени  интегральным расходом энергии Wp значени  в интервале от 0,7 до 0,9 заданного на период плавлени  .позвол ет значительно повысить точность контрол  содержани  углерода в сталеплавильной ванне по расплавлению шихты.

Обработка экспериментальных данных показала, что погрешность контрол  содержани  углерода предложенным способо м составл ет (0,05-0, 08)абс .% в то врем  как погрешность контрол  содержани  углерода с использонанием -способа-прототипа составл ет (0,10- 0,25): абс.%.

Предложенный способ, кроме у мень- шени  погрешности контрол  содержани  углерода, позвол ет с упреждением прогнозировать содержание .углерода по расплавлению, что дает возможность выбрать требуемую стратегию управлени  процессом в период окислени  .

Claims (1)

1. Формула изобретени

   Способ контрол  содержани  углерода в сталеплавильной ванне по расплавлению шихты,например в дуго- вой электропечи, основанный на использовании известной функгщональ- ной зависимости между температурой ликвидус и содержанием углерода дл  раствора железо-углерод, включаюш тй определение температуры ликвидус по разности измеренной температуры Тд, металла в ванне и температуры ДТ технологического перегрева железоуглеродистого расплава над линией лик видус, вычисленной по измеренным значени м длительности плаапени , интегрального расхода энергии на плавление, массы шихты и с учетом поправок на вли ние примесей и окис- ленности металла, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол  содержани  углерода, измерение температуры Т металла в ванне, длительности t плавлени  шихты и интегрального расхода энергии WP на расплавленте шихты производ т в процессе плавлени  во врем  достижени  интегргшьлым расходом энергии Wp значени  п интервале от 0,7 до 0,9, заданного и;) период плавлени .

   I Cina/ien/iaeume b I па  ванна

   процесс

   п/1ав ени9

   ша)(ты

   / w

   ь-Я

   TM

   TM

   АТ„

   процесс u/uj(mnpdso/повки

   (o,70,g)w

   )

   wf Мш

   дт;

   пр