Способ контроля температуры металла в конвертере

 

Использование: в кислородно-конвертерном способе производства стали, конкретно в методах контроля и управления процессом продувки металла в конвертере. Сущность изобретения: в способе контроля температуры металла в конвертере рассчитывают температуру металла балансовым методом с использованием информации о измеряемых температуре отходящих газов и содержании в них СО и CO₂ . Предварительно рассчитывают суммарный расход кислорода на плавку без учета степени дожигания СО до CO₂ и окисления железа. После вдувания кислорода в количестве, равном предварительно рассчитанному, расчет температуры металла производят с учетом степени дожигания СО до CO₂ в отходящих газах. После начала последнего пика расхода пара в котле-утилизаторе расчет температуры металла ведут с учетом окисления железа. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к контролю и управлению кислородно-конвертерным процессом.

Известен способ определения температуры металла в конвертере, который предусматривает определение суммарного расхода кислорода на продувку, расхода кислорода для окисления углерода с образованием СО и СО₂ и расхода кислорода для окисления металлоидов и железа [1] Недостатком известного способа следует считать большую погрешность в определении температуры металла. Это связано с отсутствием надежной информации по степени дожигания СО до СО₂ в конвертере, а также сведений о характере окисления железа до FeO и Fe₂O₃ на стадии контроля температуры металла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения температуры расплавленного металла в ванне, который предусматривает предварительный расчет суммарного расхода кислорода на продувку, измерение температуры и состава отходящих газов, расчет температуры металла балансовым методом и использование информации по температуре отходящих газов и содержанию в них СО до СО₂ [2] Недостатком известного способа является отсутствие достоверной информации о процессе окисления углерода, который существенно и непрогнозируемо влияет на образование СО₂, причем информация о химическом составе дымовых газов из-за инертности системы контроля запаздывает. Эти обстоятельства снижают надежность и точность контроля температуры металла.

Цель изобретения состоит в повышении точности контроля.

Это достигается тем, что в способе, предусматривающем предварительный расчет суммарного расхода кислорода на продувку, измерение температуры и состава отходящих газов, расчет температуры металла балансовым методом с использованием информации по температуре отходящих газов и содержанию в них СО и СО₂, дополнительно измеряют расход пара в котле-утилизаторе, а предварительный расчет суммарного расхода кислорода на продувку производят без учета окисления железа и степени дожигания в отходящих газах СО до СО₂, затем по ходу продувки после вдувания кислорода в количестве, равном предварительно рассчитанному, периодически производят расчет температуры металла с учетом степени дожигания в отходящих газах СО до СО₂, а после начала последнего пика расхода пара в котле-утилизаторе температуру металла рассчитывают с учетом окисления железа.

На чертеже изображен график, поясняющий предлагаемый способ, где по вертикали расход пара на котле-утилизаторе, т/ч; по горизонтали расход кислорода на продувку, м³.

Исследованиями установлено, что основными факторами, влияющими на надежность и точность прогноза температуры методом расчета балансовых уравнений, являются отсутствие надежных данных по динамике изменения степени дожигания СО до СО₂ по ходу продувки; отсутствие информации по характеру окисления железа.

В соответствии с изобретением первоначально балансовым методом рассчитывают требуемый суммарный расход кислорода на продувку без учета окисления железа и дожигания СО до СО₂, а после вдувания кислорода в количестве, равном предварительно рассчитанному, начинают производить расчет температуры металла, при этом учитывают дожигание СО до СО₂ от начала плавки. Это позволяет нивелировать погрешности и отсутствие необходимой информации по динамике изменения степени дожигания СО до СО₂.

Процесс окисления углерода оказывает основное влияние на температурный режим плавки. Расход пара в котле-утилизаторе зависит от температуры металла и температуры дымовых газов. Исследованиями установлено, что после начала последнего пика расхода пара в котле-утилизаторе процессы окисления углерода заканчиваются, в этом момент плавки прогноз температуры металла необходимо производить с учетом окисления железа, т.к. процессы образования FeO и Fe₂O₃ в этот период плавки определяют температурный режим плавки.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.

Перед началом продувки предварительно балансовым методом рассчитывают суммарный расход кислорода на продувку без учета окисления железа и дожигания СО и СО₂ при окислении углерода. Затем по ходу продувки конвертерной ванны после вдувания кислорода в количестве, равном предварительно рассчитанному на продувку, начинают периодически с определенным шагом производить расчет температуры металла с учетом степени дожигания СО до СО₂ всего углерода, используемого на плавку, контролируя при этом расход пара в котле-утилизаторе (чертеж) и после начала последнего пика расхода пара в котле-утилизаторе (точка А на чертеже) расчет температуры металла производят с учетом окисления железа.

Это расчетное значение температуры может служить как базовое измерение температуры жидкой стали для получения заданной температуры в конце продувки.

Технико-экономическая эффективность от применения описываемого способа состоит в том, что он позволяет контролировать температуру жидкой стали в конвертере без прекращения продувки и без использования вспомогательной фурмы (зонда), достигая при этом повышение точности измерения температуры стали и снижение количества додувок.

Данные промышленного опробования предлагаемого способа и прототипа приведены в таблице.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ МЕТАЛЛА В КОНВЕРТЕРЕ, включающий предварительный расчет суммарного расхода кислорода на продувку, измерение температуры и состава отходящих газов, расчет температуры металла балансовым методом с использованием информации о температуре отходящих газов и содержания в них СО и СО₂, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, дополнительно измеряют расход пара в котле-утилизаторе, при этом предварительный расчет суммарного расхода кислорода на продувку производят без учета окисления железа и степени дожигания в отходящих газах СО до СО₂, затем по ходу продувки после вдувания кислорода в количестве, равном предварительно рассчитанному, периодически рассчитывают температуры металла с учетом степени дожигания в отходящих газах СО до СО₂, а после начала последнего пика расхода пара в котле-утилизаторе температуру металла рассчитывают с учетом окисления железа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2