УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ФЕРРОСПЛАВОВ И РАСКИСЛИТЕЛЕЙ, ВВОДИМЫХ В СТАЛЕРАЗЛИВОЧНЫЙ КОВШ ВО ВРЕМЯ СЛИВА ПЛАВКИ ИЗ КОНВЕРТЕРА

Полезная модель относится к области черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству, и может быть использована для определения расхода ферросплавов и раскислителей, вводимых в сталеразливочный ковш во время слива плавки из конвертера.
Известно, что расчет расхода раскислителей производится по балансовой формуле:
где Ф - расход ферросплавов, кг;
Т - масса жидкой стали, кг;
1
2
С и С - массовая доля элемента в готовой стали и в металле перед выпуском плавки, %;
А - массовая доля элемента в ферросплаве, %;
У - угар элемента, %.
(Справочник конвертерщика, А.М.Якушев, Челябинск, изд. Металлургия, Челябинское отд., 1990 г., стр.280).
Угар химических элементов зависит от многочисленных параметров. Обычно для расчетов используются усредненные значения угара элементов, которые в реальных условиях могут значительно от них отличаться. Недостатком данного способа является не высокая точность определения расхода ферросплавов и раскислителей, вводимых в сталеразливочный ковш во время слива плавки из конвертера.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству является устройство для определения толщины слоя шлака в конвертере и прогнозирования содержания фосфора в металле в конце продувки плавки в
кислородном конвертере (патент РФ №57281), включающее измерительную фурму с датчиком измерения температуры и датчиком положения измерительной фурмы, аналитический блок, входы которого связаны с датчиком измерения температуры и датчиком положения измерительной фурмы, а выход с индикатором толщины слоя шлака в конвертере, расчетным блоком, вход которого связан с индикатором толщины слоя шлака, а выход с индикатором содержания фосфора в металле.
Недостатком устройства является невозможность определения расхода ферросплавов и раскислителей, вводимых в сталеразливочный ковш во время слива плавки из конвертера.
Технической задачей полезной модели является обеспечение возможности определения окисленности металла и шлаков в конце продувки, расчета минимального количества раскислителей и ферросплавов, отдаваемых в сталеразливочный ковш при сливе плавки из конвертера для получения химического состава заданной марки стали, снижение расхода раскислителей и ферросплавов, снижение загрязненности металла неметаллическими включениями, увеличение выхода годного.
Поставленная задача решается тем, что устройство для определения расхода ферросплавов и раскислителей, вводимых в сталеразливочный ковш во время слива плавки из конвертера, включающее измерительную фурму с закрепленным на ней датчиком температуры, аналитический блок, соединенный с датчиком температуры, снабжено датчиком окисленности, установленным в измерительной фурме и соединенным с одним из входов аналитического блока, который соединен с блоком выбора марки стали и с индикатором расхода ферросплавов и раскислителей.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, а на фиг.2 - график изменения температуры и график изменения окисленности в процессе замера.
Устройство включает измерительную фурму 1, на которой закреплен датчик температуры 2 и датчик окисленности 3, блок выбора марки стали 4,
аналитический блок 5, входы которого связаны с датчиком температуры 2, датчиком окисленности 3 и блоком выбора марки стали 4, а выход с индикатором расхода ферросплавов и раскислителей 6.
Принцип работы устройства основан на анализе графика изменения температуры и графика изменения окисленности в процессе замера фиг.2.
На графике изменения температуры имеется горизонтальный участок, который представляет собой температуру жидкого металла. За горизонтальным участком кривая идет на повышение - это изменение температуры при прохождении датчиком слоя более горячего шлака при подъеме измерительной фурмы 1 из конвертера.
На графике изменения окисленности также имеется горизонтальный участок, который представляет собой окисленность жидкого металла. За горизонтальным участком кривая идет на повышение - это изменение окисленности при прохождении датчиком слоя шлака при подъеме измерительной фурмы 1 из конвертера.
Максимальная температура является температурой шлака. Окисленность в данный момент времени (прохождение измерительной фурмы через шлак) является окисленностью шлака.
Расход алюминия для раскисления металла рассчитывается по формуле:
мс
где О - окисленность металла, ррm.
Mn
Si
На основании экспериментальных данных выведены зависимости угара марганца U и угара кремния U в металле в процессе присадки ферросплавов в сталеразливочный ковш:
мс
где: Т - температура металла, °С,
шл
Т - температура шлака, °С,
мс
О - окисленность металла, ррm,
шл
О - окисленность шлака,
O2
3
Р - расход кислорода в продувку, м.
На основании рассчитанных значений угара химических элементов по балансовой формуле (1), используя процедуру оптимизации данных, исходя из условия минимального суммарного расхода ферросплавов, производится расчет расхода ферросплавов, отдаваемых в сталеразливочный ковш при сливе плавки из конвертера для получения химического состава заданной марки стали.
Устройство работает следующим образом. Перед продувкой плавки в блок выбора марки стали 4 задается выплавляемая марка металла с требуемым химическим составом. За 2-3 мин. до конца продувки, в процессе обязательного замера температуры жидкого металла, в конвертер опускается измерительная фурма 1, оснащенная датчиком температуры 2 и датчиком окисленности 3. Аналитический блок 5 анализирует графики изменения сигналов с этих датчиков и определяет температуру и окисленность металла и шлака. На основании полученных данных по формулам (3), (4) определяется угар химических элементов. По формуле (2) определяется расход алюминия для раскисления металла. По формуле (1), используя процедуру оптимизации данных, определяется минимальный расход ферросплавов, необходимых для получения химического состава заданной марки стали, которые выводятся на индикатор расхода ферросплавов и раскислителей 6.
В результате использования предлагаемого устройства можно определить окисленность металла и шлаков в конце продувки, рассчитать минимальное количество раскислителей и ферросплавов, отдаваемых в сталеразливочный ковш при сливе плавки из конвертера для получения химического состава заданной марки стали, снизить расход раскислителей и ферросплавов, уменьшить загрязненность металла неметаллическими включениями.