УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ ШЛАКА В КОНВЕРТЕРЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ФОСФОРА В МЕТАЛЛЕ

Полезная модель относится к области черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству и может быть использована для определения толщины слоя шлака в конвертере, оценки шлакового режима конвертерной плавки и прогнозирования содержания фосфора в металле в конце продувки.
Известно устройство для определения уровня жидкой ванны в конвертере, включающее источник радиоактивного излучения, установленного на откатной части кессона, приемного устройства, преобразующего отраженные гамма-лучи в электрический сигнал, который через пересчетный прибор поступает на показывающий прибор (Справочник конверторщика, А.М.Якушев, Челябинск, изд. Металлургия, Челябинское отд., 1990 г., стр.398.).
Недостатком устройства является невозможность определения границы раздела металл-шлак а также наличие источника излучения, который представляет собой определенную опасность.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству является устройство для измерения уровня металла в конвертере (патент РФ №45393), включающее измерительную фурму с датчиком измерения температуры, датчиком высоты измерительной фурмы, блоком управления входы которого связаны с датчиком измерения температуры и датчиком высоты измерительной фурмы, а выходы с индикатором уровня металла.
Недостатком устройства является невозможность определения толщины слоя шлака в конвертере.
Технической задачей решаемой полезной моделью, является определение толщины слоя шлака в конвертере и оценка шлакового режима конвертерной плавки, что позволяет косвенно оценить содержание фосфора в
металле и в случае необходимости своевременно принять меры по удалению фосфора в конвертере, снизить количество плавок не назначенных или переведенных в пониженную сортность из-за высокого содержания фосфора, снизить отсортировку металла при разливке металла различного химического состава в серии на МНЛЗ (посад плавок).
Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для определения толщины слоя шлака в конвертере включающее измерительную фурму с датчиком измерения температуры, соединенную с датчиком положения измерительной фурмы, снабжено аналитическим блоком, входы которого связаны с датчиком измерения температуры и датчиком положения измерительной фурмы, а выход с индикатором толщины слоя шлака, который соединен с расчетным блоком, выход которого соединен с индикатором содержания фосфора в металле.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, а на фиг.2 - графики изменения температуры и положения измерительной фурмы.
Устройство состоит из измерительной фурмы 1, на которой закреплен датчик измерения температуры 2 и датчик положения измерительной фурмы 3 выходы датчика измерения температуры 2 и датчика положения измерительной фурмы 3 соединены с входом аналитического блока 4, выходы которого связаны с индикатором толщины слоя шлака в конвертере 5. Устройство содержит расчетный блок 5, вход которого связан с индикатором толщины слоя шлака 5. а выход с индикатором содержания фосфора в металле 7.
Принцип работы устройства основан на сопоставлении графика изменения температуры и графика положения (по высоте) измерительной фурмы в процессе замера.
По горизонтали обеих графиков отложено время замера в секундах.
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 из конвертера.
После выхода измерительной фурмы из слоя шлака наблюдается падение температуры, что на графике характеризуется плавным снижением температуры.
Координаты по оси времени точки 1 (фиг.2) - точки перегиба между горизонтальным участком и последующим подъемом является моментом прохождения датчиком 2 границы раздела между металлом и шлаком. Координаты точки 2 (фиг.2) максимальное значение температуры, после которого начинается постепенный спад, является моментом прохождения датчиком 2 границы между шлаком и газовой фазой.
Сопоставляя полученные моменты времени прохождения датчиком 2 переломных точек 1 и 2 с графиком положения измерительной фурмы 1 находим положение измерительного датчика 2 в указанные моменты времени, т.е. границы раздела фаз металл-шлак, шлак-газ.
Разница высот между точками 2 и 1 является высотой слоя шлака в конвертере.
Известно, что окисление фосфора происходит на поверхности раздела шлак-металл. Увеличение толщины слоя шлака, его вспенивание, увеличивает поверхность контакта шлака и металла, что способствует удалению фосфора. С.В.Колпаков, Р.В.Старов, В.В.Смоктий и др. стр.232-233. следовательно определив толщину шлака в конвертере можно оценить шлаковый режим конвертерной плавки и (при прочих равных условиях) прогнозировать содержание фосфора в металле.
Устройство работает следующим образом. На каждой плавке, за 2-3 мин до конца продувки, для обязательного замера температуры жидкого металла, в конвертер опускается измерительная фурма 1, оснащенная датчиком измерения температуры 2 и датчиком положения измерительной фурмы 3. Аналитический блок 4 сопоставляет графики изменения сигналов с
этих датчиков и определяет толщину слоя шлака в конвертере Ншл, которая выдается на индикатор 5. В расчетном блоке 6 рассчитывается объем шлака и прогнозируемое содержание фосфора в металле, которое выдается на индикатор содержания фосфора в металле 7.
В результате использования предлагаемого устройства можно определить толщину слоя шлака в конвертере, своевременно, в процессе продувки, оценить содержание фосфора в конвертере, снизить количество плавок не назначенных или переведенных в пониженную сортность из-за высокого содержания фосфора, снизить отсортировку металла при разливке металла различного химического состава в серии на МНЛЗ (посад плавок).