УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ КИСЛОРОДНОЙ ФУРМЫ

Предлагаемая полезная модель относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству и может быть использована для контроля положения кислородной фурмы.
Известно, что во избежание возникновения аварийной ситуации необходимо обеспечить невозможность опускания кислородной фурмы в расплавленный металл. Для снижения окисленности металла и шлака необходимо заканчивать продувку плавки при положении кислородной фурмы 0,8-2,1 м (в зависимости от емкости конвертера) над уровнем спокойной ванны жидкого металла («Справочник конвертерщика» А.М.Лкушев с.248-249). Первоначально после кладки футеровки уровень спокойной ванны металла находится на уровне рабочей площадки конвертера (неподвижная точка отсчета), от которой выставляется критическая высота, на которую возможно опускание кислородной фурмы в полость конвертера. В процессе эксплуатации конвертера происходит износ, подварка футеровки, в результате чего уровень спокойной ванны металла может значительно колебаться ≈±1 м от первоначальной величины, что приводит к нарушению режима продувки плавки, выбросам металла и шлака, к аварийным ситуациям. При вводе в эксплуатацию конвертера после ремонта, после замены фурмы, а также на каждой первой плавке в смене необходимо выполнять замер положения кислородной фурмы, относительно уровня спокойной ванны металла.
Известно устройство контроля положения кислородной фурмы над уровнем ванны, которое работает следующим образом. В конвертер заливают чугун (металлолом загружается после проведения замера), к нижнему концу кислородной фурмы прикрепляют штангу из трубки длиной 2,5 м, затем фурму со штангой опускают в конвертер до отметки 1500 мм по показаниям сельсина, выдерживают в этом положении 5-10 сек. и поднимают фурму в исходное положение для замера незаметалленой части трубки («Сталеплавильщик
конвертерного производства», Кривченко Ю.С., Низяев Г.И., Шершевер М.А.: - М.: Металлургия, 1991 - с.124-125).
Недостатком приведенного устройства является то, что после каждого замера необходимо заменять обгоревшую трубку (штангу), что ведет к увеличению продолжительности плавки, увеличению эксплуатационных затрат.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству является устройство для измерения уровня металла в конвертере, включающее измерительную фурму с датчиком измерения температуры, датчик высоты (положения) измерительной фурмы, блока управления, входы которого связаны с датчиками измерения температуры и высоты измерительной фурмы, а выход с индикатором уровня металла (патент РФ №45393).
Недостатком данного устройства является невозможность контроля положения кислородной фурмы.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - контроль положения кислородной фурмы относительно уровня спокойной ванны жидкого металла в конвертере, повышение надежности работы оборудования, нормализация режима продувки плавки, повышение стойкости футеровки конвертера.
Техническая задача решается тем, что устройство контроля положения кислородной фурмы, включающее измерительную фурму с датчиком измерения температуры металла и датчиком положения измерительной фурмы, выходы которых соединены с блоком управления, в отличие от ближайшего аналога снабжено кислородной фурмой с датчиком положения кислородной фурмы, выход которого соединен с одним из входов блока контроля, а другой вход соединен с выходом блока управления, выход блока контроля соединен с приводом перемещения кислородной фурмы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, на фиг.2 представлен график изменения температуры и график положения (по высоте) измерительной фурмы в процессе замера.
Устройство состоит из измерительной фурмы 1, на которой закреплен сменный блок с датчиком измерения температуры металла 2, датчика положения измерительной фурмы 3, блока управления 4, кислородной фурмы 5, датчика положения кислородной фурмы 6, блока контроля 7.
min
кр
зад
min
зад
min
min
Принцип работы устройства заключается в следующем: блок управления на основании совместного анализа графиков изменения температуры и положения (по высоте) измерительной фурмы в процессе замера (фиг.2) определяется уровень спокойной ванны жидкого металла в конвертере, относительно неподвижного элемента конструкции конвертера, принятого за точку отсчета, например, рабочей площадки конвертера (уровень спокойной ванны металла при новой футеровке); в блоке контроля определяется минимально допустимое положение по высоте кислородной фурмы над уровнем спокойной ванны металла Н как сумма критической высоты Н, равной 0,8-1,2 м (в зависимости от емкости конвертера) и измеренной высоты положения кислородной фурмы ΔН, относительно рабочей площадки. Причем, в случае нахождения спокойной ванны металла выше уровня рабочей площадки величина ΔН имеет положительный знак (ΔН>0), в противном случае - отрицательный знак ((ΔН>0). Команда на перемещение кислородной фурмы выполняется только при условии, что заданная высота Н не меньше минимально допустимой высоты кислородной фурмы над уровнем спокойной ванны металла H(Н≥Н). В случае задания на опускание кислородной фурмы ниже минимально допустимой высоты кислородная фурма опускается до высоты Н и на дисплей выдается информация о возможном возникновении аварии.
Устройство работает следующим образом.
В конце каждой конвертерной плавки, в процессе обязательного замера параметров жидкого металла, в конвертер опускают измерительную фурму 1 с закрепленной на ней сменным блоком с датчиком измерения температуры металла 2. Нормирующий преобразователь, непрерывно, в течение проведения замера, снимает показания с датчиков измерения температуры металла 2 и положения измерительной фурмы 3 и представляет их в графическом виде.
Блок управления 4 анализирует графики изменения температуры металла и положения измерительной фурмы и определяет уровень спокойной ванны жидкого металла в конвертере, относительно рабочей площадки конвертера.
min
кр
зад
min
зад
min
min
В блоке контроля 7 определяется минимально допустимая высота положения кислородной фурмы над уровнем спокойной ванны металла H как сумма критической высоты Н, равной 1,2 м (для 350 т конвертера) и измеренного уровня спокойной ванны жидкого металла в конвертере, относительно рабочей площадки. Команда на перемещение кислородной фурмы 5 выполняется только при условии, что заданная высота Н не меньше минимально допустимой высоты положения кислородной фурмы 5 над уровнем спокойной ванны металла Н(Н>=H). В случае задания на опускание кислородной фурмы 5 ниже минимально допустимой высоты кислородная фурма 5 опускается до высоты Н и на дисплей выдается информация о возможном возникновении аварии.
Предлагаемое устройство контроля положения кислородной фурмы используется в кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».
В результате использования предлагаемого устройства, позволившего контролировать положение кислородной фурмы над уровнем спокойной ванны металла, нормализовался режим продувки плавки, снизилось количество выбросов металла и шлака из конвертера в процессе продувки плавки, что привело к снижению простоев оборудования и увеличению производительности, снизились эксплуатационных расходы, снизилось количество додувок и расход огнеупоров, увеличилась стойкость футеровки конвертера, повысилась надежность работы оборудования.