zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ МЕТАЛЛА В КОНВЕРТЕРЕ

 

Богушевский В.С., Горбачева М.В.

Украина, г. Киев, Национальный технический

университет Украины «КПИ»

 

Рассмотрено устройство для непрерывного контроля температуры металла в ванне конвертера. Показано, что корректирование скорости прохождения ультразвуковых колебаний через ванну конвертера по величине содержания углерода позволяет увеличить точность контроля температуры металла. Установлено, что устройство  позволяет увеличить производительность конвертера и сократить расход огнеупорных материалов.

 

Введение

Для измерения температуры в ванне конвертера используются разовые термопары, вводимые в ванну с помощью погружных зондов [1]. Такие измерения не позволяют осуществить непрерывный контроль температуры металла, что важно при модернизации технологии и исследовании явлений, происходящих в ванне конвертера в процессе продувки.

Для непрерывного измерения температуры известно устройство, содержащее термопару с защитным колпачком, расположенным в конусной втулке из огнеупорного материала, которая вмонтирована в футеровку конвертера [2].

Известно также устройство, содержащее звуковод, снабженный отражателем ультразвуковых колебаний [3]. Звуковод помещают в тело агрегата так, чтобы его конец входил на 250 – 500 мм в жидкий металл. Ультразвуковые колебания посылают по звуководу до отражателя и регистрируют продолжительность времени прохождения ультразвуковыми колебаниями по звуководу расстояния до отражателя и обратно.

Недостатком этих устройств является низкая точность, так как при большом градиенте температур, имеющем место в ванне конвертера в процессе продувки, они показывают локальную температуру, зависящую от места установки измерителя, и надежность, так как измеритель, выходящий из футеровки конвертера, может быть разрушен металлическим ломом и сыпучими, вводимыми в конвертер до заливки чугуна.

Известно устройство, содержащее источник и приемник ультразвуковых колебаний, расположенных горизонтально в диаметрально противоположных местах ванны конвертера [4]. Недостатком устройства является низкая точность из-за наличия в объеме металла в процессе продувки газовых пузырей и влияние на плотность металла его химического состава.

Работа выполнялась в НТУУ «Киевский политехнический институт» по теме «Управление конвертерной плавкой в условиях неполной информации о начальных и конечных условиях продувки», Государственный регистрационный номер 0114U005002.

Постановка задачи

Целью исследований является повышение точности непрерывного контроля температуры ванны конвертера.

Результаты исследований

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля температуры ванны конвертера, содержащее источник и приемник ультразвуковых колебаний дополнительно содержит измеритель газонасыщенности жидкого металла, выполненный в виде измерителя состава, температуры и расхода отходящих газов, массы шихтовых материалов, расхода кислорода и расстояния от сопла фурмы до уровня спокойного металла и блока определения скорости обезуглероживания и содержания углерода в ванне конвертера, подсоединенных к вычислительному блоку определения температуры ванны.

 

Рис. 1. Блок-схема

 

Устройство (рис. 1) содержит измеритель состава отходящих газов 1, измеритель темпе­ратуры отходящих газов 2, измеритель расхода отходящих газов 3, газоход 4, измеритель массы шихтовых материа­лов 5, блок опреде­ления скорости обез­углероживания ванны 6, блок опре­деления содер­жания углерода  в ванне жидкого ме­талла 7, функцио­наль­ный преобра­зова­тель 8, сумма­тор 9, функцио­наль­ный преобра­зо­ватель 10, изме­ритель расхода ки­с­лорода 11, фурму 12, изме­ритель рас­стояния от сопла фурмы до уровня спо­койного метал­ла 13, схему И 14, реле времени 15, блок сброса 16, линию задержки 17, схему И 18, источник импульс­ных ультразвуковых колебаний 19, источ­ник питания 20, блок памяти 21, схему И 22, счетчик импульсов 23, генератор импульсов 24, блок памяти 25, усилитель 26, приемник импульсных ультразвуковых колебаний 27, функциональ­ный преобразователь 28, конвертер 29.

 

Рис. 2. Внутренняя структура блоков 6 и 7

 

Источник и приемник ультразвуковых колебаний устанавливают в отверстия футеровки конвертера в слое, подверженном минимальному износу (для 160-тонных конвертеров 5 – 6-й ряд кирпичей от днища). Измеритель 1 (рис. 2) состава отходящих газов соединен с узлом 30 содержания СО и узлом 31 содержания в отходящих газах, подключенным к сумматору 32.  Измерители 2 температуры отходящих газов и 3 расхода подсоединены соответственно к функциональным преобразователям 33 и 34, подключенным к узлу деления 35, соединенного с узлом умножения 36, к которому, кроме того, подключен сумматор 32. Измеритель 5 массы шихтовых материалов соеди­нен с узлом 37 определения коли­чества железа, вно­симого рудой в ван­ну, который со­е­динен с сумма­тором 38, подклю­ченным, в свою очередь, к узлу 39 ввода начальных условий и узлу 40 продол­жительности продувки. Выходы узлов 36 и 38 соединены с узлом деления 41, который через ин­тег­ратор 42 под­клю­чен к функ­ци­о­нальному преоб­ра­зователю 43. Вход узла 44 определе­ния степени разло­жения известняка соединен с измери­телем 5 массы ших­товых материалов, а выход – с сумматором 45, который, кроме того, соединен с узлом ввода начальных условий 39. Выход сумматора 45 подключен к узлу деления 46, к которому, кроме того, подключен сумматор 38. Выход узла 46 подключен к сумматору 47, который соединен с интегратором 42. Выходы сумматора 47 и функционального преобразователя 43 подключены через переключатель 48 к указателю 49.

Температура ванны связана с параметрами процесса следующим соотношением

                                                                                  (1)

где t – температура ванны, 0С; продолжительность времени прохождения ультразвуковых колебаний через ванну, с; vc – скорость обезуглероживания металла, %/мин; коэффициенты.

Скорость обезуглероживания металла определяют по формуле

                                                                               (2)

где СО и СО2 – содержание окиси и двуокиси углерода в отходящих газах, %; vг – расход отходящих газов, м3/мин; тч, тл, тр – масса на плавку чугуна, лома и руды, кг; коэффициент объемного расширения газов, 0С–1;  продолжительность продувки, мин; b – коэффициент, характеризующий степень усвоения руды и содержание в ней кислорода; а – коэффициент, характеризующий среднюю скорость угара компонентов садки, кг/мин; 0,536 – масса углерода в 1 м3 СО и СО2 при нормальных условиях, кг/м3.

Содержание углерода в ванне жидкого металла определяют по формуле

                                при ,                   (3)

                                        при С < 0,25 %,                                 (4)

где Сч, Сл – содержание углерода в чугуне и ломе соответственно, %; ти – масса на плавку известняка, кг; d – коэффициент, характеризующий содержание двуокиси углерода в известняке и степень разложения последнего; коэффициенты.

Коэффициент  для первой плавки определяется по формуле

                                , 0С,                                                 (5)

где  – погрешность в определении температуры на повалке конвертера в (і – 1)-й плавке, 0С.

Коэффициент , зависящий от места установки источника ультразвуковых колебаний и приемника в конвертере, определяется по формуле

                                      , (с . 0С)/м,                                                        (6)

где  расстояние между источником и приемником ультразвуковых колебаний, м.

Другие коэффициенты соответственно равны: = 1,47 . 107  0С2; = – 2,37 . 107  0С2(мин/%)0,7;   = – 80 0С/%;  = 5,52 %–1;  = – 34,5 %–2.

Устройство работает следующим образом. В начале продувки конвертера при опускании фурмы и подачи дутья в измерителях 11 расхода кислорода и 13 расстояния от сопла фурмы до уровня спокойного металла срабатывают позиционные контакты, установленные на рабочих значениях параметров (для условий 160-тонного конвертера при расстоянии от сопла фурмы до уровня спокойного металла, равном 3000 мм и расходе дутья, равном 75 % номинального значения). На выходе схемы И 14 появляется напряжение, соответствующее «1», которое поступает на реле времени 15 и включает последнее. Выходное напряжение реле времени очищает блоки 21 и 25 памяти и счетчик импульсов 23. Это же напряжение через линию задержки 17 поступает на схему И 18 и подает напряжение от источника питания 20 к источнику 19 импульсных ультразвуковых колебаний. Одновременно напряжение со схемы И 18 поступает в блок памяти 21, с выхода которого поступает в схему И 22. Схема срабатывает и пропускает импульсы от генератора импульсов 24 на счетчик импульсов 23, которые подсчитывает эти импульсы. Источник 19 излучает импульсы ультразвука, которые проходят через металл и принимаются приемником 27 импульсных ультразвуковых колебаний. Сигнал от приемника усиливается усилителем 26 и поступает в блок 25 памяти. На выходе блока 25 появляется напряжение, соответствующее «1», которое останавливает счетчик импульсов 23. Таким образом, показания счетчика пропорциональны продолжительности времени прохождения ультразвуковых колебаний через ванну. Сигналы, пропорциональные составу отходящих газов, температуре и их расходу, поступают соответственно с измерителей 1, 2 и 3 к блоку 6 определения скорости обезуглероживания ванны. Туда же поступает электрический сигнал, пропорциональный массе шихтовых материалов с измерителя 5. В блоке 6 производится определение скорости обезуглероживания металла по формуле (2). Напряжение, пропорциональное скорости обезуглероживания ванны, поступает в блок 7 определения содержания углерода в ванне жидкого металла, в котором производится вычисление по формуле (3). Выходное напряжение из блока 23 поступает на функциональный преобразователь 28, выходное напряжение которого пропорционально величине , из блока 6 на функциональный преобразователь 8, выходное напряжение которого пропорционально величине  из блока 7 на функциональный преобразователь 10, выходное напряжение которого пропорционально величине ( Выходные напряжение с преобразователей 8, 10 и 28 поступают на сумматор 9, в котором определяют температуру ванны по формуле (1).

Блоки 6 определения скорости обезуглероживания и 7 определения содержания углерода в ванне жидкого металла работают следующим образом. Выходное напряжение измерителя 1 состава отходящих газов поступает в узлы 30 и 31 соответственно содержания СО и СО2 в отходящих газах. Выходное напряжение с узлов 30 и 31 поступает в сумматор 32, выходное напряжение которого пропорционально величине (СО + СО2). Выходное напряжение от измерителя 2 температуры отходящих газов поступает на функциональный преобразователь 33, где производится вычисление величины ( а напряжение от измерителя 3 расхода отходящих газов – на функциональный преобразователь 34, где производится вычисление величины 0,536vг. Напряжение с узлов 33 и 34 поступает в узел деления 35, выходное напряжение которого, пропорциональное величине  поступает в узел умножения 36. В узле 36 вычисляется величина  выходное напряжение, пропорциональное этой величине поступает в узел деления 41. Напряжение, пропорциональное количеству железной руды, загружаемой в конвертер, поступает от измерителя 5 в узел 37 определения количества железа, вносимого рудой в ванну, выходное напряжение узла пропорционально величине bmр. Выходное напряжение узла 37 поступает в сумматор 38, в который одновременно поступает напряжение, пропорциональное величине  (mч + mл), из узла 39 ввода начальных условий, и пропорциональное величине  из узла 40 продолжительности продувки. Таким образом, с выхода сумматора 38 снимается напряжение, пропорциональное величине (mч + mл + bmр +), которое поступает в узлы 41 и 46 деления. В узле 41 вычисляется скорость обезуглероживания металла по формуле (2). Напряжение, пропорциональное скорости обезуглероживания металла, поступает с узла 41 к функциональному преобразователю 8 и интегратору 42. Выходное напряжение интегратора 42 поступает в сумматор 47 и функциональный преобразователь 43. Напряжение, пропорциональное количеству известняка, загружаемого в конвертер, поступает от измерителя 5 в узел 44 определения степени разложения известняка, выходное напряжение которого, пропорциональное величине dmи, поступает в сумматор 45. Туда же поступает напряжение, пропорциональное величине (Счmч + Слmл + dmи), поступающее в узел деления 46. С выхода узла 46 снимается напряжение, пропорциональное величине , которое поступает в сумматор 47. С выхода сумматора 47 снимается напряжение, пропорциональное величине содержания углерода в ванне жидкого металла, рассчитанной по формуле (3), которое через переключатель 48 поступает на указатель 49. С выхода функционального преобразователя 43 снимается напряжение, пропорциональное величине содержания углерода в ванне жидкого металла, рассчитанной по формуле (4), которое также поступает на переключатель 48. Переброс переключателя с выхода сумматора 47 на функциональный преобразователь 43 производится при выходном напряжении сумматора 47, соответствующем содержанию углерода, равному 0,25 %. С выхода указателя 49 напряжение, пропорциональное содержанию углерода в ванне жидкого металла, поступает к функциональному преобразователю 10.

Применение устройства позволяет повысить производительность конвертера на 1,5 %, сократить расход огнеупорных материалов на 5 %.

Выводы

Корректирование скорости прохождения ультразвуковых колебаний через ванну конвертера по величине содержания углерода в процессе продувки и скорости обезуглероживания позволяет увеличить точность непрерывного контроля температуры металла.

 

Литература

1.     Чернега, Д.Ф. Основи металургійного виробництва металів і сплавів: Підручник /  Д.Ф. Чернега, В.С. Богушевський, Ю.Я. Готвянський та ін.; За ред. Д.Ф. Чернеги,  Ю.Я. Готвянського. – К.: Вища школа, 2006. – 503 с.

2.     Богушевский, В.С. АСУ ТП производства стали в конвертерах [Текст] / В.С. Богушевский, Н.А. Рюмшин, Н.А. Сорокин. – К.: Техника,1991. – 180 с.

3.     Богушевський В.С. Методи вимірювання температури сталі у конвертері В.С. Богушевський, К.О. Сергеєва // Міжвузівський збірник «Наукові нотатки», – 2011 – випуск № 33 – С. 31 – 33.

4.     Сергеєва К.О. Вимірювання температури сталі у конвертері / К.О. Сергеєва // Металознавство та обробка металів.  – 2010. – № 1. – С. 36 – 39.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info