Устройство контроля положения кислородной фурмы

Авторы патента:

Предлагаемая полезная модель относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству и может быть использована для контроля положения кислородной фурмы. Техническая задача - контроль положения кислородной фурмы относительно уровня спокойной ванны жидкого металла в конвертере, повышение надежности работы оборудования, нормализация режима продувки, повышение стойкости футеровки конвертера. Устройство контроля положения кислородной фурмы включает измерительную фурму с датчиком измерения температуры металла и датчиком положения измерительной фурмы, выходы которых соединены с блоком управления, кроме того, оно 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.

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.

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_min как сумма критической высоты Н_кр, равной 0,8-1,2 м (в зависимости от емкости конвертера) и измеренной высоты положения кислородной фурмы Н, относительно рабочей площадки. Причем, в случае нахождения спокойной ванны металла выше уровня рабочей площадки величина Н имеет положительный знак (Н>0), в противном случае - отрицательный знак ((Н>0). Команда на перемещение кислородной фурмы выполняется только при условии, что заданная высота Н_зад не меньше минимально допустимой высоты кислородной фурмы над уровнем спокойной ванны металла H_min(Н_задН_min). В случае задания на опускание кислородной фурмы ниже минимально допустимой высоты кислородная фурма опускается до высоты Н_min 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.

В блоке контроля 7 определяется минимально допустимая высота положения кислородной фурмы над уровнем спокойной ванны металла H_min как сумма критической высоты Н_кр, 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_зад не меньше минимально допустимой высоты положения кислородной фурмы 5 над уровнем спокойной ванны металла Н_min(Н_зад>=H_min). В случае задания на опускание кислородной фурмы 5 ниже минимально допустимой высоты кислородная фурма 5 опускается до высоты Н_min 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.

Устройство контроля положения кислородной фурмы, включающее измерительную фурму с датчиком измерения температуры металла и датчиком положения измерительной фурмы, выходы которых соединены с блоком управления, отличающееся тем, что оно 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.