Способ контроля вакуумирования жидкой стали

 

Сущность изобретения: способ заключается в том, что в процессе вакуумирования измеряют разность температур между входом и выходом газоохладителя, находят отношение расхода тепла охлаждающей воды к измеренному перепаду температуры газа и дегазацию прекращают при достижении этим отношением величины 2-20 Вт/°С. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Qe= /гСг Pr (тг 1г ) 17, (21) 4752232/02 (22) 25,09.89 (46) 23.07.92. Бюл. N. 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (72) В.И,Половников, А,B.Ïðoòàñoâ и B,È.Ðåøåòîâ (56) Заявка Японии N 59-116315, кл. С 21 С 7/10, С 21 С 5/00, опублик. 1982, Заявка ФРГ ¹ 3706742, кл, С 21 С 7/10, С 21 С 5/30, опублик. 1987.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам контроля вакуумной дегазации жидкой стали.

Известны способы контроля, в которых продолжительность дегазации определяют посредством химанализа расплава и отходяших газов.

Недостатком указанных способов является повышенная инерционность, приводящая к затягиванию процесса вакуумной обработки и ухудшению технико-экономических показателей плавки, Известен способ контроля технологического процесса, включающий измерение расхода тепла, воспринимаемого охлаждающей водой и определение длительности процесса по величине измеренного расхода, Способ недостаточно точен для контроля вакуумирования стали, что связано с зависимостью тепловосприятия воды в гаэоохладителе не только от расхода отходящего газа, но и от условий теплопередачи.

При одинаковом расходе газа возможно различное тепловосприятие воды, что при, î9> 5U <1Ц 1 749248 А 1 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВАКУУМИРОВАНИЯ ЖИДКОЙ СТАЛИ (57) Сущность изобретения: способ заключается в том, что в процессе вакуумирования измеряют разность температур между входом и выходом газоохладителя, находят отношение расхода тепла охлаждающей воды к измеренному перепаду температуры газа и дегазацию прекращают при достижении этим отношением величины 2 — 20 Вт/ С.

2 ил, водит к ошибочному определению момента окончания вакуумирования.

Целью изобретения является повышение точности контроля вакуумирования жидкой стали.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля, включающему определение расхода тепла охлаждающей воды в газоохладителе, в процессе вакуумирования дополнительно измеряют разность температур между входом и выходом газоохладителя, находят отношение расхода тепла охлаждающей воды к измеренному перепаду температуры газа и дегазацию прекращают при достижении этим отношением величины 2 — 20 Вт/ С.

Физическое обоснование способа заключается в следующем, Из теплового баланса газоохладителя; где Qe — расхода тепла, воспринимаемого охлаждающей водой, Вт;

Vr — расход отходящего газа (скорость газовыделений), HM /с:

1749248 де

С, — удельная теплоемкость газа, Дж/кг С; р- плотность газа, кг/нм; з, tr lr — температура газа на входе и выходе газоохладителя, С; 5

r — коэффициент теплопотерь в окружающую среду.

Выражение (1) можно представить в ви10

Ч; — а, „, (2) т, — т, где а=1/р, С,, мз C/Äæ.

Следовательно, зная отношение тепловосприятия воды к разности температуры газа и установив а, можно определять скорость газовыделений при вакуумировании.

Прекращение дегазации производится при отсутствии окиси углерода в отходящем га- 20 зе, В атом случае газ содержит практически один аргон, подаваемый на ингенсификацию процесса. Для аргона в рассматриваемой области температур: С =519 Дж/кг С, p= 1,78 кг/нмз, g = 0,95 а = 1,14 10 м С/Дж, Расход аргона при вакуумировании: 0,15...1,4 м /мин. Этому диапазону соответствуют значения (4/(т — tr )=2 — 20 Вт/ С.

На фиг, 1 приведена схема реализации изобретения, на фиг. 2 — график изменения скорости газовыделений и величины отно-, шения тепловосприятия воды к температурному перепаду газа в течение ва куумирования.

Схема (фиг. 1) содержит рабочую камеру вакууматора 1, соединенную вакуумпроводом 2 с газоохладителем 3. На линии подачи и отвода воды из газоохладителя 3 установлены датчик 4 расхода и два датчика 5 температуры. В вакуумпроводе 2 на входе и выходе газа из газоохладителя 3 установлены датчики 6 температуры, Устройства 4 — 6 подключены к измерительному блоку 7, снабженному сигнализатором 8.

В процессе вакуумирования отходящий из камеры 1 газ отводится по вакуумпроводу 2 через газоохладитель 3. Сигналы от датчиков 4 — 6 непрерывно поступают в блок

7, который содержит теплосчетчик воды и делительное устройство, Теплосчетчик фиксирует расход тепла, воспринимаемого охлаждающей водой в газоохладителе 3, а делительное устройство производит опре4 деление отношения тепловосприятия воды к перепаду температуры газа. При достижении заданного значения этого-отношейия срабатывает сигнализатор 8 и вакуумирование прекращается.

Пример. Вакуумирование стали производится в агрегате ВП-130 ЧМК. Расход аргона для технологических целей 0,15...1,4 м /мин, Температура газа на выходе из раз бочей камеры =1600 С, на входе B газоохладитель 850 — 1100 С. Площадь пове2охности теплообмена газоохладителя

56 м, Расход воды 11,4 кг/с. Перепад температуры воды 1 — 15 С. Отношение тепловосприятия воды к перепаду температуры газа пропорционально расходу газа, При достижении указанного отношения величины от 2 Вт/ С при расходе аргона О, 15 м /мин до 20 Вт/ С при 1,4 м /мин дегазация прекращается. По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет на 10-12/ (2 мин) повысить точность определения времени завершения вакуумирования.

Аппаратурное обеспечение изобретения не вызывает затруднений. Расход тепла с охлаждающей водой измеряется водяным теплосчетчиком, например ТС-20, в комплект которого входят датчик 4 расхода воды и термометры 5 сопротивления. Температура газа фиксируется с помощью хромельалюмелевых термопар и вторичного прибора типа КСП.

Таким образом, изобретение обеспечивает повышение точности контроля за счет дополнительного измерения разности температуры газа между входом и выходом газоохладителя. Кроме того, способ прост в осуществлении и не требует значительных материальных затрат, так как используется оборудование (газоохладитель), являющееся частью технологического агрегата.

Формула изобретения

Способ контроля вакуумирования жидкой стали, включающий определение расхода тепла, воспринимаемого охлаждающей водой в газоохладителе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, в процессе вакуумирования дополнительно измеряют разность температур между входом и выходом газоохладителя, находят отношение расхода тепла охлаждающей воды к измеренному перепаду температуры газа и дегазацию прекращают при достижении этим отношением величины 2 — 20 Вт/ С.

1749248 дода юг. 1

550

ФУ5 до

220

Редактор Н.Рогулич

Заказ 2564 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

22

В

Я с» Я ю ь

8 б ч

2 с 4 Ю 8 0 12 f4 1о 1Â 20 2с

В,оЕлгя, èåå

Составитель B,Ïîëîâíèêîâ

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т,Палий