книги из ГПНТБ / Бубенков А.И. Автоматический контроль и регулирование в кислородно-конвертерных цехах

П Р Е Д И С Л О В И Е

Успехи ‘развития народного хозяйства страны в значительной мере определяются достижениями оте­ чественной металлургии, и в частности производством стали. Наряду с интенсификацией и автоматизацией работы мартеновских печей, надежное средство увели­ чения выплавки стали — развитие кислородно-кон­ вертерного процесса. За короткие промежутки време­ ни в конвертерах выплавляют большое количество стали, которая по качеству не уступает мартенов­ ской.

Развитие кислородно-конвертерного процесса идет по нескольким направлениям. Разработан и успешно применяется процесс Калдо, который предусматрива­ ет вращение наклоненного под углом 7° конвертера со скоростью 30 об/мин. Сочетание некоторых осо­ бенностей бессемеровского и кислородного процессов привело к созданию нового способа получения стали в конвертере — продувке чугуна парокислородной смесью через днище конвертера. Для увеличения ско­ рости обезуглероживания и повышения качества выплавляемой стали на некоторых заводах через кисло­ родные фурмы в ванну металла вдувают порошко­ образную известь и другие реагенты. Проводятся ис­ следования влияния на скорость обезуглероживания конструкции фурмы и ее расположения над поверх­ ностью металла при продувке. Соединение кислород­ ных конвертеров с установками непрерывной раз­ ливки стали (УНРС) создаст почти непрерывную ли­ нию по выплавке и прокатке стали.

3

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА И ОБЪЕКТЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКИ

Вкислородно-конвертерном производстве стали, тех­ нологическая схема которого изображена на рис. 1,

участвует большое количество агрегатов, механизмов и це­ хов. Основным агрегатом является конвертер 8, который име­ ет вид цилиндра, заканчивающегося внизу и сверху усечен­ ными конусами. Нижний конус образует днище конвертера, верхний — горловину, через которую заливают чугун, подают скрап и шихтовые материалы. Через эту же гор­ ловину вводят кислородную продувочную фурму 10. Кис­ лородная фурма состоит из трех концентрически располо­ женных труб, по которым протекает охлаждающая вода и поступает кислород. Вода и кислород поступают к фур­ ме через подводящие патрубки, соединенные между собой уплотненными шарнирами.

Конвертер вращается вокруг горизонтальной оси на укрепленных с обеих сторон конвертера шипах. Приводом для вращения конвертера служит гидропривод 22. На што­ ке поршня гидропривода находится зубчатая рейка, со­ единенная с шестерней, которая насажена на один из опор­ ных шипов. Управление гидроприводом осуществляется дистрибутором (распределителем) с пульта управления 16 (дистрибуторной). Шлак и сталь из конвертера сливают

5

в шлаковый 19 и сталеразливочный 20 ковши, установлен­ ные на электрифицированные тележки.

Хранение чугуна и усреднение его физических и хими­

осуществляется в ковше 24, перемещаемом кабестаном. От доменных печей жидкий чугун поступает в ковшах 1 и при помощи мостового крана выливается в миксер. Шлакооб­ разующие добавки (руда, известняк и известь) при помощи тележки 2, тельфера 4 подаются в бункера 5, а затем по­ ступают в весовой бункер 6. Компоненты шихты дозируются по весу системой автоматического дозирования в соответ­

добавок, которые загружают в начале плавки, имеются ле­ гирующие добавки, хранящиеся в бункерах 23. Легирую­ щие добавки подаются в сталеразливочный ковш для полу­ чения стали заданного качества. Разливают металл на раз­ ливочном стенде 21, освобождающем мостовые краны цеха для других работ.

В процессе продувки выделяется большое количество пыли, окиси железа и газов, образующих отходящие про­ дукты плавки. Для их очистки на заводе им. Петровского построена мокрая газоочистка. Дымовые газы, пройдя че­ рез водоохлаждаемый камин 9, по газопроводу попадают

вскруббер 18 (очиститель), где орошаются мелкораспылен­ ной водой. Вследствие уменьшения скорости движения и наличия мелкодисперсной влаги частицы пыли слипаются

иосаждаются на дно скруббера, откуда смываются водой

вотстойники. В скруббере происходит грубая очистка га­ зов, а более тонкая очистка — в трубе Вентури 13 и кап­ леуловителе 14, расположенном после нее. В каплеулови­

теле газы отсасываются сверху, а частицы газов движутся в противоположном направлении, что способствует их улав­

7

ливанию. Организация направленного потока газов через га­ зоочистку осуществляется дымососом 17, создающим раз­ режение по всей системе газоочистки до себя и избыточное давление после себя. За счет избыточного давления газы выбрасываются в атмосферу через трубу 15. Кислород по­ лучают на кислородной станции 3 и по кислородопроводу подают в цех. Для управления подачей кислорода исполь­ зуются отсечной 11 и регулирующий 12 клапаны.

Последовательность технологических операций при вы­ плавке стали в кислородном конвертере следующая. В чугуновозный ковш 24 наливают требуемое количество чугуна и подвозят к конвертеру 8. Конвертер наклоняют и через горловину сливают чугун, выпускное отверстие (летка) при этом закрыто пробкой из огнеупорной глины. После слива чугуна конвертер устанавливают в вертикальное положе­ ние и через горловину внутрь конвертера опускают фурму. Одновременно открывают отсечной клапан 11 и регулирую­ щий 12 и на фурму поступает кислород. Система очистки дыма не выключается в промежутках между плавками.

После начала продувки из весового бункера 6 через же­ лоб 7 в конвертер выгружается первая порция шихты и дается команда системе дозирования шихты на набор сле­ дующей порции в соответствии с заданием. Через 5—7 мин после начала плавки высыпается вторая порция шихты. После окончания продувки фурму вынимают и клапаном И отсекают кислород. Конвертер наклоняют, отбирают пробу металла и отправляют на анализ в экспресс-лабораторию.

Если содержание углерода в металле соответствует за­ данному, то вскрывают летку и сталь выпускают в стале­ разливочный ковщ 20, в который одновременно добавляют необходимые легирующие добавки. При сливе металла в ковш измеряют его температуру термопарой погружения. Затем ковш с металлом устанавливается на сталеразливоч­ ный стенд и производится разливка стали.

8

Все операции, относящиеся непосредственно к управ­ лению конвертером, производятся оператором из дистрибуторной. Производственные участки цеха, в том числе и кислородный цех, для более оперативного управления свя­ заны селекторной связью. В цехе имеются участки по фу­ теровке ковшей и подготовке составов с изложницами.

Управление технологическим процессом невозможно без наблюдения, измерения и регистрации основных и вспо­ могательных параметров плавки. Основным параметром контроля и регулирования (рис. 2) является измерение и регулирование количества кислорода, проходящего через фурму. Кроме того, необходимо суммировать расход кис­ лорода, прошедшего через фурму за плавку. Измерение количества кислорода обычными расходомерами, т. е. толь­ ко по перепаду давления на сужающем устройстве, не удов­ летворяет требованиям точности, так как при этом не учи­ тывается влияние температуры, давления и влажности на расход. Поэтому для измерения расхода кислорода при­ менен дифманометр ДМКВ, в котором коррекция расхода по температуре и давлению вводится автоматически, а кор­ рекция по влажности устанавливается вручную. Сигналы от датчика температуры 1а, отбора давления и измеритель­ ной диафрагмы 16 поступают на дифманометр 1в. После процесса пересчета, который происходит непрерывно, скор­ ректированные сигналы выходных ферродинамических дат­ чиков дифманометра поступают на вторичный регистриру­ ющий прибор 1г, в систему автоматического регулирования количества кислорода, состоящего из электрогидравлического регулятора 1е, дистанционного задатчика 1ж и гид­ равлического исполнительного механизма 1л, и на автомати­ ческий сумматор (интегратор) 1д.

Автоматический сумматор совместно с задатчиком 1з, сигнальной лампой 1и и сиреной 1к образуют систему изме­ рения и сигнализации, которая выдает звуковой и световой

9