2.Применение газового анализа в конвертерном производстве

Информация о составе технического кислорода и отходящих газов может быть использована для расчета следующих параметров:

- содержания оксида и диоксида углерода в полости кислородного конвертера;

- состава конвертерных газов;

- расхода отходящих газов;

- скорости окисления углерода.

Исходные данные для расчета:

G_k=225 т – емкость конвертера;

i_o2=4,0 м³/т*мин – удельная интенсивность продувки;

Q_k=900 м³/мин – расход технического кислорода на продувку, приведенного к нормальным условиям;

Состав отходящих газов:

CO^ог=64,20% ; СО₂^ог=26,56% ; N₂^ог=9,02% ; Ar^ог=0,22% ;

N₂^k=0,52% - содержание азота в техническом кислороде;

Ar^k=0,41% - содержание аргона в техническом кислороде.

1. Определим расход азота на отдув в уплотнениях кислородной фурмы и трактов сыпучих, приведенный к нормальным условиям:

Q_А = 0,05 ^. Q_К= 0,05 ^. 900= 45 м³/мин

2. Определим расход азота и аргона в отходящих газов по балансам:

где - расход ОГ, м³/мин

Q^B – расход подсасываемого в газоотводящий тракт воздуха, м³/мин

QК – расход технического кислорода на продувку, приведенный к н.у., м³/мин

QА – расход азота на отдув в уплотнениях кислородной фурмы и трактов сыпучих, приведенный к н.у., м³/мин

Ar^K,N₂^K – массовая доля аргона и азота в техническом кислороде, %

Ar^B,N₂^B - массовая доля аргона и азота в воздухе, %

Ar^A,N₂^A - массовая доля аргона и азота в техническом азоте по отдуву кислородной фурмы и тракта сыпучих, %

Ar^ОГ,N₂^ОГ - содержание аргона и азота в ОГ , %

Решая совместно данные уравнения, а также принимая,что

=0,0119; N₂^A=100% ; Ar^A=0%; N₂^B=78,08%,

получаем следующие формулы:

3. По содержанию оксида и диоксида углерода в отходящих газах и по их расходу может быть вычислена скорость окисления углерода:

кг/мин

4.Определим состав газовой атмосферы конвертера

Предполагается, что кислород воздуха, подсасываемый в газоотводящий тракт, расходуется на окисление С₂ до СО₂

{CO} + 1 /2*{O₂} = {CO₂}

- определим количество оксида углерода окислившегося в газоотводящем тракте до диоксида:

- определим количество оксида и диоксида углерода в конвертерых газах м³/мин:

- Определим количество образовавшихся конвертерных газов:

Q_КГ = Q_КГ^СО + Q_КГ^СО2 + (N₂^К + Ar^К) ^. Q_К / 100 = (CO^ОГ + CO₂^ОГ) ^. Q_ОГ / 100 + (N₂^К + Ar^К) ^. Q_К / 100=1874,7693 + 621,6164 + ((0,52+0,41)*900)/100 = 2504,7557 м³/мин

где Q_КГ - расход конвертерных газов, м ³/мин.

- Oпределим содержание оксида и диоксида углерода в конвертерных газах:

СО^{к г} = (Q_КГ^СО / Q_КГ) ^. 100 = (1874,7693 / 2504,7557) ^. 100 = 74,8484 %

СО₂^{к г} = (Q_КГ^СО2 / Q_КГ) ^. 100 = (621,6164/ 2504,7557) ^. 100 = 24,8174 %

3.Функциональная структура системы

Основа любого сталеплавильного процесса - это окислительно-восстановительные реакции. Важнейшей из них является, безусловно, реакция окисления углерода. Характерной особенностью этой реакции является то, что продуктом ее являются газообразные вещества - оксид и диоксид углерода - в отличие от любой другой окислительной реакции, протекающей в ванне сталеплавильного агрегата, продукты которой конденсированные фазы. Поэтому анализ газов, покидающих ванну кислородного конвертера на содержание оксида и диоксида углерода, позволяет получить оперативную информацию о протекании важнейшей реакции - реакции окисления углерода и открывает широкие перспективы управления процессом.

На рис.1 и рис.2 представлены структурная и функциональная схемы контроля конвертерного процесса по газовому анализу.

Рис.1. Структурная схема контроля конвертерного процесса по газовому анализу.

Рис.2. Функциональная схема контроля конвертерного процесса по газовому анализу.

FЕ - первичный измерительный преобразователь для измерения расхода, установленный по месту, с электропередачей показаний;

ТЕ - первичный измерительный преобразователь для измерения температуры, установленный по месту, с электропередачей показаний;

РЕ - первичный измерительный преобразователь для измерения давления, установленный по месту, с электропередачей показаний;

QY - газоанализатор, установленный по месту;

FY - промежуточный измерительный преобразователь вычисления и перевода расхода в нормальные условия;

QT - промежуточный измерительный преобразователь состава газа нормирующий;

Е/Е - преобразование электрического сигнала в электрический;

FQIR - измерительный прибор расхода интегрирующий, показывающий, регистрирующий, установленный на щите;

PIR - измерительный прибор расхода показывающий, регистрирующий, установленный на щите;

QIR - измерительный прибор состава газа показывающий, регистрирующий, установленный на щите;

FT - промежуточный измерительный преобразователь расхода газа нормирующий;

B_i - передача сигнала на ЭВМ;

^___4^______4^___ - трубопровод азота;

^___5^______5^___ - трубопровод кислорода.