Содержание к диссертации
Введение
Глава І. Существующее состояние в области управления шлаковым режимом конвертерной плавки. Постановка задачи исследования 8
1.1. Задачи совершенствования управления технологическими режимами конвертерной плавки 8
1.2. Требования к шлаковому режиму при конвертерном переделе фосфористого чугуна 9
1.3. Методы статического управления шлаковым режимом конвертерной плавки 12
1.4. Методы динамического управления конвертерной плавкой 20
1.4.1. Методы динамического управления плавкой на основе использования прогнозирующих математических моделей процесса 20
1.4.2. Методы динамического управления шлаковым режимом конвертерной плавки 22
1.5. Постановка задачи исследования 32
Глава 2. Исследование и разработка метода определения уровня шлака в ванне конвертера при переделе фосфористого чугуна 34
2.1. Определение спектрального диапазона резонансных частот свободного объема рабочего пространства для большегрузных конвертеров Карметкомбината 34
2.2. Зависимость резонансной частоты свободного объема от геометрической формы рабочего пространства конвертера при изменении уровня шлака 36
2.3. Исследование и разработка алгоритма учета влияния эффекта Доплера на регстрируемую величину резонансной частоты свободного объема рабочего пространства конвертера 42
2.4. Исследование и разработка алгоритма определения уровня шлака с учетом влияния износа футеровки по ходу кампании конвертера 44
2.5. Выводы по второй главе 47
Глава 3. Разработка автоматизированной системы контроля уровня шлака, скорости обезуглероживания и содержания углерода 49
3.1. Описание функциональной схемы системы контроля уровня шлака, скорости обезуглероживания и содержания углерода 49
3.2. Устройство для контроля процесса шлакообразования УК-1 52
3.2.1. Описание функциональной схемы 52
3.2.2. Экспериментальные исследования по выбору резонансной частоты частотно-избирательного усилителя УК-1 56
3.3. Мнемосхема индикации уровня шлака и содержания углерода в ванне конвертера 62
3.4. Программное обеспечение системы контроля уровня шлака, скорости обезуглероживания и содержания углерода в ванне конвертера 65
3.5. Внедрение системы в производство 73
3.6. Выводы по третьей главе 74
Глава 4. Экспериментальное исследование роли пшакометаллической эмульсии в процессах ратинирования металла и разработка методов управления шлаковым режимом при переделе шзшорйстого чугуна с использованием разработанной системы 75
4.1. Условия проведения промышленных исследований 75
4.1 1. Шихтовые материалы 75
4.1.2. Основные параметры контрольно-измерительной аппаратуры 76
4.1.3. Состояние технологии выплавки стали 79
4.2. Экспериментальная проверка алгоритма определения уровня шлака в ванне конвертера 80
4.3. Исследование влияния уровня шлака в ванне конвертера на дефосфорацию металла 89
4.4. Исследование возможности прогнозирования выбросов из конвертера и оценки состояния шлакометаллическои эмульсии 114
4.5. Разработка методов управления шлаковым режимом конвертерной плавки при переделе фосфористого чугуна 125
4.5.1. Разработка алгоритма управления положением кислородной фурмы по ходу продувки 127
4.5.2. Разработка алгоритма управления присадкой сыпучих материалов при переделе фосфористого чугуна 141
4.5.3. Разработка алгоритма управления интенсивностью продувки кислородадутья по ходу плавки 147
4. 6. Выводы по четвертой главе 149
Основные выводы 151
Список литературы 153
Приложения 166
- Методы статического управления шлаковым режимом конвертерной плавки
- Экспериментальные исследования по выбору резонансной частоты частотно-избирательного усилителя УК-1
- Исследование влияния уровня шлака в ванне конвертера на дефосфорацию металла
- Разработка алгоритма управления положением кислородной фурмы по ходу продувки
Методы статического управления шлаковым режимом конвертерной плавки
Статическое управление основано на априорной (имеющейся до начала процесса) информации. Цель его состоит в оптимальном подборе количества охладителей, шлакообразующих материалов и кислорода, обеспечивающем получение конечных выходных параметров как можно ближе к заданным. По отношению к шлаку обычно задается желаемое конечное значение основности. Естественно, что в рамках статического управления возможно определение только интегрального количества извести и других шлакообразующих материалов на всю плавку без распределения их во времени [ 6,8 J .
Основой статической системы управления является математическая модель процесса, в которой текущая координата времени в явном виде исключается из числа переменных факторов, влияющих на процесс, и не рассматриваются изменения, происходящие в системе при переходе из начального в конечное состояние [ 6,8 J.
Математическая модель представляет собой формализованное отображение изучаемых процессов и законов, обуславливающих поведение объекта, а степень ее адекватности истинной картине и сложность модели определяется, прежде всего, сформулированной целью управления.
В настоящее время нет четкой классификации имеющихся статических алгоритмов управления конвертерной плавкой. Основой для классификации алгоритмов управления и соответствующих систем могут служить идеи и методы, положенные в основу структуры математического обеспечения. В соответствии с этим можно выделить:
1) статистические алгоритмы, разрабатываемые на основе статистической обработки данных о процессе/ 8,36,38J ;
2) балансовые алгоритмы, основывающиеся на материальных и тепловых балансах протекающих процессов f6,8, 51-52 J ;
3) эмпирические алгоритмы, моделирующие работу опытных технологов/8, 46-48J;
4) комбинированные алгоритмы, которые в различных сочетаниях содержат элементы балансовых, эмпирических и статистических алгоритмов.
Построение статистических алгоритмов требует для каждого конкретного объекта большого количества информации. При изменении условий процесса (переход на другую технологию) требуется проверка всех статистических связей, заложенных в разработанную статистическую модель. Преимущество статистической модели заключается в том, что она допускает возможность определенного незнания точного описания внутренних явлений, происходящих в агрегате.
Балансовые алгоритмы строятся на основе материальных и тепловых балансов с использованием известных физико-химических закономерностей процесса. Область применения таких моделей гораздо шире, чем статистических, так как они более полно отражают процессы, происходящие в объекте, и не зависят от конкретных особенностей агрегата. Основная трудность при построении такой модели возникает из-за несовершенства знаний о процессе (необходимо знать точные значения термодинамических коэффициентов, механизм протекающих реакций, их взаимосвязи).
Каждому из рассмотренных выше двух подходов к созданию алгоритма расчета шихты (статистическому и балансовому) свойственны свои недостатки. Балансовые уравнения громоздки и требуют привлечения некоторых допущений. Статистические алгоритмы лишены универсальности, их коэффициенты пригодны лишь в узком интервале колебаний параметров для данного цеха или конвертера.
Возможен третий метод создания алгоритма расчета шихты, который является в какой-то степени синтезом двух уже рассмотренных, но отличается относительной простотой. Этот метод называется эмпирическим и основан на формализации действий оператора при ручном управлении.
Примером эмпирических алгоритмов могут служить алгоритм,раз-работанный французским институтом ИРСЙД для завода в Дюнкерке/4б/, алгоритм, разработанный японской фирмой Ниппон Кокан [47,48 J и алгоритм, разработанный ЦНИИЧМ им.И.П.Бардина (87.
Следует отметить, что структура любых алгоритмов предварительно может задаваться неоднозначно с указанием нескольких возможных вариантов для выполнения отдельных операций и конкретизироваться в результате дальнейших исследований, в том числе и на действующем агрегате, в частности, это возможно на основе концепции "коллектива решающих правил" /74 ] . При совершенствовании алгоритмизации статического управления необходимо учитывать,что балансовые алгоритмы чувствительны к "зашумленности" и неполноте информации, эмпирические алгоритмы, упрощенно моделирующие работу - опытных технологов, не превосходят по эффективности результата - 15 человека.
Исторически сложилось так, что первые исследования, проведенные в ряде стран по управлению конвертерным процессом, выразились в разработке статических систем управления конвертерной плавкой /б, 8-9 J . Как показывает анализ истории их развития, к этим системам вначале предъявлялись завышенные требования. Они сводились к тому, что система, работая в режиме "советчик оператора", должна была по начальным условиям фактически предсказать точное конечное состояние ванны по окончанию продувки, рассчитывая только интегральные воздействия на процесс.
Однако опыт эксплуатации этих систем показал, что эффективность такого статического управления ограничена точностью определения входных параметров, воспроизводимостью процесса в конвертере, степенью совершенства моделей [в] . В обычных условиях статическая система управления позволяет получить с первой повалки заданные значения содержания углерода и температуры для 50-60 % плавок, т.е. эффективность ее в среднем на 15 % выше эффективности ручного управления [б] .
Применительно к задаче управления шлаковым режимом в рамках статического управления производится расчет интегрального количества извести и других шлакообразующих материалов на всю плавку без распределения их во времени.
Один из первых и наиболее простых алгоритмов расчета количества извести на плавку разработан сотрудниками ЦНИИЧМ им. И.П.Бардина [ 10] и является частью балансового алгоритма расчета шихты. Количество извести LrU3g рассчитывают, исходя из требования обеспечить заданную величину основности конечного шлака В, по уравнению
Экспериментальные исследования по выбору резонансной частоты частотно-избирательного усилителя УК-1
При наладке и внедрении устройств УК-І на конвертерах Кар-меткомбината были проведены экспериментальные исследования с целью выбора оптимального значения резонансной частоты частотно-избирательного усилителя УК-І / бб J .
Для этого определяли резонансную частоту свободного объема рабочего пространства конвертера по ходу продувки для моментов времени, соответствующих:
- заполнению шлаком полости конвертера до уровня летки;
- появлению выбросов шлакометаллической эмульсии из конвертера.
Исследования были проведены с помощью специально разработанного шестиканального устройства, имеющего фильтры со следующими рабочими частотами: 32 Гц, 70 Гц, 135 Гц, 270 Гц, 550 Гц, 970 Гц.
Функциональная схема шестиканального устройства приведена на рис.3.4: I - стенка тракта отходящих газов; 2 - волновод; 3 - клапан проверки давления в линии; 4 - линия сжатого газа для продувки; 5 - электромагнитный клапан; 6 - блок управления элект-ро-магнитным клапаном; 7 - датчик звукового давления (микрофон); 8 - предварительный усилитель; 9 - блок автоматического регулирования усиления; 10 - схема согласования; II—16 - блоки частотно-избирательных усилителей; 17-22 - детекторы; 23-28 - преобразователь напряжение - ток; 29-34 - регистрирующие приборы типа КСП-4.
С момента начала плавки в шестиканальном устройстве прохождение акустического сигнала до блока автоматического регулирования усиления совпадает с работой устройства УК-І. В дальнейшем сигнал с выхода блока автоматического регулирования усиления через схему согласования поступает на входы шести частотно-избирательных усилителей с указанными выше частотами. Далее сигнал с выхода каждого частотно-избирательного усилителя выпрямляется детектором и в преобразователе напряжение - ток преобразуется в пропорциональный ток в диапазоне от 0 до 5 мА. Сигнал с выхода преобразователей напряжение - ток, пропорциональный резонансной частоте свободного объема рабочего пространства конвертера, поступает на вход регистрирующих приборов, на которых была установлена одинаковая скорость протяжки диаграммной ленты 30 мм/мин.
На рис.3.5. показана зависимость выходного сигнала многоканального устройства от частоты на плавке № 30II25 в различные моменты продувки:
- кривая I - на 30 сек. продувки;
- кривая 2 - на 10 мин. продувки;
- кривая 3 - на 12 мин. продувки.
На 30 сек. продувки уровень акустического сигнала процесса на частотах выше 270 Гц превышал почти в 2 раза уровень акустического сигнала на частотах 32 Гц и 70 Гц. В дальнейшем по мере заполнения шлаком полости конвертера уровень акустического сигнала процесса на частотах выше 270 Гц уменьшается значительно, а на частотах 32 Гц и 70 Гц уменьшение уровня сигнала процесса происходило с меньшей скоростью. Наличие пиков на частотах 32 Гц и 70 Гц объясняется резонансными свойствами свободного объема конвертера. Действительно, пик на частоте 32 Гц соответствует заполнению полости конвертера шлаком до уровня летки, а пик на частоте 70 Гц соответствует моменту наступления выбросов шлакометал-лической эмульсией из конвертера, что не противоречит расчетным данным, полученным ранее.
На рис.3.6 приведены диаграммы изменения выходного сигнала устройства на частотах 32 Гц и 70 Гц по ходу продувки на плавке № 30II25. На 10-й минуте продувки полость конвертера настолько заполнилась шлаком, что последний перекрыл летку. В этот момент выходной сигнал устройства на частоте 32 Гц стал максимальным, а на частоте 70 Гц он составил 90 % шкалы прибора. На 12-й минуте продувки наблюдались сильные выбросы. В этот момент на частоте 32 Гц выходной сигнал устройства составлял 85 % шкалы прибора, а на частоте 70 Гц он был максимальным. Полученные данные экспериментально подтверждают, что выходной сигнал шестиканального устройства на частотах 32 Гц и 70 Гц в режиме заглубленной струи пропорционален резонансной частоте свободного объема рабочего пространства конвертера, которая функционально зависит от уровня шлака в ванне конвертера. На частотах 135 Гц, 270 Гц, 550 Гц, 970 Гц, изменение выходного сигнала устройства имело характерный вид кривой уровня шума по ходу продувки, как в работе [10 J .
Для повышения чувствительности к выбросам шлако-металличес-кой эмульсии применительно к конвертерам Карметкомбината в устройствах контроля процесса шлакообразования УК-І установили частотно-избирательные усилители с резонансной частотой фильтра в пределах от 70 до 78 Гц.
Исследование влияния уровня шлака в ванне конвертера на дефосфорацию металла
Регистрация уровня шлака в ванне конвертера по ходу продувки позволяет экспериментально оценить влияние этого фактора на протекание реакций между металлом и шлаком. Имея в виду эту задачу, целесообразно вначале рассмотреть закономерности изменения уровня шлака по ходу продувки при переделе высокофосфористого чугуна.
По наблюдениям в кислородно-конвертерном цехе Карметкомби-ната, в большинстве случаев кривая изменения уровня шлака в ванне конвертера имеет однотипный и характерный вид (рис. 4.6-4.7). В начале продувки уровень шлака в ванне конвертера не превышает отметки 1,8 м от уровня спокойного металла и удерживается на этой отметке в течение 4 5 минут. В этот период преимущественно окисляются кремний, марганец, железо и растворяется известь.
После образования достаточного количества жидкоподвижного шлака и достижения соответствующей температуры происходит бурное вспенивание шлакометаллической эмульсии, что проявляется в резком увеличении рассчитываемого значения уровня шлака в ванне конвертера. В дальнейшем при нормальном развитии процесса шлакообразования расчетное значение уровня шлака плавно возрастает до отметки 3,0 5,6 м.
Увеличение расчетного значения уровня шлака более, чем 5,6 м указывает на приближение его к горловине конвертера, что означает повышенную вероятность выбросов и переливов шлакометаллической эмульсии. Если расчетное значение уровня шлака ниже отметки 3 м, то это свидетельствует о "сухом" ходе процесса шлакообразования в ванне конвертера. Исправить ход шлакообразования в обоих этих случаях можно регулированием высоты фурмы над уровнем ванны, расхода кислорода дутья и присадками сыпучих шла-кообразущих материалов.
В соответствии с характерными точками кривую измерения уровня шлака можно разделить на следующие четыре периода (рис.4.7): период наведения шлака / , период вспенивания шлака , период сворачивания шлака L3 , период наведения конечного шлака после промежуточной повалки . В каждом из этих периодов возможен контроль уровня шлака и выбор управляющих воздействий таким образом, чтобы этот уровень был оптимальным.
Оценку оптимального уровня шлака можно произвести, исходя из разных позиций. Первая из них состоит в том, что шлак должен обеспечить минимальные потери металла с выносами и предотвращение заметалливания фурмы и кессона. С этой точки зрения уровень шлака должен быть максимально высоким, что доказано с полной определенностью в работах В.Б.Охотского [ 69 7 и В.Н.Вечера/lOO J . С другой стороны, в этом случае увеличивается угроза выбросов металла и шлака и переливов эмульсии через горловину.
Другая точка зрения, особенно важная в данном случае,состоит в том, насколько тот или иной уровень шлака в конвертере способствует успешному протеканию реакций между металлом и шлаком, в особенности реакции дефосфорации. Основанием для связи между этими явлениями служит то обстоятельство, что вспененный шлак содержит большое количество металлических капель -"корольков", находящихся в особо благоприятных условиях взаимодействия со шлаком. Поэтому вполне естественно предположение, что существует зависимость между уровнем шлака в конвертере и термодинамическими и кинетическими характеристиками реакций между ме - 93 таллом и шлаком.
В экспериментах В.В.Здановского, относящихся к одностадийному переделу в кислородном конвертере чугунов обычного состава Г63 J , было установлено, что степень отклонения фактических концентраций фосфора и марганца от равновесных со шлаком данного состава уменьшается с увеличением длительности продувки под вспененным шлаком. Установлена также линейная зависимость между скоростью дефосфорации и высотой слоя шлака в конвертере.
Применительно к переделу фосфористого чугуна подобные экспериментальные данные отсутствуют. Поэтому были поставлены эксперименты на конвертере № 3 Карметкомбината с регистрацией уровня шлака и отбором проб металла и шлака на промежуточной повалке и в конце плавки.
Наибольший интерес представляет исследование полноты дефосфорации в первом периоде продувки. Установлено, что распределение фосфора между шлаком и металлом находится в явной зависимости от уровня вспененного шлака. В результате проведенных исследований получено следующее уравнение регрессии
Зависимость показателя распределения фосфора между шлаком и металлом в конце первого периода плавки от среднего уровня шлака за период
Несомненно, зависимость (4.1) отражает в неявной форме влияние комплекса физических и химических свойств шлака, таких как жидкоподвижность, основность, окисленность. Попытка вскрыть это влияние была осуществлена путем статистической обработки экспериментальных данных, включающих не только уровень шлака,но и его температуру и химический состав. Результат обработки получен в виде следующего регрессионного уравнения, в которое вошли только значимые факторы
Как видно, хотя коэффициент корреляции заметно увеличился, это связано, главным образом, с влиянием температуры. Влияние основности шлака оказалось довольно слабым, а окисленности шлака - вообще незначимым. Это находится в согласии со сделанным предположением о том, что влияние состава шлака сказывается косвенно через его уровень.
Обработка экспериментальных данных подтвердила связь между средним уровнем шлака и его окисленностью и основностью. Она выражается следующими уравнениями регрессии для первого и второго периодов плавки
Более полный переход фосфора из металла в шлак связан, по-видимому, с приближением реакции окисления фосфора к равновесию. Для проверки этого предположения была предпринята попытка рассчитать по результатам анализа промежуточных и конечных шлаков концентрации фосфора, равновесные с этими шлаками при данной температуре.
В выполненных расчетах использовали температурные функции констант равновесия и формы записи реакций и выражения активностей, описанных в различных источниках /123-127
Сравнение полученных результатов показало, что они сильно различаются. Более или менее хорошее совпадение дают только расчеты по формулам (4.6) - (4.8) и (4.17). Другие методы дают отклонение на порядок, а метод В.А.Кожеуорова - на три порядка. В итоге был выбран метод, предложенный Хили, как наиболее обоснованный.
На рис.4.10 приведены значения разности между фактическим и равновесным содержанием фосфора в конце 1-го периода плавки в зависимостм от среднего уровня шлака. Фактические концентрации фосфора весьма далеки от равновесных, что целиком корреспондируется с выводами работ/Г 26, 132-133J. Увеличение среднего уровня шлака за 1-ый период плавки приводит к заметному уменьшению отклонений от равновесных концентраций фосфора в металле. Если при среднем уровне шлака 4,6 м отклонение от равновесной концентрации достигает 0,124 %, то при уровне шлака 5,8 м оно уменьшается до 0,058 %. Следовательно, проведение плавки под вспененным шлаком способствует получению пониженных концентраций фосфора в металле к моменту скачивания фосфористого шлака.
На рис.4.12 показана зависимость содержания фосфора в металле на промежуточной повалке от содержания (?$) в шлаке:
1) при среднем уровне шлака за 1-й период 4,5 м;
2) при среднем уровне шлака за 1-й период 5,8 м.
Как видно проведение конвертерной плавки с максимальным уровнем шлака за 1-й период способствует не только снижению среднего содержания фосфора в металле (с 0,12 % до 0,08 %), но и заметному уменьшению разброса концентраций в отдельных плавках.
На рис.4.13 показана аналогичная зависимость конечного содержания фосфора в стали по окончании плавки от содержания (?2% в шлаке:
1) при среднем уровне шлака за 2-й период 4,8 м;
2) при среднем уровне шлака за 2-й период 5,9 м.
Проведение конвертерной плавки с максимальным средним уровнем шлака за 2-й период также способствует не только уменьшению разброса данных, но и снижению среднего содержания фосфора в стали (с 0,025 % до 0,015 %) и уменьшению разброса данных.
Таким образом, полученные данные показали, что проведение конвертерной плавки под вспененным шлаком способствует более полному протеканию реакций дефосфорации между металлом и шлаком и, следовательно, может обеспечить пониженные конечные концентрации фосфора в металле. Эти результаты количественно подтверждают п редположение о том, что работа под вспененным шлаком улучшает показатели конвертерной плавки [ 10 ] .
Разработка алгоритма управления положением кислородной фурмы по ходу продувки
Изучение большого количества кривых уровня шлака, скорости обезуглероживания и разности потенциалов между фурмой и корпусом конвертера показывает, что в зависимости от специфических особенностей конкретной плавки эти кривые могут иметь различный характер. Функция состояния шлака \ / , определяемая на основе этих параметров, также имеет различные значения в зависимости от особенностей конкретной плавки. Система контроля уровня шлака, скорости обезуглероживания может быть использована для оперативного управления положением кислородной фурмы на каждой конкретной плавке. Иллюстрацией этого положения может служить рис.4.25.
Из приведенной на рис.4.25 фонограммы видно, что плавка проведена с ранним наведением вспененного шлака, продувка проходила с максимальным средним уровнем шлака, выбросы отсутствовали и плавка закончилась в заданных пределах по температуре и составу металла. Как видно, оптимальное управление вспениванием шлака требует воздействий в виде изменения положения фурмы. На 9-й минуте продувки уровень шлака стал приближаться к зоне повышенной вероятности появления выбросов шлакометаллической эмульсии, поэтому положение фурмы было ступенчато снижено на 0,2 м и поддерживалось таким до 12 минуты. Это привело к снижению уровня шлака до отметки 5,6 м. Положение фурмы было повышено на 0,2 м, это привело к повышению уровня шлака до отметки 6,1 м.
Изменяя положение фурмы, можно обеспечить изменение уровня шлака в ванне конвертера вблизи оптимальных значений, Среднее значение оптимального уровня шлака в ванне конвертера можно определить исходя из необходимой степени дефосфорации металла к промежуточной повалке в 1-м периоде плавки и во 2-м периоде плавки. Решив уравнение (4.18) относительно среднего уровня шлака в ванне конвертера за 1-й период плавки получим
Уравнение (4.36) позволяет рассчитать оптимально необходимый средний уровень шлака в ванне конвертера за 1-й период продувки, позволяющего обеспечить заданную степень дефосфорации. Согласно технологической инструкции на промежуточной повалке содержание фосфора в металле должно быть от 0,06 % до 0,11 %.
В кислородно-конвертерном цехе Карметкомбината находится в промышленной эксплуатации статическая система управления конвертерной плавкой, которая перед началом процесса рассчитывает расход шихтовых материалов и кислорода дутья, длительность продувки на 1-йи 2-й периоды плавки.
Уравнение (4.37) позволяет рассчитать оптимально необходимый средний уровень шлака в ванне конвертера за 2-й период продувки, позволяющего обеспечить заданную степень дефосфорации. Рассчитаем необходимый средний уровень шлака в ванне конвертера за 2-й период продувки Таким образом, чтобы в конце плавки получить содержание фосфора в стали 0,017 %, продувку необходимо вести со средним уровнем шлака 5,83 м.
При управлении шлаковым режимом конвертерной плавки для перевода фурмы в рабочее положение важно знать время начального периода шлакообразования.
Известно, что начальный период шлакообразования зависит от содержания кремния в чугуне, температуры чугуна, а также от степени износа футеровки по ходу кампании конвертера
Увеличение содержания кремния в чугуне, с одной стороны, тормозит начало процесса интенсивного выгорания углерода, что приводит к увеличению начального периода шлакообразования, а с другой - увеличивает количество образующегося шлака, что облегчает последнему достижение требуемого уровня во вспененном состоянии.
По мере износа кладки футеровки конвертера происходит увеличение площади ванны, а, следовательно, уменьшение толщины слоя шлака, что вызывает уменьшение высоты вспенивания при прочих равных условиях. Поэтому необходимо вводить корректировку на изменение радиуса конвертера по ходу кампании.
Математическая модель прогноза длительности начального периода шлакообразования находилась статистическим анализом.Момент завершения начального периода шлакообразования контролировали по появлению разности потенциалов в электрической цепи фурма-корпуе конвертера.
По экспериментальным данным были получены корреляционные уравнения парных зависимостей длительности начального периода. шлакообразования от содержания кремния в чугуне, температуры чугуна и внутреннего радиуса ванны конвертера по ходу кампании. Статистические оценки тесноты парных связей оказались слабыми, хотя и значимыми. Для них характерны довольно высокие значения оценок остаточных средних квадратических отклонений. Это объясняется тем, что время начального периода шлакообразования зависит от многих факторов. Это обстоятельство послужило основанием к проведению многофакторного статистического анализа.
В результате получено корреляционное уравнение зависимости длительности начального периода шлакообразования от веса, химического состава и температуры чугуна, внутреннего радиуса конвертера
На рис.4.27 приведена диаграмма ступенчатого опускания фурмы до рабочего положения в начальный период шлакообразования.
Дальнейшее регулирование положения фурмы плавки осуществляется на основе функции состояния шлака, рассчитываемой по зависимости (4.35).
Если W = I, то это соответствует большой вероятности возникновения через 10-25 секунд выбросов шлакометаллической эмульсии. В этом случае фурму опускают ниже номинальной высоты на величину А/і = 0,3-0,4 м. Опускание фурмы приводит к перераспределению кислорода между металлом и шлаком, приводящей к снижению концентрации окислов железа в последнем, что отражается на уменьшении уровня шлака в ванне конвертера. Схема воздействия на положение фурмы при W = I приведена на рис.4.28 "а". В случае,если после дальнейшего опускания фурмы ниже номинального положения дополнительно на величину ля = 0,2 м уровень шлака не снижается, продувка останавливается для скачивания фосфористого шлака.
В случае W = Iх, соответствующее большой вероятности возникновения через 60-90 секунд выбросов шлакометаллической эмульсии, фурму опускают ниже номинальной высоты на величину 4/ = 0,2 м (см.рис.28 "в"). Если после троекратного опускания фурмы ниже номинального положения уровень шлака приближается к горловине, продувка останавливается для скачивания фосфористого шлака.
