Введение к работе
Актуальность работы. Применение устройств контроля параметров конвертерной плавки является одним из основных Факторов как повышения эффективности работы систем управления плавкой, так и-улучшения технико-экономических показателей конвертерного производства стали. Для этого целесообразно сочетать методы., основанные на анализе отходящих газов и непосредственном измерении температуры и отбора пробы с помощью измерительной фурмы, позволяющей проводить контроль без повалки конвертера. Наибольшее распространение, для этого, получили вспомогательные измерительные фурмы. Наряду с достоинствами таких устройств, такими, как автоматизация процесса контроля, устранение повалки конвертера и
. ручных операций, они имеют и ряд существенных недостатков, сдерживавших их применение на отечественных предприятиях. Основными
. недостатками являются довольно высокая стоимость датчиков, необходимость использования в установке сложного высокоточного манипулятора непосредственно над конвертером, в зоне высоких температур, запыленности и вибраций.
Цель работы. Разработка водоохлалдаемого пневматического зонда для контроля параметров жидкого металла в конвертере, за-. ряжаемого датчиками путем стыковки с системой пневмопочты и погружаемого в ванну без повалки Конвертера. Отработка узлов и режимов работы установки. Разработка датчиков для пневматического зонда, исследование гидродинамически и тепловых условий их использования. :
Научная новизна. Выполнено физическое моделирование газового отдува зонда, погруженного в металл. На модели, определены глубина внедрения струи отдувочного газа, и скорость, восходящего
тока жидкости, вызванного газовой струей.
Разработана математическая модель для расчета температурного поля вблизи зонда; показано, что применение газового отдува повышает безопасность и надежность, работы установки и позволяет, уменьшить габариты датчиков.
Проведены тепловые расчеты хоботка и защитного колпачка датчиков, выступающих из нижнего торца зонда, что позволило выбрать конструктивные параметры датчиков и режимы работы установки.
Выполнено Физическое моделирование процесса заполнения изложницы при отборе пробы.' Определены зависимости времени .заполнения и скорости металла в металлопроводе от геометрических параметров пробницы.- С использованием результатов физического моделирования разработана математическая модель процесса заполнения изложницы при неустановившемся режиме движения расплава.
Расчетным путём получены - зависимости температуры металла, поступающего в изложницу, от геометрических размеров металлопро-вода и скорости заполнения.
Практическая ценность, Разработана конструкция установки для контроля параметров металла в конвертере без его повалки. Зарядка л разрядка зонда (вспомогательной Фурмы) датчиками производится с верхнего торца'измерительной фурмы, путем стыковки ее с пневмопочтой, что устраняет необхрдимость в установке манипулятора .и других механизмов над горловиной конвертера. Погружение в металл водоохлаждаемого корпуса зонда позволяет уменьшить габариты датчиков и существенно снизить их стоимость.
Разработаны конструкции датчиков для контроля температуры и отбора пробы стали и чугуна, а также трехцелевые. измерительные блоки для контроля температуры. ' отбора пробы и'определения со-
- 5 -деркання углерода в стали одновременно.
Испытаны в промышленных условиях установки для контроля параметров жидкой стали на аргонной установке N5 и :лідкого чугуне в миксерном отделении ККЦ-2 НЛМК. Решены вопросы охлаждения зонда, пневмотранспортировки датчиков и обеспечения безопасной работы установки.
Результата испытаний на аргонной установке использованы Л.Ф. ГИПРОМЕЗа при проектировании пневмозонда для контроля параметров металла в конвеотере для ККЦ-1 НЛМК. а по результатам испытаний в миксерном отделении составлено задание на проектирование установки для конвертера в ККЦ-2 НЛМК.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на: Пятой всесоюзной конференции "Тепло- и массообменные процессы в ваннах сталеплавильных агрегатов" {Мариуполь. 1991 г.); региональной научно-технической конференции "Пятилетке -труд и поиск молодых" (Липецк. 1983 г.): региональной научно-технической конференции "Молодежь и научно-технический прогресс" (Липецк. 1984 г.): региональной научно-технической конференции "Молодежь и научно-технический прогресс" (Липецк, 1985 г.); региональной научно-технической конференции "Молодежь и научно-технический прогресс" (Липецк, 1986 г.). .
Публикации. По. теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, получено 2 авторских свидетельства на изобретения.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Работа содержит 180 страниц машинописного текста^ 10 таблиц. 81 рисунок, библиографический список, включающий НО наименований.