RU2048530C1 - Metal desulfuration process automatic control method - Google Patents
Metal desulfuration process automatic control method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2048530C1 RU2048530C1 SU5038604A RU2048530C1 RU 2048530 C1 RU2048530 C1 RU 2048530C1 SU 5038604 A SU5038604 A SU 5038604A RU 2048530 C1 RU2048530 C1 RU 2048530C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- materials
- steel
- converter
- sulfur content
- ladle
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 95
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 59
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 53
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 28
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 25
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 claims description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 4
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 4
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 2
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000720 Silicomanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для управления процессом десульфурации на технологическом участке чугуновозный ковш-конвертер-сталеразливочный ковш-установка доводки плавки в ковше (УДПК). The invention relates to ferrous metallurgy and is intended to control the desulfurization process in the technological area of a pig-iron ladle-converter-steel-pouring ladle-installation of lapping of the smelting in the ladle (UDPK).
Известны способы управления процессом десульфурации в отдельных технологических агрегатах. Known methods for controlling the desulfurization process in individual process units.
Известен способ управления процессом десульфурации чугуна в чугуновозном ковше, включающий подачу магния в ковш, измерение расхода подаваемого магния, управления (программное) расходом магния. A known method of controlling the process of desulfurization of cast iron in an iron ladle, including the supply of magnesium to the ladle, measuring the flow rate of the supplied magnesium, control (software) the flow of magnesium.
Известен способ управления десульфурацией металла в конвертере, включающий измерение содержания серы в чугуне, подаваемом в конвертер, измерение содержания серы в стали, выпускаемой из конвертера, присадку извести в качестве управляющего воздействия. A known method of controlling metal desulfurization in a converter, including measuring the sulfur content of pig iron supplied to the converter, measuring the sulfur content of steel produced from the converter, and lime additive as a control action.
Известен способ управления внепечной обработкой стали, включающий измерение содержания серы в чугуне, подаваемом в конвертер, измерение содержания серы в стали, выпускаемой из конвертера в сталеразливочный ковш, подачу в ковш перед выпуском стали синтетического шлака, подачу во время выпуска стали в ковш ферромарганца и силикомарганца, продувку стали порошком силикокальция, измерение содержания серы в стали после продувки ее силикокальцием. A known method of controlling the out-of-furnace treatment of steel, including measuring the sulfur content of cast iron supplied to the converter, measuring the sulfur content of steel discharged from the converter into the steel ladle, feeding synthetic slag to the ladle before releasing steel, ferromanganese and silicomanganese during the steel being fed , blowing the steel with silicocalcium powder, measuring the sulfur content in the steel after blowing it with silicocalcium.
Недостатками известных способов является управление процессом десульфурации только на отдельном агрегате, что не позволяет минимизировать затраты на десульфурацию металла в целом на участке чугуновозный ковш-УДПК и как следствие минимизировать себестоимость производимого металла с одновременным повышением его качества. The disadvantages of the known methods is the control of the desulfurization process only on a separate unit, which does not allow to minimize the cost of desulfurization of the metal as a whole in the cast iron bucket-UDPK section and, as a result, to minimize the cost of the metal produced while improving its quality.
Цель изобретения снижение затрат на десульфурацию металла и повышение его качества. The purpose of the invention is to reduce the cost of desulfurization of the metal and improve its quality.
Поставленная цель достигается за счет того, что в способе автоматического управления процессом десульфурации, преимущественно на технологическом участке чугуновозный ковш-конвертер-сталеразливочный ковш-УДПК, включающем измерение содержания серы (So) в чугуне, подаваемом чугуновозным ковшом в конвертер, подачу десульфирующих материалов в чугуновозный ковш и конвертер, измерение содержания серы (Sк) в стали, выпускаемой из конвертера, подачу десульфурирующих материалов в сталеразливочный ковш при выпуске металла из конвертера, подачу десульфурирующих материалов в сталеразливочный ковш при обработке плавки на УДПК, измерение содержания серы (Sр) в стали после ее обработки на УДПК, дополнительно определяют среднее содержание серы () в чугуне по нескольким последним выпускам его из доменной печи, определяют наличие десульфурирующих материалов и возможность их подачи в чугуновозный ковш, конвертер, сталеразливочный ковш, УДПК из условия работоспособности систем, подающих эти материалы к отдельным агрегатам, определяют наличие лома и возможность его подачи в конвертер, виды лома по среднему содержанию в нем серы, для выплавляемой марки задают максимально допустимое содержание серы в (Sр*) в металле после УДПК, по заданному значению Sр*, наличию материалов L для подачи в сталеразливочный ковш при выпуске плавки из конвертера, наличию материалов (М) для подачи в УДПК методом перебора определяют диапазон (Δ Sк* Sкmax* Sкmin*) допустимых значений содержаний серы (Sк*) в стали после конвертера при различных сочетаниях вида и удельного расхода материалов L и М, по значению Sо или при его отсутствии по , наличию материалов (j) для подачи в чугуновозный ковш, наличию материалов (К) для подачи в конвертер методом перебора определяют диапазон (Δ Sк**= Sкmax** Sкmin**) возможных содержаний серы (Sк**) в стали после конвертера при различных сочетаниях вида и удельного расхода материалов j и К для различных видов используемого лома, выделяют из диапазонов ΔSк* и Δ Sк** значения содержания серы (), удовлетворяющие условию Sкmin** ≅ ≅ Sкmax*, из которых выбирают то значение содержания серы (Sк'), для которого выполняется условие Sк** ≅ ≅ Sк*, а сочетание материалов j,', K', L', M' и вида лома удовлетворяют условию минимальной себестоимости (Σ ППmin') материалов и энергозатрат, включая затраты на лом, и обеспечивают получение серы в металле Sр ≅ Sр*, затем производят десульфурацию чугуна в чугуновозном ковше материалами j', осуществляют завалку в конвертер лома выбранного вида и заливают чугун, производят десульфурацию металла в конвертере материалами K', после измерения содержания серы (Sк) в стали, выпускаемой из конвертера, определяют условие Sк ≅ Sкmax* и при его выполнении определяют значения L'' и M'', обеспечивающие выполнение условия П Пmin'', где Пmin'' значение минимальной себестоимости материалов и энергозатрат для материалов L и М из сочетаний, соответствующих содержаниям серы Sк*, удовлетворяющих условию Sк ≅ Sк* ≅ Sкmax*, а при Sк > Sкmax* изменяют марку выплавляемой стали и допустимое содержание серы Sр* в металле после УДПК, для которого определяют новые значения Δ Sк*, Sкmax*, Sкmin*, L'', M''. Далее производят десульфурацию стали в сталеразливочном ковше и на УДПК соответственно материалами L'' и M''. После десульфурации на УДПК измеряют Sр и сравнивают с Sр*, при Sр ≅ Sр* направляют сталь на установку непрерывной разливки стали (УНРС), при Sр > Sр* и температуре (Тст) стали больше заданного по технологии значения (Тст*) производят дополнительную десульфурацию стали на УДПК, при Sр > Sр* и Тст ≅ Тст* производят переназначение марки стали по содержанию серы и направляют ее на УНРС.This goal is achieved due to the fact that in the method for automatically controlling the desulfurization process, mainly in the technological section, the pig-iron ladle-converter-steel-pouring ladle-UDPK, including the measurement of sulfur content (S o ) in cast iron fed by the pig-iron ladle to the converter, the desulfurization materials are fed into iron ladles and the converter, measuring the sulfur content (S k) in the steel discharged from a converter feeding of desulfurizing materials in casting ladle at tapping from the converter, innings desulfurizing a material in processing steel ladle smelting UDPK, measurement of the sulfur content (S p) in the steel after processing it on UDPK, further comprising determining the average sulfur content ( ) in cast iron, according to several recent releases from the blast furnace, the presence of desulfurizing materials and the possibility of their supply to the cast iron ladle, converter, steel pouring ladle, UDPK are determined from the operability of the systems supplying these materials to individual units, they determine the presence of scrap and the possibility of its supply to converter, types of scrap according to the average sulfur content in it, for the smelted grade, set the maximum allowable sulfur content in (S p *) in the metal after the UDP, at a given value of S p *, the presence of materials L for supply into the steel pouring ladle when releasing the smelting from the converter, the presence of materials (M) for feeding to the UDPK by exhaustive search determines the range (Δ S to * S кmax * S кmin *) of admissible sulfur contents (S to *) in the steel after the converter with various combinations type and specific consumption of materials L and M, according to the value of S about or in its absence according to , the availability of materials (j) for feeding into the pig-iron bucket, the presence of materials (K) for feeding to the converter by exhaustive search determine the range (Δ S to ** = S кmax ** S кmin **) of possible sulfur contents (S to **) in steel after the converter for various combinations of the type and specific consumption of materials j and K for various types of scrap used, the sulfur content (from the ranges ΔS k * and Δ S k ** ) satisfying the condition S кmin ** ≅ ≅ S kmax *, from which the sulfur content value (S k ') is selected for which the condition S k ** выполняется ≅ S k *, and the combination of materials j, ', K', L ', M' and the type of scrap satisfy the condition of minimum cost (Σ PP min ') of materials and energy consumption, including the cost of scrap, and ensure the production of sulfur in the metal S p ≅ S p *, then the pig iron is desulphurized in a pig-iron ladle with materials j ', the scrap of the selected type is loaded into the converter and cast iron is poured, the metal is desulphurized in the converter with K' materials, after measuring the sulfur content (S к ) in the steel produced from the converter determine the condition of S to S ≅ Kmax * and when it is running op edelyayut values L '' and M '', providing that the condition n n min '', where P min '' value of the minimum cost of materials and energy for materials L and M of combinations corresponding S sulfur content to * satisfying the condition S to ≅ S to * ≅ S to max *, and for S to > S to max * change the grade of smelted steel and the allowable sulfur content S p * in the metal after the UDP, for which new values are determined Δ S to *, S to max *, S to min *, L``, M ''. Then, desulphurization of steel is carried out in the steel pouring ladle and at the UDPC, respectively, with materials L '' and M ''. After desulfurization at the SAC, S p is measured and compared with S p *, at S p ≅ S p *, steel is sent to a continuous steel casting unit (UNRS), at S p > S p * and temperature (T st ) the steel is higher than specified by technology the values (T st *) produce additional desulfurization of steel at the UDPC, at S p > S p * and T st ≅ T st * reassign the steel grade by sulfur content and send it to the UNRS.
На фиг. 1 представлена установка, иллюстрирующая способ. In FIG. 1 is a setup illustrating a method.
Она содержит доменную печь 1, чугуновозный ковш 2, конвертер 3 с фурмой 4, сталеразливочный ковш 5, УДПК 6, бункеры 7 для подачи десульфурирующих материалов в чугуновозный ковш 2 (например, порошки CaO + CaF2, Na2CO3, гранулированный магний и т.д.), бункер 8 порошка СаO для подачи в фурму 4, бункер 9 кусковой CaO для присадки в конвертер 3, стрелкой 10 обозначен ввод в конвертер различных видов лома, бункеры 11 для подачи десульфурирующих материалов под струю в сталеразливочный ковш 5 (например, жидкие или твердые смесь кусковых CaO и CaF2, синтетические шлаки, подаваемые под струю металла при его сливе из конвертера в ковш), бункеры 12 для подачи десульфурирующих материалов на УДПК 6 (например, порошки SiCa, CaC2, кусковая или порошковая смесь CaO и CaF2), средства 13 для определения наличия материалов в бункерах 7, 8, 9, 11, 12 видов лома и возможности ввода этих материалов при их наличии в технологические агрегаты, т.е. работоспособность систем, подающих эти материалы, средство 14 для определения содержания серы в металле, ЭВМ 15, средство 16 отображения.It contains a
Пунктирными линиями на чертеже обозначены отбор проб металла после различных технологических агрегатов и передача этих проб в средство 14 для определения содержания S в металле, стрелками направление перемещения металла между агрегатами, сплошными линиями направление перемещения материалов из бункеров в агрегаты, а также электрические связи. The dashed lines in the drawing indicate the sampling of metal after various technological units and the transfer of these samples to the
При выпуске чугуна из доменной печи 1 или непосредственно из чугуновозного ковша производят отбор пробы чугуна для определения в нем содержания серы. В качестве средства 14 для этой цели может использоваться квантометр. When cast iron is exhausted from the
Данные о содержании серы (So) в чугуне для данной плавки передаются в ЭВМ 15 для дальнейшего использования при расчете вида и количества материалов для десульфурации, подаваемых в различные агрегаты.Data on the sulfur content (S o ) in cast iron for this smelting is transferred to a
ЭВМ 15 также производит расчет текущего среднего содержания серы по нескольким последним выпускам чугуна из доменной печи. Данная операция необходима, поскольку не исключена ситуация, при которой определение So по тем или иным причинам технического характера невозможно. Тогда для дальнейших расчетов вместо So используется .The
Определяют при помощи средств 13 наличие материалов в бункерах 7, 8, 9, 11, 12, например, по сигналам датчиков веса каждого бункера; определяют работоспособность подающих эти материалы систем, например, по сигналам реле, контролирующих исправность электроприводов исполнительных механизмов и электросхем управления. Последняя операция может осуществляться и вручную с некоторого пульта. Исходная информация о наличии материалов в бункерах и работоспособность подающего материалы оборудования передается в ЭВМ 15. В ЭВМ 15 вводится также информация о наличии металлического лома различных видов, который может быть использован в конвертере 3, например обрезь прокатных цехов (оборотный лом), привозной лом и т.д. Вводимая информация сопровождается данными о среднем содержании серы () в каждом из видов лома.Using
Для идентификации материалов, подаваемых на различных агрегатах введены следующие обозначения:
j материалы (вид и удельный расход), которые могут быть введены в чугуновозный ковш 2;
К то же, в конвертер 3;
L то же, в сталеразливочный ковш при выпуске плавки;
М то же, при обработке на УДПК.The following designations have been introduced to identify materials supplied to various units:
j materials (type and specific consumption) that can be introduced into the
In addition, to converter 3;
L the same in a steel-pouring ladle when releasing melting;
M is the same when processing at UDPK.
В ЭВМ 15 на предстоящую плавку вводится максимальное содержание серы (Sр*) в металле после УДПК 6. Далее ЭВМ 15 по значению (Sр*) и данным по L и М методом перебора определяет диапазон (Δ Sк*Sкmax* Sкmin*) возможных значений содержаний серы (Sк*) в металле после конвертера 3, при различных сочетаниях вида и удельного расхода материалов L и М, необходимых для получения после УДПК 6 металла с содержанием серы, не превосходящим Sр*, т.е.In the
Sк* F1(Sр*, L, M)
Принцип перебора (перебор обозначен индексом F), с учетом десульфурирующей способности отдельных материалов будет описан ниже.S to * F 1 (S p *, L, M)
The principle of enumeration (enumeration is indicated by the index F), taking into account the desulfurizing ability of individual materials will be described below.
Далее ЭВМ 15 по значению So (или при его отсутствии по ) и данным по j и К методом перебора определяет диапазон (Δ Sк** Sкmax** Sкmin**) возможных значений содержания серы (Sк**) в металле после конвертера 3 при различных сочетаниях вида и удельного расхода материалов j и К для различных видов используемого лома ():
S
Далее ЭВМ 15 из диапазонов Δ Sк* и Δ Sк** выделяет значения содержания серы (), удовлетворяющие условию:
S
Из всех возможных значений Sк* отбираются те, которые при воздействии набора материалов L и М после УДПК 6 обеспечат содержания серы в металле, не превосходящее Sр*, но одновременно эти значения Sк* не должны быть меньше значения Sкmin**, характеризующего максимально возможную десульфурацию чугуна в чугуновозном ковше материалами j, расплава в конвертере материалами К при использовании на плавку наиболее чистого по сере лома, иначе получение серы в расплаве после УДПК 6, не превосходящего Sр*, не гарантировано.Next, the
S
Next, the
S
Of all the possible values of S k *, those are selected that, when exposed to a set of materials L and M after
Далее ЭВМ 15 из выделенных значений , принадлежащих Δ Sк* и Δ Sк**, выбирает то значение (), для которого выполняется условие Sк** ≅ ≅ Sк*, а сочетание материалов j', K', L', M' и вида лома () удовлетворяют условию минимальной себестоимости (Σ П Пmin') производимого металла, т.е. для которого энерго- и сырьевые затраты на десульфурацию металла, включая затраты на лом, будут минимальны.Next, the
ЭВМ 15 выводит на средство 16 отображения значения j', K', L', M', вид лома (), определенные из условия Σ П Пmin'.The
Производится десульфурация чугуна в ковше 2 материалами j', завалка в конвертер 3 лома () выбранного вида и заливка чугуна, осуществляется десульфурация металла в конвертере 3 материалами К'.Cast iron is desulphurized in a ladle with 2 materials j ', filling into a
Отбирается проба металла из конвертера 3 по окончанию продувки и измеряется содержание серы в ней Sк.A metal sample is taken from
При выполнении условия Sк ≅ Sкmax* ЭВМ 15 выделяет те сочетания L и М, которые удовлетворяют условию Sк ≅ Sк* ≅ Sкmax*, а из выделенных выбирает то соотношение L'' и М'', которое обеспечивает выполнение условия минимальной себестоимости П Пmin'', где Пmin'' значение минимальной себестоимости материалов L и М и энергозатрат, связанных с их вводом в ковш. При Sк > Sкmax* необходимо изменить марку выплавляемой стали, т.е. ввести в ЭВМ 15 новое значение Sр*, так как для первоначально заданной марки получения серы в металле после УДПК ≅ Sр* не гарантировано. Для нового значения Sр* ЭВМ 15 выполняет описанные операции: определяет новые значения Δ Sк*, Sкmax*, Sкmin*, L'', M''.When the condition S to ≅ S кmax * is fulfilled, the
Вводят в сталеразливочный ковш 5 и УДПК 6 соответственно материалы L'' и M''. The materials L 'and M' are introduced into the
После окончания технологического процесса на УДПК 6 измеряют температуру металла (Тст) и производят отбор пробы металла, определяют содержание в пробе серы (Sр). При Sр < Sр* направляют металл на УНРС непрерывной разливки стали.After the end of the technological process at UDPK 6, the metal temperature (T st ) is measured and a metal sample is taken, the sulfur content in the sample is determined (S p ). When S p <S p * direct the metal to the continuous casting continuous casting machine.
При Sр > Sр* и температуре стали (Тст) больше заданной (Тст*): Тст> Тст* вводят в металл на УДПК дополнительное количество десульфуратора (материал М).When S p > S p * and the temperature of the steel (T st ) is higher than the set value (T st *): T st > T st * an additional amount of desulfurizer is introduced into the metal at the UDPC (material M).
При Sр > Sр* и Тст ≅ Тст* производят переназначение марки стали, направляемой на УНРС.When S p > S p * and T st ≅ T st * reassign the grade of steel sent to the UNRS.
На фиг. 2 представлены возможные варианты соотношений между диапазонами Δ Sк* и Δ Sк** допустимых содержаний серы в расплаве после конвертера. Исходя из необходимости выполнения условия Sкmin** ≅ ≅ Sкmax*, указанного выше, следует, что способ согласно изобретению позволяет решить поставленную задачу во всех вариантах, за исключением представленного на фиг. 2д.In FIG. 2 shows possible variants of the relations between the ranges Δ S k * and Δ S k ** of permissible sulfur contents in the melt after the converter. Based on the need to satisfy the condition S кmin ** ≅ ≅ S kmax * of the above, it follows that the method according to the invention solves the problem in all cases, with the exception of that shown in FIG. 2d
Принцип перебора, обозначенный индексом F, с учетом десульфурирующей способности отдельных материалов, основан на следующем. The enumeration principle indicated by the index F, taking into account the desulfurizing ability of individual materials, is based on the following.
Каждое значение Sк* из диапазона Sк* может быть вычислено по формуле:
S
η1 М ηm M то же, для материалов М;
m количество различных материалов М.Each value of S to * from the range of S to * can be calculated by the formula:
S
η 1 M η m M the same for materials M;
m the number of different materials M.
На фиг. 3 представлены нелинейные зависимости степени десульфурации металла (η S) в зависимости от удельного расхода (g) некоторых материалов, причем g имеет размерность кг/т обрабатываемого металла. Рабочий диапазон возможных изменений (по технологическим соображениям) g находится, например, между точкой 1 и точкой 4 на оси абсцисс графика фиг. 3, точка 1 соответствует нулевому удельному расходу материала. Указанные точки и масштаб имеют условный характер. Диапазон между точками 1 и 4 разбивается на ряд интервалов, например I, II, III, для которых определяется среднее значение . Таким образом, для материалов (М) первого (М1) и второго вида (М2) средние значения по интервалам обозначаются соответственно как: , , , , , . Указанная операция по получению определяется только упрощением вычислительных операций в дальнейшем.In FIG. Figure 3 shows the nonlinear dependences of the degree of metal desulfurization (η S) depending on the specific consumption (g) of some materials, and g has a dimension of kg / t of the treated metal. The working range of possible changes (for technological reasons) g is, for example, between
Исходя из фиг. 3 рабочий диапазон по g для материалов М1 и М2разбит равномерно на три интервала, равные каждый 33% от всего диапазона.Based on FIG. 3, the g operating range for materials M 1 and M 2 is divided evenly into three intervals, each equal to 33% of the entire range.
В табл. 1 приведены некоторые из возможных вариантов вида и удельного расхода материалов L и М, которые могут быть введены в сталеразливочный ковш 5 и на УДПК 6. Варианты составлены при использовании материалов L одного вида (т. е. n 1) и материалов М двух видов (m 2) согласно интервалам, обозначенным на фиг. 3. Общее количество вариантов (Σвар) можно определить из соотношения
Σ вар bgbg ... bgbgbg ... bg (2) где Σbg
Σ var bg bg ... bg bg bg ... bg (2) where
Таким образом, для табл. 1 общее количество вариантов i равно 64 (4 х 4 х 4). Используя значения и по формуле (1) ЭВМ 15 осуществляет расчеты Sк* для каждого из вариантов i. Значение Sкi* также указано в табл. 1. В дополнение к Sкi* в табл. 1 указывается и себестоимость Пi каждого из вариантов i, вычисляемая по формуле:
Пi [(g1 L)i ˙ (E1 L + Э1 L)]i + + [(gn L)i ˙ (En L + Эn L)+ + [(g1 M)i ˙ (E1 M + Э1 M)] + + [(gm M)i ˙ (Em M + Эm M)] (3)
где удельные расходы десульфуратора из материалов L и М для i-го варианта из табл. 1 (кг/т); Е стоимость десульфуратора (руб/т); Э энергозатраты, связанные с вводом десульфуратора, в том числе и падение температуры расплава, руб/т.Thus, for the table. 1 the total number of options i is 64 (4 x 4 x 4). Using values and according to the formula (1), the
П i [(g 1 L ) i ˙ (E 1 L + Э 1 L )] i + + [(g n L ) i ˙ (E n L + Э n L ) + + [(g 1 M ) i ˙ (E 1 M + Э 1 M )] + + [(g m M ) i ˙ (E m M + Э m M )] (3)
Where the specific costs of the desulfurizer from materials L and M for the i-th option from the table. 1 (kg / t); E the cost of the desulfurizer (rub / t); Energy costs associated with the introduction of a desulfurizer, including a drop in the temperature of the melt, rub / t.
Таблицы, аналогичные табл. 1, ЭВМ 15 формирует автоматически на основе информации о зависимостях ηS f(g) (фиг. 3), заданных в виде уравнения или табличной формы, константах Е и Э, заданном количестве интервалов изменения удельного расхода g, фактическом наличии материала каждого типа и исправности систем по его подаче в агрегат, заданном значении Sр*. При этом количество вариантов i в табл. 1 может быть ЭВМ 15 уменьшена путем автоматического исключения вариантов, априори отклоняемых технологий на основе опыта производства.Tables similar to tab. 1, the
Принцип работы, обозначенный выше индексом F2, состоит в следующем. Значение Sк** из диапазона Δ Sк** определяется по формуле:
(1-η
среднее содержание серы в ломе, загружаемом в конвертер, константа;
η1 j, η2 j, ηa j степень десульфурации чугуна в чугуновозном ковше, достигаемая каждым из материалов j при определенном его удельном (кг/т чугуна) расходе;
а количество различных материалов j;
η1 к, η2 к ηb к степень десульфурации расплава в конвертере, достигаемая каждым из материалов К при определенном его удельном расходе (кг/т стали);
b количество различных материалов К.The principle of operation indicated by the index F 2 above is as follows. The value of S to ** from the range Δ S to ** is determined by the formula:
(1-η
average sulfur content in scrap loaded into the converter, constant;
η 1 j , η 2 j , η a j the degree of desulfurization of cast iron in the iron ladle, achieved by each of the materials j at a specific flow rate (kg / t of cast iron);
and the number of different materials j;
η 1 k , η 2 k η b k the degree of desulfurization of the melt in the converter, achieved by each of the materials K at a specific specific consumption (kg / t of steel);
b number of different materials K.
В табл. 2 приведены некоторые из возможных вариантов вида и удельного расхода материалов j и К, которые могут быть введены в чугуновозный ковш 2 и конвертер 3 при различных видах используемого лома. Варианты составлены при использовании лома двух видов низкосернистого () и обычного, т.е. привозного (), использовании материалов j двух видов (а 2) по двум интервалам удельного расхода (0 и 100%) каждый, использовании материалов К двух видов (b 2) по трем интервалам удельного расхода (0, 50 и 100%) каждый. При этом из таблицы исключены варианты, для которых сумма значений указанных в 2-м и 3-м столбцах, отличается от 100% (т.е. на плавку не может использоваться 200 либо 0% лома), а также варианты, для которых сумма значений, указанных в 6-м и 7-м столбцах отличается от 100% (т.е. принимается, что регламентированное количество материалов-десульфураторов, подаваемое в период продувки, например кусковой извести в конвертер 3 и порошковой извести в фурму 4 в сумме составляет 100%).In the table. 2 shows some of the possible options for the type and specific consumption of materials j and K, which can be introduced into the
Таким образом, для табл. 2 максимально возможное количество вариантов сокращается со 144 (2 х 2 х 2 х 2 х 3 х 3) до 18. Используя значения и (аналогично подходу, показанному на фиг. 3, по формуле (4) ЭВМ 15 осуществляет расчеты Sк** для каждого из 18 вариантов. Значения Sк** указываются в табл. 2 совместно со значениями П себестоимости каждого из вариантов, вычисляемой по формуле, аналогичной (3), но с учетом затрат на используемый лом. Затем из табл. 1 выбирается максимальное значение Sкmax*, а из табл. 2 минимальное значение Sкmin**. Далее, если индексом i обозначить номер варианта (номер строки) из табл. 1, а индексом j номер варианта из табл. 2, то согласно формуле изобретения из табл. 1 надо отобрать все варианты i, у которых Sкi* удовлетворяет условию:
Sкmin** ≅ Sкi* ≅ Sкmax* а из табл. 2 надо отобрать все варианты j, у которых Sкj** удовлетворяет условию:
Sкmin** ≅ Sкj** ≅ Sк max*. Затем из возможных сочетаний вариантов i и j необходимо выбрать то сочетание (i', j'), для которого выполняется условие Sкj'**≅ ≅ Sкi*, а себестоимость затрат Σ П Пi' +Пj'Пmin', т.е. минимальна. Соответствующие этому сочетанию виды материалов и их удельных расходов j', K', L', M' и вид используемого лома является оптимальным набором и выдаются в качестве рекомендации.Thus, for the table. 2 the maximum possible number of options is reduced from 144 (2 x 2 x 2 x 2 x 3 x 3) to 18. Using the values and (similar to the approach shown in Fig. 3, according to formula (4), the
S кmin ** ≅ S кi * ≅ S кmax * а from table. 2 it is necessary to select all options j for which S кj ** satisfies the condition:
S kmin * * ≅ S kj ** ≅ S to max *. Then, from the possible combinations of options i and j, it is necessary to select the combination (i ', j') for which the condition S кj ' ** ≅ ≅ S кi * is fulfilled , and the cost price is Σ П П i' + П j ' П min ' , i.e. is minimal. Corresponding to this combination, the types of materials and their unit costs j ', K', L ', M' and the type of scrap used are the optimal set and are given as recommendations.
Если в стали, выпускаемой из конвертера, содержание серы удовлетворяет условию Sк ≅ Sкmax*, то в качестве рекомендуемого варианта обработки i'' из табл. 1 выбирается тот, для которого выполняется условие Sк ≅ Sкi''* ≅ Sкmax*, а себестоимость затрат П Пi'' Пmin'', т.е. минимальна.If in the steel produced from the converter the sulfur content satisfies the condition S to ≅ S to max *, then as a recommended treatment option i '' from Table 1, one is selected for which the condition S к ≅ S кi '' * ≅ S кmax * is fulfilled , and the cost price is П П i '' П min '', i.e. is minimal.
В табл. 3 приведены фактические данные о вариантах десульфурации стали в ковше в период выпуска жидким синтетическим шлаком (материал с удельным расходом g1 L) и твердой шлакообразующей смесью (ТШС) (материал с удельным расходом g2 L), а также продувкой металла порошком SiCa при обработке на УДПК (материал g1 M). Интервалы удельных расходов материалов десульфураторов выбраны 0, 50, 100% Варианты (g1 L + g2 L) > 100% исключены из рассмотрения как нетехнологичные. Исходные данные для расчета таблицы:
Sр* 0,010 (0,005)%
η1-0 L η2-0 L η1-0 M 0
η1-50 L 0,35 η2-50 L 0,25 η1-50 M 0,3
η1-100 L= 0,6 η2-100 L 0,38 η1-100 M 0,55
В табл. 4 приведены фактические данные о десульфурации чугуна магнием (материал g1 j) с диапазонами удельного расхода магния 0 и 100% различных вариантах шихтовки плавки, десульфурации в конвертере по ходу продувки только за счет кусковой извести (материал g1 к). Исходные данные для расчета таблицы:
So= 0,060% = 0,85; = 0,28
Среднее содержание серы в оборотном ломе: = 0,02% в обычном ломе: = 0,04% η1-0 j 0; η1-100 j 0,8; η1-100 k 0,35
Стоимость обычного лома как наиболее дешевого принята равной 0.In the table. Figure 3 shows the actual data on options for desulfurization of steel in the ladle during the period of production with liquid synthetic slag (material with specific consumption g 1 L ) and solid slag-forming mixture (TSH) (material with specific consumption g 2 L ), as well as metal purging with SiCa powder during processing on UDPK (material g 1 M ). Intervals of specific consumption of desulfurization materials were selected at 0, 50, 100%. Options (g 1 L + g 2 L )> 100% were excluded from consideration as non-technological. The initial data for calculating the table:
S p * 0.010 (0.005)%
η 1-0 L η 2-0 L η 1-0 M 0
η 1-50 L 0.35 η 2-50 L 0.25 η 1-50 M 0.3
η 1-100 L = 0.6 η 2-100 L 0.38 η 1-100 M 0.55
In the table. Figure 4 shows the actual data on the desulfurization of cast iron by magnesium (material g 1 j ) with ranges of specific consumption of
S o = 0,060% = 0.85; = 0.28
Average sulfur content in recycled scrap: = 0.02% in ordinary scrap: = 0.04
The cost of ordinary scrap as the cheapest is taken equal to 0.
В табл. 5 приведены возможные сочетания вариантов (i + j) согласно формулы изобретения с указанием себестоимости (Σ ППi + Пj) для случая Sр* ≅ 0,010% и Sр* ≅ 0,005%
В соответствии с формулой изобретения для получения серы Sр* после УДПК ≅0,010% рекомендуемым вариантом будет десульфурирующая обработка, включающая вариант 13 из табл. 3 и вариант 4 из табл. 4, имеющая минимальную себестоимость (Σ П 58 р/т). В случае, если содержание серы Sк в металле после продувки будет, например, равным 0,018% то рекомендуемым вариантом дальнейшей обработки (L'', M'') будет вариант 11 из табл. 3.In the table. 5 shows possible combinations of options (i + j) according to the claims indicating cost (Σ PP i + P j ) for the case S p * ≅ 0.010% and S p * ≅ 0.005%
In accordance with the claims, to obtain sulfur S p * after UDPK ≅ 0.010%, a desulfurization treatment, including
По аналогии с вышеизложенным, для получения серы Sр* ≅ 0,005% рекомендуемым вариантом будет вариант 11 из табл. 3 и вариант 2 из табл. 4.By analogy with the above, to obtain sulfur S p * ≅ 0.005%, the recommended option is
Если на повалке конвертера Sк0,014% то рекомендуемым вариантом дальнейшей обработки (L'', M'') будет вариант 12 из табл. 3.If on the turn of the converter S to 0.014%, then the recommended option for further processing (L``, M '') is
Claims (1)
допустимых значений содержаний серы S
возможных содержаний серы S
из которых выбирают то значение содержания серы для которого выполняется условие
а сочетание материалов j′, K′, L′, M′ и вида лома удовлетворяют условию минимальной себестоимости материалов и энергозатрат, включая затраты на лом, и обеспечивает получение серы в металле Sp≅ S
и при его выполнении определяют значения L″ и M″, обеспечивающие выполнение условия где значение минимальной себестоимости материалов и энергозатрат для материалов L и M из сочетаний, соответствующих содержаниям серы S
а при изменяют марку выплавляемой стали и допустимое содержание серы S
permissible values of sulfur content S
possible sulfur contents S
from which the sulfur content is selected for which the condition is satisfied
and the combination of materials j, K, L, M and the type of scrap satisfy the condition of minimum cost materials and energy costs, including scrap costs, and ensures the production of sulfur in the metal S p ≅ S
and when it is executed, the values L ″ and M ″ are determined to ensure that the condition Where value of the minimum cost of materials and energy consumption for materials L and M from combinations corresponding to sulfur contents S
and when change the grade of smelted steel and the allowable sulfur content S
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5038604 RU2048530C1 (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Metal desulfuration process automatic control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5038604 RU2048530C1 (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Metal desulfuration process automatic control method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2048530C1 true RU2048530C1 (en) | 1995-11-20 |
Family
ID=21602452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5038604 RU2048530C1 (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Metal desulfuration process automatic control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2048530C1 (en) |
-
1992
- 1992-04-06 RU SU5038604 patent/RU2048530C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1325088, кл. C 21C 7/064, 1987. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| de Oliveira Pezzin et al. | Analysis of the influence of the solid and liquid phases on steel desulfurization with slags from the CaO–Al2O3 systems using computational thermodynamics | |
| RU2048530C1 (en) | Metal desulfuration process automatic control method | |
| Lehmann et al. | Interactions between metal and slag melts: steel desulfurization | |
| Mukherjee et al. | Production of low phosphorus steels from high phosphorus Indian hot metal: Experience at Tata Steel | |
| JP3575304B2 (en) | Converter steelmaking method | |
| US3528799A (en) | Process for continuously refining cast iron into steel | |
| Buľko et al. | Deep Steel Desulfurization Practice | |
| Nzotta et al. | A study on the sulphide capacities of steelmaking slags | |
| EP0179865B1 (en) | Process for controlling slag chemistry in a refining vessel | |
| McBride | The Physical Chemistry of Oxygen Steelmaking | |
| JP7575684B2 (en) | Melting method of molten iron using converter type refining furnace | |
| JPS5856723B2 (en) | Continuous desiliconization method for hot metal | |
| JP2958844B2 (en) | Converter refining method | |
| US4741771A (en) | Process for reduction of impurities content of hot metal | |
| JP7211553B1 (en) | Method for operating converter and method for producing molten steel | |
| TAKAWA et al. | Mathematical model of end point control for the top and bottom blowing process in BOF | |
| Pretorius et al. | Computer modeling of refractory/slag/metal interactions | |
| Van Ende et al. | Modeling Based on Thermodynamics | |
| RU2283872C1 (en) | Method of blast-furnace smelting | |
| RU2782109C1 (en) | Method for monitoring the steel production process | |
| Carvalho et al. | BOF PROCESS OPTIMIZATION AND TECHNOLOGY IMPROVEMENTS–THE 5 MTPY PROJECT FOR TERNIUM BRAZIL | |
| JPH05171244A (en) | Method for estimating minimum hot metal content in converter | |
| Goedert et al. | The'ALT'Process (Arbed Ladle Treatment) | |
| Schrade et al. | Desulfurization of Molten Steel in RH-Degasser by Powder Blowing to Produce Silicon Steel–Operational Results Maanshan ISCO | |
| Chattopadhyay et al. | Thermodynamic Analysis for Enhancing Phosphorus Removal in Steelmaking |