Кисневий конвертер є одним з найбільш важливих металургійних об'єктів автоматизації. Удосконалення його управління необхідно для отримання сталі з заданими температурою і складом при максимальній економічності плавки. Однак задача повної автоматизації процесу є вкрай складною і вимагає знання закономірностей впливу на технологічний процес безлічі факторів: фізико-хімічних, газо-гідродинамічних та інших, до теперішнього часу недостатньо досліджених. Фізико-хімічну основу виробництва сталі в конвертері складають процеси окислення домішок чавуну, і в першу чергу, окислення вуглецю. Незважаючи на великий обсяг досліджень, присвячених проблемі окислення вуглецю металу, значна кількість питань у цій галузі залишається мало вивченою. Відома наукова теорія про те, що зневуглецювання при низькому вмісті вуглецю контролюється переважно його масовим переносом, до кінця не пояснює всіх особливостей процесу. У зв'язку з цим постало завдання проведення додаткових наукових досліджень динаміки окислення вуглецю, особливо при його низькій концентрації. В роботі розглянуті методики, що описують процес зневуглецювання конвертерної сталі. Побудована модель розрахунку швидкості зневуглецювання і динаміки вмісту вуглецю у ванні конвертера під час продувки. Встановлено, що розроблена динамічна модель окислення вуглецю адекватна процесам, що протікають у ванні конвертера. Модель дозволяє безперервно по ходу продувки здійснювати контроль і регулювання найбільш важливих параметрів металу за допомогою управління кисневою фурмою, визначати швидкості зневуглецювання, зміни температури і окислення заліза ванни, а також ступінь допалювання СО в СО2 в порожнині конвертера.
Кислородный конвертер является одним из наиболее важных металлургических объектов автоматизации. Усовершенствование его управления необходимо для получения стали с заданными температурой и составом при максимальной экономичности плавки. Однако задача полной автоматизации процесса является крайне сложной и требует знания закономерностей влияния на технологический процесс множества факторов: физико-химических, газо-гидродинамических и других, до настоящего времени недостаточно исследованных. Физико-химическую основу производства стали в конвертере составляют процессы окисления примесей чугуна, и в первую очередь, окисление углерода. Несмотря на большой объем исследований, посвященных проблеме окисления углерода металла, значительное количество вопросов в данной области остается мало изученным. Известная научная теория о том, что обезуглероживание при низком содержании углерода контролируется преимущественно его массопереносом, до конца не объясняет всех особенностей процесса. В связи с этим возникла задача проведения дополнительных научных исследований динамики окисления углерода, особенно при его низкой концентрации. В работе рассмотрены методики, описывающие процесс обезуглероживания конвертерной стали. Построена модель расчета скорости обезуглероживания и динамики содержания углерода в ванне конвертера во время продувки. Установлено, что разработанная динамическая модель окисления углерода адекватна процессам, протекающим в ванне конвертера. Модель позволяет непрерывно по ходу продувки осуществлять контроль и регулирование наиболее важных параметров металла при помощи управления кислородной фурмой, определять скорости обезуглероживания, изменения температуры и окисления железа ванны, а также степень дожигания СО в СО2 в полости конвертера.
The oxygen converter is one of the most important metallurgical objects of automation. Improvement of its control is necessary to obtain steel with a given temperature and composition at maximum efficiency of the heat. However, the task of fully automating the process is extremely complex and requires knowledge of the laws governing the influence of many factors on the technological process: physicochemical, gas–hydrodynamic, and others that have not been sufficiently studied to date. The physicochemical basis of steel production in the converter is formed by the processes of oxidation of pig iron impurities, and primarily carbon oxidation. Despite the large amount of research devoted to the problem of metal carbon oxidation, a significant number of questions in this area remain little studied. The well–known scientific theory that decarburization at a low carbon content is controlled mainly by its mass transfer does not fully explain all the features of the process. In this regard, the problem arose of conducting additional scientific studies of the dynamics of carbon oxidation, especially at its low concentration. The work describes the techniques that describe the decarburization process of converter steel. A model for calculating the decarburization rate and the dynamics of the carbon content in the converter bath during purging was built. It has been established that the developed dynamic model of carbon oxidation is adequate to the processes occurring in the converter bath. The model allows continuous monitoring and regulation of the most important parameters of the metal by means of controlling an oxygen lance, determining the rates of decarburization, changes in temperature and oxidation of iron in the bath, as well as the degree of afterburning of CO in CO2 in the converter cavity.
