Конвертерлік үрдісті автоматтандыру

Конвертерлік болаттың сапасы және оның техника-экономикалық көрсеткіштері үрдістің автоматтандырылу дәрежесімен анықталады. Технологияны стандарттау және автоматтандыру болат сапасын тұрақтандыруды қамтамасыз етудің, басты шарттары болып есептелінеді.

3.15 сурет – Конвертерлік газды ылғалды тазалау сұлбасы

Алдыңғы қатарлы елдерде, конвертерлік үрдісті автоматтандыру, өлшеу құралдары мен динамикалық басқару жүйесін жетілдіру негізінде шешілуде [16]. Көбінесе сынама алатын, температураны өлшейтін, металдың тотықтану дәрежесін анықтайтын өлшеу техникасы, көмекші фурманың түрлі конструкциясына негізделген. Балқыманың соңындағы металдың тотықтану дәрежесі бойынша көміртегіні ±0,001% дәлдікпен анықтаса, марганецті – ±0,002 %, фосфорды – ±0,003%.

Қолданылып жүрген автоматтық басқару жүйелері толықтай автоматты басқаруға және жеке операцияларды (оттегі шығыны, шикіқұрам мөлшері, сусымалы материалдарды қосу және т.б.) басқаруға арналған.

“Hoogovens” фирмасы (Нидерланды) конвертерінің есептеулі үрлеу уақытының бітуіне 2 минут қалғанда, көмекші фурма арқылы температура мен көміртегі мөлшерін анықтайды. Үрдісті басқарудың динамикалық үлгісін қолдану арқылы қосымша керекті оттегі мөлшерін, керек болған жағдайда, салқындатқыш (темір кені) мөлшерін анықтап, балқыманы үрлеуді аяқтайды.

Балқыманы үрлеу уақытының аяқталуын басқарудың үш варианты бар:

1) кәдімгі ағызу (көмекші фурмамен зондтап, балқыма құрамын толықтай анықтаған соң, металды ағызуға рұқсат алу);

2) тез ағызу (зондтап, металды ағызуға рұқсат алу, егер температура мен көміртегі мөлшері балқыманың соңындағыдай болатын болса, ал үрлеу барысында алынған сынамада фосфор мен күкірт мөлшері ойдағыдай);

3) тура ағызу (балқыманың соңында зонд қолданылмайды).

Металды ағызуға рұқсат алу температура мен көміртегі мөлшерін есептеуге және алдыңғы сынаманың нәтижесіне негізделеді. Жапонияның металлургиялық зауыттарында балқыманы тура ағызу қалыпты технологияға айналған, өйткені шойын домна пешінен тыс күкіртсіздендіріледі әрі фосфорсыздандырылады.

“Granit-Citi Steel” фирмасы конвертерінде болат қорыту үрдісінің динамикалық жүйесі үшін “Минко” типті “бомба” қолданылады. Жүйенің негізгі бөліктері: ”бомбаны” конвертерге автоматты түрде тастау жүйесі, тастау үрдісін реттейтін құрылғы, компьютерленген өлшеу аппараты, қолданылуы бір реттік “бомбалық” зондтар (температура мен болаттағы оттегі активтілігін өлшейтін немесе тек температураны өлшейтін). Конвертерлік газдың температурасы бойынша “бомбаны” тастау мерзімін анықтайды. Балқыманың температурасы бойынша, қисынды бағдарламалы бақылаушы органы, оның өзгерісін есептейді. Осы деректер негізінде, балқыманы үрлеуді оңтайлы температурада тоқтату үшін, болат қорытушы үрлеме режімін өзгерте алады.

“Бомба” көмегімен анықталған температура мен оттегі активтілігі және есептелген көміртегі мөлшері, болатты тура ағызуды қамтамасыз етеді. Сонда балқыма ұзақтығы 4-5 минутке қысқарады.

“Grate Lakes Division” фирмасында конвертердің температурасын “Минко” “бомбасымен” дәлді реттеу, шеген төзімдігін 30-40%-ға арттырды.

Көптеген зауыттарда үрдістің жалпы автоматтандыру жүйесіне қож түзілуді реттейтін және балқыма тасымасын бағдарлайтын автономды жүйе қосылған. “Sumitomo Мetal Jndustries” фирмасының (Касима) конвертерлік цехында осы жүйе енгізілген. Жүйеге фурманың вибрациясын және шуын өлшейтін құралдар және қождың физикалық қасиетін әрі оның көпіршуге бейімділігін үрлеу үрдісі ақпараты негізінде анықтауға арналған металлургиялық реакциялардың үлгісі жатады. Осы үш ақпаратты статистикалық өңдеу арқылы балқыма тасымасының мүмкіндігін белгілі бір мәннен асса, жүйе басқарудың төмендегі бір параметрін автоматты түрде таңдайды:

1) фурманы көтеру;

2) оттегіні жоғарыдан үрлеу шығыны;

3) материалдарды салу.

Жүйе (80 секундқа дейін уақыт ішінде) тасыманың орын алуын 85%-дық дәлдікпен анықтай алды.

Кейінгі жылдары көптеген металлургиялық зауыттарда, конвертерлік болат қорыту үрдісінің динамикалық басқару үлгісіне, CO, CO₂, O₂, H₂, Ar мөлшерін анықтайтын, масс-спектрометрді қосып пайдалану іске асырылды. Нәтижесінде берілген болат құрамының мәндерін алу 95 %-ға артты, балқыма тасымасы 19%-ға азайды және конвертерлік газдағы СО-ны пайдалану тиімділігі артты.