Разработка и исследование системы обнаружения шлака в струе расплавленного металла

• Автор: Формакидов, Антон Михайлович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
1.1. Вопросы чистоты стали
1.2. Выпуск металла из конвертера в сталь-ковш и проблема обнаружения шлака в струе металла
1.3. Зарубежные разработки систем обнаружения шлака
1.4. Актуальность разработки системы обнаружения шлака
1.5. Постановка задач
1.6. Геометрические, тепловые и технологические требования к системе... 23 Выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
2.1. Описание электромагнитных преобразователей
2.2. Разработки в области электромагнитного контроля несплошных сред. Методы анализа
2.3. Схема замещения электромагнитного преобразователя
2.4. Математическое моделирование электромагнитного преобразователя
2.5. Используемые методы и средства математического моделирования
2.6. Допущения, принятые при математическом моделировании
2.7. Результаты математического моделирования
2.8. Расчет теплового поля в леточном блоке конвертера
2.9. Физическое моделирование электромагнитных преобразователей
Выводы
3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ШЛАКА
3.1. Разработка структуры системы
3.2. Разработка алгоритма работы системы
Выводы
4. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМЫ
4.1. Общие сведения
4.2. Результаты испытаний
4.3. Оценка эффективности работы системы
4.4. Анализ архивов работы системы
Выводы
5. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ШЛАКА В СТРУЕ МЕТАЛЛА
5.1. Постановка задачи и исходные данные
5.2. 1-й шаг. Выбор частоты питания преобразователя

5.3. 2-й шаг. Выбор диаметра преобразователя
5.4. 3-й шаг. Выбор параметров преобразователя и источника питания
5.5. Рекомендации по обработке сигнала преобразователя
5.6. Особенности системы обнаружения шлака при сливе металла из сталь-ковша
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
АКТ О РЕАЛИЗАЦИИ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
В производстве стали все более существенным является обеспечение ее чистоты и сокращение брака. При переливании жидкой стали из одной металлургической емкости (конвертер, сталь-ковш, промежуточный ковш) в другую важным является обеспечение минимального попадания шлака, находящегося на поверхности стали, в нижнюю емкость.
Существо проблемы состоит в следующем. При отсутствии специальных автоматических средств обнаружение шлака в струе металла осуществляется визуально оператором, контролирующим процесс. Визуальное обнаружение шлака возможно при выходе шлака на поверхность струи благодаря цветовому отличию шлака от металла. Однако шлак в начале слива попадает в струю через воронку и протекает по центру. При выходе на поверхность его цветовое отличие от стали настолько незначительно, что даже опытному сталевару зачастую не удается вовремя остановить разливку, и большая часть шлака вытекает вместе со сталью. В ряде случаев наблюдение за струей усложняет запыленность воздуха и то, что сталевар находится в условиях сильного теплового излучения.
Исключить проникновение шлака возможно при заблаговременном окончании слива, однако при этом часть стали будет потеряна.
Таким образом, при стремлении производителя обеспечить высокое качество и конкурентоспособность стали затруднено обеспечение ее чистоты при визуальном контроле переливания из одной емкости в другую.
Актуальность работы определяется следующими факторами.
Существующие зарубежные автоматические системы обнаружения шлака, работающие на электромагнитном принципе, доказали свою эффективность. Отечественные металлурги сейчас проявляют к ним активный интерес. Однако эти системы имеют высокую стоимость приобретения и высокую стоимость обслуживания. Возник вопрос о создании более дешевой и удобной в эксплуатации отечественной системы.

^ = 100 Гц и Гг = 500 Гц при размере преобразователя Оп = 1400 мм для следующих случаев:
• без учета корпусов,
• с учетом только корпуса преобразователя,
• с учетом только корпуса леточного блока,
• с учетом и корпуса преобразователя, и корпуса леточного блока.
Кроме того, был проведен анализ влияния температуры переднего торца
корпуса летки на сигнал преобразователя.
Полученные данные представлены в виде амплитудных характеристик на Рис. 26 и Рис. 27. Из характеристик видно, что влияние корпуса преобразователя существенно на частоте 500 Гц, а на частоте 100 Гц оно невелико. Влияние корпуса летки значительно во всем диапазоне частот. Суммарным результатом влияния корпусов является уменьшение амплитуд приращений сигналов на 70Рис. 26. Влияние корпусов проходного преобразователя и летки на приращения сигнала преобразователя (100 Гц, йд = 1400, Истр = 180 мм)