В настоящее время производство стали представляет собой многоступенчатый и высокотехнологичный процесс. Добываемая руда содержит целый ряд соединений железа (Fe3O4, Fe2O3, Fe2O3хH2O, FeCO3 и т.д.). Далее для получения железосодержащих сплавов используются доменные печи, где при температуре свыше 1000°С происходит восстановление железа и перевод пустой породы в шлак. Получаемый в доменном производстве чугун по-прежнему содержит большое количество примесей, в том числе углерод, марганец, кремний, серу, фосфор и т.д.
Выплавка стали из чугуна происходит в сталеплавильных печах, где металл находится в жидком состоянии. Методов получения стали существует несколько, наибольшее распространение получил кислородно-конверторный. Сущность этого метода состоит в продувке через чугун, залитый в плавильный агрегат (конвертер, см. рис.1), технически чистого кислорода. В результате содержащиеся примеси окисляются и удаляются в шлак. Эта технология плавки стали имеет высокую производительность, малую длительность цикла производства процесс удобен для автоматизации управления ходом плавки.
.jpg)
Рис.1 Процесс плавки внутри кислородного конвертера
В процессе плавки важно обеспечить постоянное движение (циркуляцию) расплава чугуна для однородной реакции между поданным кислородом и углеродом (примесями) из расплава. Для этого через дно конвертера подаются инертные газы (азот, аргон), которые, поднимаясь, приводят в движение расплав. Это происходит как раз в той зоне, куда подаётся кислород и идет активный окислительный процесс.
С одной стороны расплав металла должен непрерывно перемешиваться, поэтому необходимо обеспечить подачу достаточного количество аргона и азота. С другой стороны чистые газы, особенно аргон, стоят дорого. Подача газов должна быть ограниченной и хорошо контролируемой. Кроме того, давление в конвертере постоянно изменяется. Регуляторы расхода газа должно быть в состоянии компенсировать вариации выходного давления и обеспечить стабильный расход.
Система подачи инертного газа состоит из двух линий подачи газа: аргона и азота. Для оптимального перемешивания расплава чугуна в дне конвертера располагается порядка 10-20 портов. Газ проходит через пористое дно конвертера (футеровку) и попадает в расплав. Давление в системе достигает 16 бар при требуемом максимальном расходе до 1600 л/мин.
.jpg)
Рис.2 Газовая схема подачи аргона и азота в конвертер
Регуляторы расхода Bronkhorst позволяют решить задачу стабильного поддержания расхода газов даже в условиях меняющегося выходного давления. Они имеют встроенный ПИД-регулятор, который позволяет на месте настроить оптимальный режим регулирования для конкретного процесса. Расходомеры обеспечивают высокую точность измерений (погрешность 0,5%, приборы внесены в Госреестр). Приборы имеют компактный дизайн, система из 10-20 расходомеров может быть реализована на малой площади (см. рис.3-4).
Рис.3 Схема конвертера с блоком управления и подачи газов
Рис.4 Компактный блок управления и подачи газов
