Устройство автоматического управления процессом выплавки в рудовосстановительной электропечи

 

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИ- Г .ЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫПЛАВКИ В РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬ НОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее датчики расхода активной эпектроэне яии, расхода шихты, температуры газа под сводом печи, активного сопротивления ванны, блоки усреднения, задатчики, три блока сравнения, согласующиеэлем« ты , схему И и элементы задержки отличающееся т, что, с целью увеличения выхода годного и снижэ кия удельного расхода электроэнергии оно снабжено дополнительно тремя схемами . И, выход блока сравнения фактических и расчетньрс параметров отношеаяя расхода электроэнергии к количеству потребляемой электродом шихты соответствукиций согласующий элемент соединен с первым входсм первой схемы И и первьм входом треть схемы И, второй выход указанного блока сравнения соединен с первым входом второй схемы И и первым входом четвертой схемы И, выход датчика активного сопротивления ванны черед соответствующий блок усреднения, блок сравнения фактического сопро тивлення ванны с заааннь1м, блок согласования соединен с вторым входом второй (;кемы И и третьим, входом четвертой схемы И, второй выход блока сравнения фактического сопротивления ванны с заданным соедини с вторым входом первой схемы И и вторым вхором третьей i схемы И, датчик температуры газа поц сводом печи через соответствующий блок, усреднения, блок сравнения фактичес . Кой температуры газа под сводом печи с задранной, блок согласования соединен с третьим входом третьей И и третьим вкоаом втсфой схемы И, второй выход блока сравнения фактической температуры газа под сврцом печи с заданной соединен с третьим входом первой схемы 4ii И и вторым входом четвертой схемы И, выход первой схемы И через соответствую00 щий элемент соединен с приводом ел подъема электродов, вьссод схемы И через соответствующий элемент задерж4 ки соегдинен с приводом опускания электро дов , выходы третьей и четвертойсхем , И через соответствующие элементы эадерж .ки соединены с блоком задания восстановителя системы дозирования шихты.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З151) ) 27 0 19/00

;е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ" ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ» -:,,: .

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (21) 3419145/22 02 (22) 07.04,82 (46) 15.09.83. Бюл. %,34 (72) С. Л. Степанйнц, Г, Д. Ткач, ! Н. B. Стеблянко, А. А. Усатый, Н. Ф, Рак и В. В. Годына (71) Научно-исследовательский и опытно-. конструкторский институт автоматизации . черной металлургии (53) 621.365.21(088.8) (56). 1. Петент ФРГ М 2330985, кл, Н . 05 В 7/148> 1979 .2, Патент США % 4213855, кл. 423-4"42, 1981, 3. Авторское свидетельство СССР

Ъ 773.913, кл, F 27 Х) 19/00, 197К (54) (57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИ: ЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ.

ВЫПЛАВКИ В РУДОВОССТАНОВИТЕЛЬ»НОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, содержащее датж ки расхода активной электроэнергии, расхода шихты, температуры газа под сводом печи, активного сопротивления ванны, бпоки усреднения, задатчики, три блока сравнения, согласующие элементы, схему .И и элементы задержки, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью увеличения выхода годного и сниже ния удельного расхода электроэнергии, . . оно снабжено цополнительно тремя схемами. И, выход блока сравнения фактичес- ких и .ресче1 ных параметров отношения ... расходе электроэнергии к количеству потребляемой электродом шихты черезсоотве1 твукиций согласующий элемент соецинен с первым входом первой схемы

И и первым входом третьей схемы И, второй выход указанного блока сравнения соединен с первым входом второй схемы

И и первым входом четвертой схемы И, выход датчика активного сопротивления . ванны черед соответствующий блок усреднения, блок сравнения фактического сопротивления ванны .с заданным, блок согласования соединен с вторым входом второй схемы H и третьим входом четвертой схемы И, второй выход блока сравнения фактического сопротивления ванны с заданным соединен с вторым входом первой схемы И и вторым входом третьей схемы И, датчик температуры газе под ф сводом печи через соответствующий блок орелнеюи, блок ореененнн фектнчео- Q) кой температуры газа под сводом печи с заданной, блок согласования соединен с третьим входом третьей схемы И и третьим входом второй схемы И, второй выход блока сравнения фактической температуры газа под своцом печи с зацанной соецинен с третвим входом первой схемы .И и вторым .входом четвертой схемы И, 44 выход первой схемы H через соответствую- > щий элемент задержки соединен с приводо (,© подъема электродов, выход второй схемы Яд

И через соответствующий элемент задержки соединен с приводом опускания электродов, выходы третьей и четвертой схем, Ичереэ соответствующие элементы эадерж,кисоединены с блоком эадания восстановителя системы доэирования шихты.

1 1041 устройство относится к управлению руцовосстановительными электропечами.

Известны устройства и системы автоматического управления процессом выплавки сплавов в рудовосстановительных 5 печах, оцнако за редким исключением они предназначены для регулирования электрического режима плавки и не осущес. вляют оптимизацию технологического проц сса. 10

Известно устройство, осуществляющее регулирование положения электрода или приложенного к электроду напряжения в зависимости от приращения температуры внутренних поверхностей печи Я. . 15

Данное устройство позволяет ограничить температуру стен печи и тем самым мо-! жет обеспечить сохранность футеровки, однако не оптимизирует технологический процесс. л 20

Известно также устройство, которое предусматривает изменение соотношения компонентов шихты, загружаемых в печь через полый электрод в зависимости от изменения положения электрода и качества25 выплавляемого сплава 2 .

Недостатком этого устройства является ограниченность применения,так как работа устройства основана на зависимости качества сплава от температуры расплава. Такая з0 зависимость при выплавке ферросплавов не обнаружена и характерна для карбица кальция. Кроме того, на ферросплавных печах полые электроды практически не применяются.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является системв, состоящая из блока измерения удельного сопротивления расплава шихты, корректирующий сигнал которого подается в блок определения расстояния электрод-под, управляющий регулятором электрического режимц, и загрузочным устройством шихты. При отклонениях электрода от установленной эоны предлагается изменять установку тока или напряжение печного трансформатора, или навеску восстановителя в шихте (Э) .

Основными недостатками атой системы 50 являются невысокая точность определения расстояния-под и ограниченная область его применения: формула Шварца фон Берг капфа может быть применена только для, печей с по руженными в шлак электродами, имеккпими высокое активное сопротивление иагрузки, и для ферросплавных печей непригодна; сопротивление расплава зависит не только от химсостава, а и от температуры расплава; в этой системе не конкретизируются условия выбора регулирующего воздействия, кроме того, стабилизация расстояния электроп-поц предусматривает изменение, уставки r то.— ка, что приводит к неполному использованию мощности электрического агрегата.

Таким образом, известные системы и устройства не позволяют решить вопросы оптимизации положения реакционной эоиы и баланса восстановителя в злектропечах, выплавляющих ферросплавы.

Целью изобретения является увеличение выхода годного и снижение удельного расхода электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматического управле ния процессом выплавки в рудовосстановительной электропечи, содержащее датчики расхода активной электроэнергии, расхода шихты, температуры газа под сводом печи, активного сопротивления ванны, блоки усреднения, эадатчики, три блока сравнения, согласующие элементы, схему

И и элементы задержки, снабжено дополнительно тремя схемами И, выход блока сравнения фактических и расчетных. параметров отношения расхода электроэнергии к количеству потребляемой элект родом шихты через соответствующий согласуюший элемент соединен с первым входомпервойсхемы И и первым. входом третьей схемы И, второй выход укаэанного блока сравнения соединен с первым входом второй схемы И, и первым входом четвертой схемы И, выход датчика активного сопротивления ванны через соответствующий блок усреднения, блок сравнения фактического сопротивления ванны с заданным, блок согласования сое-,. динен с вторым входом второй схемы И и третьим входом четвертой схемы И, второй выход блока сравнения фактического сопротивления ванны с заданным соединен с вторым входом первой схемы И и вторым входом третьей схемы И, датчик температуры газа под сводом печи через соответствуклший блок усреднения, блок сравнения фактической температуры газа под сводом печи с заданной, блок согласования соединен с третьим входом треть ей схемы Иитретьимвходом второй схемы И, второй выход блока сравнения фактической температурь1;:. .м под сводом печи с заданной соецинен с тр:.тьим вхоцом первой схемы И и вторым входом еть.ертой схемы И, выход первой схемы И через

1854 4 и 26 задержки подключены привоцы 27 и 28 подъема и опускания электроца и блок 29 задания восстановителя системь, дозирования шихты.

Устройство работает следукщим обре зом.

При высоком положении реакционной зоны отношение A уменьшиться, а активное сопротивление (К ) и температура газа (6 ) увеличатся. В логический блок поступят сигналы - Ь А + и К и

b 8 . На выходе второй схемы И 20 появится сигнал, который через элемент

24 задержки поступает на привод 28, опускания электрода. Электрод опустится на заданную величину (не показано), а вместе с этим опустится и реакционная зона. Через определенный промежуток времени, определяемый задержкой 24, если отклонения не ликвидировались, цикл регулирования повторится. При глубоком положении реакционной эоны (+Ы - Ь К и — Ь 9 ) регулирование протекает аналогично по цепи первой схемы И элементов 19 и элемента 23 с воздействием на привод 27 подъема электрода.

При избытке восстановителя отношение

A и температура газа (8 ) увеличится, а сопротивление R уменьшится . На вход логического блока поступят сигналы

Ф6 А; 4 Ь 8 и - А и . На выходе третьей схемы И 2l появится сигнал, который через элемент 25 задержки снизит уставку восстановителя; в блоке 29 задания системы дозирования. При недостатке восстановителя (- Ь А; - h 8 и b Р ) уставка восстановителя увеличится по це-, пи: четвертая схема И 22, элемент 26 задержки и блок 29 задания системы дозирования.

Экономический эффект от использова " ния устройства составит 50 тыс. руб в год по одной печи большой единичной мащности эа счет экономии электроэнергии и сырьевых материалов.

3 104 соответствующий элемент зацержки соединен с приводом подъема электродов, выход второй схемы И через соответствукяций элемент задержки соединен с приводом опускания электродов, выходы третьей и четвертой схем И через соответствующие элементы задержки соединены с блоком задания восстановителя системы дозирова, ния шихты.

Закон управления устройства заключает- 10 ся в определении отклонения величины от», ношения расхода активной электроэнергии к количеству шихты, потребляемой электродом (А) от расчетного значения (Ap), а также отклонений активного сопро- 5 тивления ванны в цепи,электроца (R ) и температуры газа под сводом печи (8 ) от заданных значений (Рq, 8з ) и выработке регулирующего воздействия: перемещение электрода или изменение навески восстановителя в шихте.

На чертеже представлено предлагаемое устройство автоматического управления процессом выплавки марганцевых сплавов в рудовосстановительной электропечи, р5

Сигналы от датчиков 1 и 2 расхода активной электроэнергии и расхода щихты через блок 3 и 4 усрецненияпоступаютв вычислительный блок 5 где определяется

: отношение А. Сигнал, пропорциональный 30 отношению А поступает в блок 6 сравнения, где он сравнивается с расчетным значе ем отношения Ар, поступающим от эадатчика 7. Второй канал устройства включает датчик 8 активного сопротивления ванны, блок 9 усреднения, блок 10сравнения и задатчик 11 установленного значения

/ сопротивления ванны. Третий канал включает датчик 12 температуры газа под сводом, блок 13 усреднения, блок 14 сравнения и задатчик 15. Выходы блоков

6, 10 и 14 сравнения, представленные биполярными сигналами через согласующие элементы 16, 17и 18поступают в логи- . ческий 6пок, состоящий из четырех схем

И 19, 20, 21 и 22. К выходу логичес4I кого блока через элементы 23, 24, 25 !

Состащггцщ, А. Ашихин едактор М. Петрове Текред М.Тепер Корректор А. де;рко

Заказ 7108/43, Тираж 6 l5 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР ао денам изобретейий и открытий

113036, Хосква, Ж-36, Рауцкжая наб., д. 4/6

Фиднан ППП Патент», r. Уха-ород, уд, Проектная, 4