Устройство для контроля технологических параметров кислородно-конверторного процесса

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТОРНОГО ПРОЦЕССА, содержащее блоки формирования сигналов СО и COj, входы которых являются соответственно первым и вторым входами устройства, а выходы подсоединены соответственно к первому и второму входам первого сумматора, соединенного выходом с первым входом первого блока умножения, второй.вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала расхода отходящих газов, подсоединенного входом к третьему входу устройства, а выход первого блока умножения соединен с последовательно соединенными зкстраполятором , первым интегратором и первым регистрирующим прибором, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности контроля, оно дополнительно содержит источник постоянного сигнала, второй и третий регистрирующие приборы, второй и третий интеграторы, второй, третий и четвертый сумматоры, второй и третий блоки умножения, квадратор, блок деления , датчик положения фурмы над уровнем спокойной ванны л расходомер кислорода на продувку, выход которого подсоединен к первым входам второго и третьего сумматоров и второго блока умножения, а вход - к четвертому входу устройства, соединенного пятым входом с входом датчика положения фурмы над уровнем спокойной ванны , выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, подсоединенного выходом к второму входу втоСП рого блока умножения, выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора, соединенного вторым входом с входом первого интегратора, первым входом блока деления и вторым входом третьего сумматора, третий вход четвертого сумматора подсоединен к выходу блока деления, соедиэо ненного вторым входом с выходом квадX ) ратора, вход которого подсоединен к выходу первого интегратора, третий 0 вход третьего сумматора соединв) с выходом третьего блока умножения, соединенного первым и вторым входами соответственно с выходами блоков формирования сигнала COj и формирования сигнала расхода отходящих газов, четвертый вход третьего сумматора подсоединен к выходу четвертого су1(матора и входу второго интегратора, соединенного выходом с вторым регистрирующим прибором, выход третьего сумматора через третий интегратор соединен с третьим регистрируюпщм прибором.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (l1) (5()4 С 21 С 5/)О (21) 3774650/22-02 (22) 20.07.84 (46) 30.10.85. Бюл. В 40 (71) Сибирский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) С.П. Мочалов, P.Ñ. Айзатулов, К.M. Шакиров, Г.Д. Булойчик, С.А. Шипилов, M.Â. Петрунин, А.Г. Падалко и Ю.В. Насонов (53) 669.184(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 401723, кл. С 21 С 5/30, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Р 870443, кл. С 21 С 5/30, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТОРНОГО ПРОЦЕССА, содержащее блоки формирования сигналов СО и СО, входы которых являются соот ветственно первым и вторым входаии устройства, а выходы подсоединены соответственно к первому и второму входам первого сумматора, соединенного выходом с первым входом первого блока умножения, второй. вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала расхода отходящих газов, подсоединенного входом к третьему входу устройства, а выход первого блока умножения соединен с последовательно соединенными экстраполятором, первым интегратором и первым регистрирующим прибором, о т л ич а ю щ е е с я теи, что, с целью повышения эффективности контроля, оно дополнительно содержит исто .ник постоянного сигнала, второй и третий регистрирующие приборы, второй и третий интеграторы, второй, третий и четвертый сумматоры, второй и третий блоки умножения, квадратор, блок деления, датчик положения фурмы над уровнем спокойной ванны и расходомер кислорода на продувку, выход которого подсоединен к первым входам второго и третьего суиматоров и второго

° блока умножения, а вход — к.четвертому входу устройства, соединенного пятым входом с входом датчика положения фуриы над уровнем спокойной ванны, выход которого соединен с вторыи входом второго суиматора, подсоединенного выходом к второму входу второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом четвертого сумматора, соединенного вторыи входом с входом первого интегратора, первым входом блока деления и вторым входом третьего сумматора, третий вход четвертого сумматора подсоединен к выходу блока деления, соединенного вторым входом с выходом квадратора, вход которого подсоединен к выходу первого интегратора, третий вход третьего сумматора соединен с выходом третьего блока умножения, соединенного первым и вторыи входами соответственно с выхрдами блоков формирования сигнала СО2 и формирования сигнала расхода отходящих газов, четвертый вход третьего сумматора подсоединен к выходу четвертого сумматора и входу второго интегратора, соединенного выходом с вторым регистрирующим прибором, выход третьего сумматора через третий интегратор соединен с третьим регистрирующим прибором, 1188210

9з Т Р+1 з выход источника постоянного сигнала подсоединен к третьему и пятому входу

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для автоматического контроля кислородно-конверторной плавки стали.

Целью изобретения является повы- 5 шение эффективности контроля.

На чертеже приведена блок- схема устройства.

Устройство для. контроля технологических параметров кислородно-конверторного процесса содержит блоки

1 и 2 формирования сигналов СО и СО,, блок 3 формирования сигнала о расходе отходящих газов, датчик 4 положения кислородной фурмы, расходомер 5 кислорода на продувку, блоки 6-9 суммирования, блоки 10-12 умножения, экстраполятор 13, интеграторы 14-16, квадратор 17, блок 18 деления, регистрирующие приборы 19-21 типа КСП-420 и источник 22 постоянного сигнала, представляющий собой стабилизированный источник постоянного напряжения.

Датчик 4 положения фурмы выполнен,25 например, в виде совокупности сельсина — датчика типа БД-404А, установленного на приводе перемещения фурмы, и сельсина — приемника типа БС-404А, входящего в состав вторичного прибораЗ0

ВИП-2.

Расходомер 5 кислорода на продувку представляет собой комплект приборов с коррекцией по давлению и температуре кислорода, выполненный, например, на базе мембранного дифмано15 метра ДМ-3537Ф и ферродинамических преобразователей.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом процесса контроля . на интеграторах 14-16 устанавливают начальные условия, характеризующие содержание углерода в металле, его температуру и содержание Fe0 в шкале, 45 полученные путем зондового замера или при промежуточной повалке. соответственно второго и третьего сумматоров.

Восстановленные сигналы о содержании СО и СО, в отходящих газах с выхода блоков 1 и 2 формирования сигнала СО и СО, поступают на блок,6 суммирования, с выхода которого сигнал поступает на вход блока 10 умножения, на другой вход которого поступает синхронизированный во времени с сигналами СО и СО, сигнал о расходе отходящих газов с выхода блока 3 формирования. В блоке 10 умножения производится умножение этих сигналов и, кроме того, умножение на постоянный коэффициент, в результате чего получают значение скорости обезуглероживания V конверторной ванны по выс ражению

Ч = 0,00536 VQ (СО + СО ), где V „- расход отходящих газов;

СО,СО, — соответственно содержание

СО и СО, в отходящих газах.

С выхода блока 10 умножения сигнал поступает на вход экстраполято" ра 13, где производят экстраполирование сигнала на время запаздывания л сигнала о расходе отходящих газов .

Передаточная функция экстраполятора, выполненного в виде реального форсирующего звена, определяется выражением где T3 — постоянная времени.

Сигнал с выхода экстраполятора 13 поступает на вход интегратора 14, где определяется текущее содержание углерода в металле по выражению г

С(а) = С вЂ” 5 ЧР3ь о где Со — начальное содержание углерода в металле, которое затем регистрируется на приборе 19.

С выходов датчика 4 положения фурмы и расходомера 5 кислорода на

1188210 продувку сигналы поступают на блок

7 суммирования, где производится их суммирование с соответствующими коэффициентами и, кроме того, суммирование с постоянной величиной, в ре- 5 зультате чего определяют степень использования кислорода о по выражению

Ос b + b, |;} Ь2 Ь У

Vc

V o b5 < (}о ЬwVp Ь С2Т), где ЬЗ,Ь4,Ь вЂ” физико-химические крнстанты.

Этот сигнал поступает. на интегратор 15, где определяется текущее содержание FeO в шлаке по формуле.

С

FeO(c ) = FeO + j Veep 30 о где FeO — начальное содержание FeO о в шлаке.

На приборе 20 осуществляется регистрация текущего содержания Fe0

50

55 где Я вЂ” расход кислорода на про01 дувку;

h — положение фурмы над уров P нем спокойной ванны; 15

Ь,Ъ„Ъ вЂ” статистические коэффициpþ |э ф енты.

Величина коэффициентов Ьь,Ь, Ь определяется емкостью конвертора, конструкцией фурмы и др. Для усло- 20 вий 350-тонного конвертора при продувке четырехсопловой формой Ь

0 773 Ъ| 0 000141» Ъг = 0,049

С выхода блока. 7 суммирования сигнал подается на вход блока 12 умноже- 25 ния, на другой вход которого поступает сигнал с расходомера 5 кислорода на продувку, с выхода блока 12 умножения сигнал поступает на вход блока

8 суммирования, куда также поступают Зб сигналы с выхода экстраполятора 13 скорости обезуглероживания, источника постоянного сигнала и с выхода блока

18 деления, где осуществляется деление сигнала с выхода экстраполятора

13 на сигнал с выхода квадратора 17, представляющий собой квадрат значе- ния содержания углерода в металле.

В блоке 8 суммирования рассчитывается скорость образования FeO в 4р шлаке Ч о по балансовому соотношению ео в шлаке. В блоке суммирования 9 производится суммирование с соответствующими коэффициентами сигналов,по-, ступающих от экстраполятора 13, блока 8 суммирования, расходомера 5 кислорода на,продувку, источника 22 постоянного сигнала и сигнала от блока 11 перемещения, на входы которого подключены выходы блоков формирования сигналов СО, и расхода отходящих газов. В результате на выходе блока 9 суммирования получают сигнал скорости нагрева металла Vg рассчитанный по соотношению баланса тепла в ванне конвертора в заключительном периоде продувки, где b6 b,b<, b> — коэффициенты, характеризующие термодинамические свойства системы;

Ч„ — величина тепловых потерь (с отходящими газами через кладку и т.п.), выбираемая и поднастраиваемая в процессе эксплуатации, Сигнал о скорости нагрева далее поступает на вход интегратора 16, где определяется текущая температура металла по формуле

t(".) = t I, V й, где t — начальная температура метало ла, которая далее регистрируется на приборе 21.

Таким образом, введение в состав устройства дополнительных блоков позволяет повысить эффективность контроля кислородно-конверторной плавки, поскольку при этом появляется возмож- ность оценки состояния таких важных ее параметров, как температура металла и содержание FeO в шлаке. Это, в свою очередь, способствует при управлении плавкой лучшей синхронизации хода взаимосвязанных процессов обезуглероживания нагрева и шлакообраэования в ванне конвертора, что в конечном итоге ведет к сокращению аномальных ситуаций, увеличению выхода годного и попаданию в заданные пределы по углероду и температуре при выплавке соответствующей марки стали.

1188210

Заказ 6703/24 Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по девам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Составитель А. Абросимов

Редактор М.Недолуженко Техред О.Ващишина Корректор М. Максимишинец