Система автоматического управления шахтной печью

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к автоматизации шахтных печей, преимущественно свинцовых. Цель изобретения - уменьшение пылеуноса и повышение выхода металла за счет повышения точности поддержания технологических параметров. Система содержит последовательно соединенные датчик 7 расхода воздуха, первый сумматор 1, регулятор 4 расхода воздуха, исполнительный механизм 5 и регулирующий орган 6, установленный на линии 18 подачи воздуха в шахтную печь 19, второй 8 и третий 14 сумматоры, датчик 2 температуры, соединенный с первым функциональным блоком 3, датчик 15уровн^ материала в печи и блоки 10и 11 задания номинального и минимально допустимого расходов воздуха в печь, а также введенные блок 9 сравнения, второй функциональный блок 12, ограничитель 13, регулятор 17 системы загрузки материала в печь и блок 16 задания уровня материала в печи с соответствующими взаимосвязями. 2 ил..с^XIОО«^оw>&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (И) ((Ц (я)5 F 27 В 1/18

ГОСУДАРСТВЕН(ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

908. 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4698821/02 (22) 31.05.89 (46) 30.01.92. Бюл. М 4 (71) Московский институт стали и сплавов (72) 3.Г.Салихов, А.А.Саакянц, К.В.Ивлев, В.К.Гордиенко и В.M.Êîïûëîâ (53) 629.331:1:536.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1037028, кл. F 27 В 1/28, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 815435, кл. F 27 В 1/28, 1976. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ШАХТНОЙ ПЕЧЬЮ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к автоматизации шахтных печей, преимущественно свинцовых. Цель изобретения — уменьшение пылеуноса и повышение выхода металла за счет повышения точности поддержания технологических параметров. Система содержит последовательно соединенные датчик 7 расхода воздуха, первый сумматор 1. регулятор 4 расхода воздуха, исполнительный механизм 5 и регулирующий орган 6, установленный на линии 18 подачи воздуха в шахтную печь 19, второй 8 и третий 14 сумматоры, датчик 2 температуры, соединенный с первым функциональным блоком 3, датчик 15 уровня материала в печи и блоки

10 и 11 задания номинального и минимально допустимого расходов воздуха в печь, а также введенwe блок 9 сравнения, второй функциональный блок 12, ограничитель 13, регулятор 17 системы загрузки материала в печь и блок t6 задания уровня материала в печи с соответствующими взаимосвязями. 2 ил.

1709163

35

Изобретение относится к металлургии, в частности к автоматизации шахтных печей, преимущественно свинцовых.

Цель изобретения — снижение пылеуноса и повышение выхода металла путем повышения точности поддержания технологичес ких параметров.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы автоматического регулирования расхода воздуха в шахтную печь; на фиг. 2- функциональная схема блока сравнения.

Система (фиг. 1) содержит первый сумматор 1, датчик 2 температуры газов,под сводом печи, первый функциональный блок

3. регулятор 4 расхода воздуха, исполнительный механизм 5. регулирующий орган

6, установленный на линии подачи воздуха в шахтную печь, датчик 7 расхода воздуха, второй сумматор 8, блок 9 сравнения, блок

10 задания номинального расхода воздуха в печь, блок 11 задания минимально допустимого расхода воздуха в печь, втОрой функциональный блок 12, ограничитель 13, третий сумматор 14, датчик 15 уровня материала в печи, блок 16 задания уровня материала в печи, регулятор 17 системы загрузки материала в печь, линию 18 подачи воздуха в шахтную печь и шахтную печь 19. блок сравнения (фиг. 2) включает в себя компаратор 20, реле 21 с контактами 22-24, первый и второй входы 25 и 26 и выход 27.

Система может. быть реализована на функционально однозначных элементах, в частности на микропроцессорном контроллере "Ремиконт Р-122". Блок 9 сравнения

Первый функциональный блок 3 реалиЗУЕт СЛЕДУЮЩУЮ ФУНКЦИЮ. Ок = 11(Ттек):

О, если Ттек Таад:

Q» =Ь1(Ттек Тзад), ЕСли Ттек > Тзад, где Тзад = 350 С;

Ь1 = 12 м /ч,град.

Второй функциональный блок 12 реализует полученную на основе опытных данных и технологического регламента функцию Нк = б(О»), которая после обработки с помощью регрессионного анализа может быть представлена в следующем виде:

Ок y/ К

" = 1 1000 + 2 1000 гдв а1 = 0,11 ч/м2; а2 = 0,19 (ч/м) .

Блок 11 задает минимально допустимый расход (Омин) воздуха в печь, величина которого определяется сопротивлением слоя материала дутьевому воздуху, Чем больше материала в печи, тем больше его сопротивление воздуху. Величина Омин определяется тем минимальным расходом воздуха, который необходим для равномерного прохождения воздуха через материал и предотвращения настылей. Для номинального уровня

Нном = 4,2 м Омин = 0,75 Оном, для максимального уровня HMaxc = 52 м Омин = 081 Оном.

Эта зависимость описывается функцией (фиг. 2) работает следующим образом. На первый вход 25 подается выходной сигнал с второго сумматора 8, а на второй вход подается выходной сигнал блока 11, которые проходят соответственно на вход А компа- 40 ратора 20 и контакт 23 реле 21. Когда на выходе А >. В компаратора отсутствует сигнал, реле 21 обесточено, контакты 22 и 24 реле 21 соединены переключателем и -на выход 27 блока 9 сравнения поступает сиг45 нал с второго входа 26.

Если сигнал на первом входе 25 превышает сигнал на втором входе 26, то на выходе А h В компаратора 20 появляется сигнал, который приводит к срабатыванию 50 реле 21 ° При этом переключатель соединяет контакты 23 и 24 реле 21 и на выход27блока

9 поступает сигнал с первого входа 25. Ограничитель может быть реализован аналогично блоку на фиг. 2, при этом входной сигнал 55 подают на первый вход 25, на второй вход

26-.заданную величину сигнала для ограничения входного, а реле 21 запитывают от выхода А< В компаратора 20(вместо А В).

Омин = 0,75 Оном + Ь2(Нтек Нном) Оном, где b2 = 0,6 м .

Система (фиг. 1) автоматического управления шахтной печью работает следующим образом.

Датчики 2, 7 и 15 измеряют соответственно температуру под сводом печи (pyrex), расхода воздуха (Qr«) и уровень материала (Нтек) В блоке 11 задания в соответствии с уровнем материала в печи формируется сигнал минимально допустимого расхода воздуха в печь (О мин), который поступает на второй вход блока 9 сравнения, В блоке 3 в соответствии с температурой газов под сводом печи в случае превышения ею заданной величины (Таад) формируется сигнал коррекции заданного расхода воздуха (Q»). В сумматоре 8 сигнал заданного номинального расхода воздуха (Озад) и сигнал коррекции (О ) складываются, формируется сигнал текущего заданного значения расхода воздуха (Qr.3.), который поступает на первый вход блока 9 сравне1709163

35 соответствующих бункеров, а изменение .40 расхода загружаемой шихты достигается изменением интервала между разгрузкой тележки в печь. В нормальных заданных условиях Нтек = Нэад, Ок = О, поскольку

50

55 ния. В зависимости от соотношения От.s. u

Q«H на выход блока 9 и второй вход первого сумматора 1 проходит сигнал текущего заданного значения расхода воздуха (От.з.) и сигнал минимально допустимого расхода воздуха (Ог ин). Относительно сигнала на втором входе сумматора 1 и происходит стабилизация расхода воздуха эа счет функционирования регулирующего контура: датчик

7 — сумматор 1 — регулятор 4 — исполнительный механизм 5- регулирующий орган 6. Во втором функциональном блоке 12 в соответствии с сигналом коррекции расхода воздуха (Ок) формируется сигнал коррекции уровня материала в печи (Нк), который ограничивается в ограничителе 13 заданным максимально допустимым отклонением (Нкмакс) уровня материала в печи. В случае превышения этих заданных значений величина Н» определяется из условия технологического ограничения уровня сыпи в печи (не выше уровня загрузочного отверстия).

Выходной сигнал ограничителя 13 (Ногр) поступает на второй вход третьего сумматора 14, на первый вход подается сигнал с выхода датчика 15 уровня материала в печи (Нте»), а на третий вход — сигнал с выхода блока 16 задания уровня материала в печи (Нзад). В сумматоре 14 эти сигналы суммируются, причем Нтек с обратным знаком.

Управляющий сигнал рассогласования (Нупр = Нзад - Нтек + Ногр) с выхода сумматора 14 поступает на регулятор системы загрузки материала в печь. Система загрузки может быть реализована, например, на подъемниках, ленточных питателях или. самодвижущихся опрокидывающихся тележках с вагоном-весами. При этом составляющие шихты в них подаются из

Ттек + Таад (температура газов под сводом печи находится в технологически допустимых пределах).

Следовательно, Н»=0, Норг=Ои на выходе сумматора 14 отсутствует управля ющий выходной сигнал (Ь Нупр = Нзад - Нтек + Норг = О).

В блоке 9 сравнения сравниваются Q«< и

От.э. Озад, От.з. = Оэад - Ок. Поскольку в нормальном режиме Ок - 0 и Озад >Оиин, то

Озад поступает на второй вход сумматора 1, в котором Озад сравнивается с Отек и вырабатывается сигнал рассогласования, и таким образом стабилизируется расход воздуха в печь.

При неизменности входных параметров система автоматического управления шахт5

25 ной печью находится в стабильном состоянии. При изменении, например, уровня материала в печи (Нтек) изменяется Омин, но поскольку Озад > Омин, то на выходе блока 9 сравнения присутствует сигнал Q» и система подачи воздуха в печь работает без изменений. На вход регулятора 17 системы загрузки материалов в печи поступает уп равляющий сигнал Ь Hynp = Нзад - Нтек (Ногр О), который она отрабатывает загрузив материал в печь.

Таким образом, пока температура газов под сводом печи находится в технологически допустимых пределах, регулирование и поддержание технологических параметров и режимов в системе автоматического управления шахтной печью осуществляется . по наиболее коротким цепям регулирования, т.е. более простым путем, и с меньшими затратами времени, причем эти цепи регулирования являются независимыми, так как

Озад > Омин.

Если, например, температура (Тте,) газов под сводом печи возрастает (без изменения уровня материала) настолько, что

Тте» >Таад, тогда на выходе функционального блока 3 появляется сигнал (в случае

Ттек Тзад сигнала нет), соответствующий необходимому изменению заданного расхода дутьевого воздуха в печь (Q»). Это приводит к уменьшению заданного значения расхода дутьевого воздуха в печь .

От.з. = Озад - Ок. В блоке 9 От.з. сравнивается с QM«. При этом на выходе блока 9 формируется сигнал в соответствии со следующей зависимостью:

QT.э. если QT.з. — О«н, Qu«, если От.a.< О ин.

Дальше система подачи воздуха в печь работает аналогично описанному. Сигнал коррекции с выхода блока 3 поступает также через блок 12 и ограничитель 13 с соответствующими преобразователями на второй вход сумматора 14.

На выходе сумматора 14 появляется сигнал Ь Нупр = Нзад+ Ногр Нтек = Ногр (при

Нзад= Нтек), котооый поступает на регулятор

17, Таким образом, система автоматического управления шахтной печью может отрабатывать отдельно возмущения по изменению температуры и по изменению уровня.

Если происходит одновременное изменение уровня материала в печи и увеличение температуры или одно из возмущений вызываетдругое и они потом начинают дей1709163

Составитель А.Сергеев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Бескид

Редактор A.Îãàð

Заказ 419 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ствовать одновременно, то система автоматического управления шахтной печью работаег в соответствии с описанным апгоритмом, Возможно возникновение ситуации, 5 когда при большой загрузке материала возрастает Нтек и, следовательно, Q»H, а при повышении температуры газов под сводом (Tre<) возрастает Ок и QT,3. уменьшается настолько, что Оми}) будет больше От,э, Тогда 10 система подачи воздуха в печь стабилизируетрасход дутьевого воздуха относительно Q »H. величина которого определяется большим сопротивлением слоя материала дутьевому воздуху, 15

Таким образом, повышение скорости регулирования и точности поддержания технологических параметров и режимов уменьшает время вынужденной работы печи с пониженным дутьем, в результате чего 20 повышается выход чернового свинца, а также уменьшает время работы печи с повышенной температурой отходящих газов, что

- улучшает условия работы системы пылеулэвливания, уменьшает пылеунос из печи. 25

Формула изобретения

Система автоматического управления шахтной печью, содержащая последовательно соединеннг е датчик расхода возду- 30 ха, первый сумматор, регулятор расхода воздуха, исполнительный механизм и регулирующий орган, установленный на линии подачи воздуха в шахтную печь, а также второй и третий сумматоры, датчик температуры, соединенный с первым функциональным блоком, датчик уровня материала в печи и блоки задания номинального и минимал ьно допустимого расходов воздуха в печь, отличающаяся тем,что,сцельюуменьшения пылеуноса и повышения выхода металла за счет повышения точности поддержания технологических параметров, в нее введены блок сравнения, второй функциональный блок, ограничитель, регулятор системы загрузки материала в печь и блок задания уровня материала в печи, выход которого соединен с третьим входом третьего сумматора, выход которого соединен с входом регулятора системы загрузки материала в печь, а первый и. второй входы — соответственно с выходом датчика уровня материала в печи и выходом ограничителя, вход которого соединен с выходом второго функционального блока, вход которого соединен с выходом первого функционального блока и первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока задания стабилизирующего расхода воздуха в печь, а выход — с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, а второй вход — с выходом блока задания минимальна допустимого расхода воздуха в печь, вход которого соединен с выходом датчика уровня материала в печи.