Способ управления процессом выплавки ферросиликохрома в руднотермической электропечи и система для его осуществления

 

Изобретение относится к электрометаллургии. Способ и система предусматривают измерение концентрации хрома в готовом продукте и корректировку навесок железной стружки и передельного феррохрома наряду с корректировкой навески коксика. Кроме того, после ограничения текущего значения активного сопротивления под электродом по верхнему пределу его также ограничивают по нижнему пределу, а среднее значение активного сопротивления под электродом по верхнему пределу его ограничивают также по нижнему пределу, а среднее значение активного сопротивления ванны печи за заданный интервал времени определяют как сумму средних значений активных сопротивлений под электродом. Система содержит датчик активного сопротивления, фильтры ограничения верхнего и нижнего пределов сопротивления, задатчики верхнего и нижнего пределов сопротивления, блок усреднения, задатчик интервала усреднения, блок сложения, три ключа, три блока сравнения, задатчик числа электродов, блок умножения, задатчик сопротивления, задатчик зоны нечувствительности по сопротивлению, анализаторы и задатчики концентрации кремния и хрома в сплаве, задатчики зоны нечувствительности по концентрации кремния и хрома в сплаве, таймер, логический блок, блоки управления дозаторами передельного хрома, железной стружки и коксика и задатчика величины приращения и допустимых пределов измерения навесок. Изобретение позволяет повысить качество управления процессом выплавки ферросиликохрома. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электрометаллургии, преимущественно к электропечам, выплавляющим ферросплавы, и может быть использовано при выплавке ферросиликохрома и других сплавов на основе кремния и хрома.

При выплавке ферросиликохрома в рудно-термической электропечи скорость и полнота восстановительных реакций в значительной степени определяют количество и качество готового продукта плавки, а следовательно, и эффективность работы электропечного агрегата.

Имеющие место колебания химического и гранулометрического составов компонентов шихты, неравномерное распределение мощности по фазам, ошибки при задании навески восстановителя приводят к замедлению восстановительных реакций и нарушению полноты их протекания. Следствием этих нарушений технологического процесса плавки являются колебания активного сопротивления ванны, содержания кремния и хрома в сплаве, повышенный удельный расход электроэнергии при снижении выхода сплава.

Задача сводится к выбору при нарушениях технологического процесса наиболее эффективного регулирующего воздействия: изменения навесок компонентов шихты для стабилизации химического состава продуктов плавки при максимальной производительности печи.

Известен способ выплавки ферросиликохрома, при котором в зависимости от химического состава компонентов шихты корректируют их количество в ней или состав [1].

Недостатком способа является его низкая эффективность, так как результаты химанализа сырьевых материалов позволяет сгладить только возмущающие факторы по шихте. При этом выходные параметры - химсостав сплава и его количество не учитываются, т.е. управление по отклонению отсутствует, что значительно снижает качество управления. Фактически выходные параметры только прогнозируются. Нет учета состояния ванны печи - основной зоны восстановительных реакций.

В качестве прототипа выбрано устройство автоматического управления процессом выплавки в рудовосстановительной электропечи и реализованный в нем способ [2].

По этому способу определяют среднее значение активного сопротивления ванны печи за заданный интервал и периодически изменяют навеску углеродистого восстановителя в шихте.

Известное устройство содержит блок усреднения, задатчик сопротивления, три блока сравнения, логический блок, соединенный одним из выходов с входом задатчика дозатора восстановителя.

Основным недостатком их способа и устройства являются отсутствие корректировки навесок компонентов шихты в зависимости от содержания ведущих элементов в сплаве, что снижает их извлечение в сплав, качество готового продукта плавки и как следствие технико-экономические показатели работы печи. Таким образом известные способы и устройства управления процессом выплавки ферросиликохрома не обеспечивают необходимое качество управления.

Целью изобретения является повышение производительности электропечи, снижение удельного расхода электроэнергии и сырьевых материалов за счет повышения качества управления технологическим процессом плавки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления процессом выплавки ферросиликохрома в рудно-термической электропечи, включающем определение среднего значения активного сопротивления ванны печи за заданный интервал и периодическое изменение навески восстановителя в шихте, дополнительно измеряют текущее значение активного сопротивления под электродом, концентрацию кремния и хрома в готовом сплаве и периодически изменяют навески железо- и хромсодержащих компонентов в шихте, причем текущее значение активного сопротивления под электродом ограничивают по верхнему и нижнему пределу и усредняют его за заданный интервал времени, среднее значение активного сопротивления ванны за заданный интервал определяют как сумму средних значений активных сопротивлений под электродами, а изменение навесок восстановителя, железо- и хромсодержащих компонентов в шихте выполняют по формуле при _и < уменьшают навески железосодержащего компонента и восстановителя уменьшают навески железо- и хромсодержащих компонентов и восстановителя, уменьшают навески хромсодержащего компонента и восстановителя; при _Si < и < уменьшают навески железосодержащего компонента и восстановителя и увеличивают навеску хромсодержащего компонента; уменьшают навеску восстановителя; увеличивают навеску железосодержащего компонента и уменьшают навески хромсодержащего компонента и восстановителя; при и < увеличивают навеску хромсодержащего компонента и уменьшают навеску восстановителя; увеличивают навески железо- и хромсодержащего компонентов и уменьшают навеску восстановителя; увеличивают навеску железосодержащего компонента и уменьшают навеску восстановителя; при и <
уменьшают навески железосодержащего компонента;
уменьшают навески железо- и хромсодержащего компонентов;
уменьшают навеску хромсодержащего компонента; при и
уменьшают навеску железосодержащего компонента и увеличивают навеску хромсодержащего компонента;
увеличивают навеску железосодержащего компонента и уменьшают навеску хромсодержащего компонента; при и <
увеличивают навеску хромсодержащего компонента;
увеличивают навески железо- и хромсодержащих компонентов;
увеличивают навеску железосодержащего компонента; при ^и <
уменьшают навеску железосодержащего компонента и увеличивают навеску восстановителя;
уменьшают навески железо- и хромсодержащего компонентов и увеличивают навеску восстановителя;
уменьшают навеску хромсодержащего компонента и увеличивают навеску восстановителя; при _Si < и <
уменьшают навеску железосодержащего и увеличивают навески хромсодержащего компонента и восстановителя;
увеличивают навеску восстановителя;
увеличивают навески железосодержащего компонента и восстановителя и уменьшают навеску хромсодержащего компонента; при ^и <
увеличивают навески хромсодержащего компонента и восстановителя;
увеличивают навески железо- и хромсодержащего компонентов и восстановителя;
увеличивают навески железосодержащего компонента и восстановителя; где R - среднее значение активного сопротивления ванны за заданный интервал, мОм;
R_з - заданное значение активного сопротивления ванны печи, мОм;
r - зона чувствительности по сопротивлению ванны печи, мОм;
Si_н и Cr_н - зоны нечувствительности по концентрации кремния и хрома в готовом сплаве соответственно, %;
Cr и Cr_з - текущее и заданное значение концентрации хрома в готовом сплаве соответственно, %;
Si и Si_з - текущее и заданное значение концентрации кремния в готовом сплаве соответственно, % .

Поставленная цель достигается также тем, что система для реализации способа, содержащая блок усреднения, задатчик сопротивления, три блока сравнения, логический блок, соединенный одним из выходов с входом задатчика дозатора восстановителя, дополнительно снабжена датчиком активного сопротивления под электродом, фильтром ограничения и задатчиком нижнего предела сопротивления, фильтром ограничения и задатчиком верхнего предела сопротивления, задатчиком интервала усреднения, блоком сложения, анализатором концентрации хрома в сплаве, задатчиком концентрации хрома в сплаве и задатчиком зоны нечувствительности по концентрации хрома в сплаве, таймером, анализатором концентрации кремния в сплаве, задатчиком концентрации кремния в сплаве и задатчиком зоны нечувствительности по концентрации кремния в сплаве, тремя ключами, задатчиком зоны нечувствительности по сопротивлению, блоком умножения, задатчиком числа электродов, задатчиками дозаторов железо- и хромсодержащего компонентов, блоками управления дозаторами восстановителя, железо- и хромсодержащего компонентов, причем выход датчика активного сопротивления под электродом соединен с первым входом фильтра ограничения верхнего предела сопротивления, второй вход которого подсоединен к выходу задатчика верхнего предела сопротивления, первый вход фильтра ограничения нижнего предела сопротивления подсоединен к выходу фильтра ограничения верхнего предела сопротивления, второй вход - к выходу задатчика нижнего предела сопротивления, а выход соединен с первым входом блока усреднения, второй вход которого соединен с выходом задатчика интервала усреднения, а выход подсоединен к первому входу блока сложения, на последующие входы которого подсоединены выходы блоков усреднения активного сопротивления остальных электродов, первые входы первого, второго и третьего ключей соединены с выходом таймера, первый вход первого блока сравнения через второй вход первого ключа подсоединен к выходу блока сложения, второй вход подсоединен к выходу задатчика зоны нечувствительности по сопротивлению, а третий вход соединен с выходом блока умножения, первый и второй входы которого присоединены к выходам задатчика сопротивления и числа электродов соответственно, первый вход второго блока сравнения через второй вход второго ключа подсоединен к выходу анализатора концентрации кремния в сплаве, второй и третий входы соединены с выходами задатчиков концентрации кремния в сплаве и зоны нечувствительности по концентрации кремния в сплаве соответственно, первый вход третьего блока сравнения через второй вход третьего ключа подсоединен к выходу анализатора концентрации хрома в сплаве, второй и третий входы соединены с выходами задатчиков концентрации хрома в сплаве и зоны нечувствительности по концентрации хрома в сплаве соответственно, первый, второй и третий входы логического блока подсоединены соответственно к первому, второму и третьему выходам первого блока сравнения, а первый и второй выходы логического блока подсоединены на первый и второй входы блока управления дозатором восстановителя, на третий вход которого подсоединен выход задатчика дозатора восстановителя, кроме того, четвертый, пятый и шестой входы логического блока подсоединены соответственно к первому, второму и третьему выходам третьего блока сравнения, седьмой, восьмой и девятый входы логического блока подсоединены соответственно к первому, второму и третьему выходам второго блока сравнения, третий и четвертый выходы логического блока подсоединены соответственно к первому и второму входам блока управления дозатором железосодержащего компонента, к третьему входу которого подсоединен выход задатчика дозатора железосодержащего компонента, пятый и шестой выходы логического блока соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления дозатором хромсодержащего компонента, на третий вход которого подсоединен выход задатчика дозатора хромсодержащего компонента, а к седьмому выходу логического блока подсоединен вход задатчика дозатора железосодержащего компонента.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемой системы; на фиг.2 - логический блок.

Система содержит датчик 1 активного сопротивления под электродом, фильтр 2 ограничения верхнего предела сопротивления, задатчик 3 верхнего предела сопротивления, фильтр 4 ограничения нижнего предела сопротивления, задатчик 5 нижнего предела сопротивления, блок 6 усреднения, задатчик 7 интервала усреднения, блок 8 сложения, первый ключ 9, первый блок 10 сравнения, задатчик 11 числа электродов, блок 12 умножения, задатчик 13 сопротивления, задатчик 14 зоны нечувствительности по сопротивлению, анализатор 15 концентрации кремния в сплаве, второй ключ 16, второй блок 17 сравнения, задатчик 18 концентрации кремния в сплаве, задатчик 19 зоны нечувствительности по концентрации кремния в сплаве, анализатор 20 концентрации хрома в сплаве, третий ключ 21, третий блок 22 сравнения, задатчик 23 концентрации хрома в сплаве, задатчик 24 нечувствительности по концентрации хрома в сплаве, таймер 25, логический блок 26, блок 27 управления дозатором хромсодержащего компонента, задатчик 28 дозатора хромсодержащего компонента, блок 29 управления дозатором железосодержащего компонента, задатчик 30 дозатора железосодержащего компонента, блок 31 управления дозатором восстановителя, задатчик 32 дозатора восстановителя.

Выход датчика 1 соединен с первым входом фильтра 2, второй вход которого соединен с выходом задатчика 3.

Выход фильтра 2 соединен с первым входом фильтра 4, второй вход которого соединен с выходом задатчика 5. Выход фильтра 4 соединен с первым входом блока 6, второй вход которого соединен с выходом задатчика 7. Выход блока 6 соединен с первым входом блока 8, другие входы которого соединены с выходами блоков усреднения остальных электродов. Выход блока 8 соединен с вторым входом ключа 9, выход которого соединен с первым входом блока 10.

Выход задатчика 11 соединен с вторым входа блока 12, первый вход которого соединен с выходом задатчика 13, а выход соединен с третьим входом блока 10. Выход задатчика 14 соединен с вторым входом первого блока 10. Выход анализатора 15 соединен с вторым входом второго ключа 16, выход которого соединен с первым входом блока 17, к второму входу которого подсоединен выход задатчика 18, а к третьему входу - выход задатчика 19.

Выход анализатора 20 соединен с вторым входом ключа 21, выход которого соединен с первым входом блока 22, к второму входу которого подсоединен выход задатчика 23, а к третьему входу - выход задатчика 24.

Выход таймера 25 соединен с первыми входами первого, второго и третьего ключей 9, 16 и 21. Первый, второй и третий выходы блока 10 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока 26. Первый, второй и третий выходы блока 22 соединены соответственно с четвертым, пятым и шестым входами блока 26. Первый, второй и третий выходы блока 17 соединены соответственно с седьмым, восьмым и девятым входами блока 26. Пятый и шестой выходы блока 26 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 27, третий вход которого соединен с выходом задатчика 28. Третий и четвертый выходы блока 26 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 29, третий вход которого соединен с выходом задатчика 30. Первый и второй выходы блока 26 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 31, третий вход которого соединен с выходом задатчика 32. Седьмой и восьмой выходы блока 26 соединены соответственно с входами задатчиков дозатора восстановителя и железосодержащего компонента.

Блоки 10, 17 и 22 сравнения представляют собой компараторы с тремя выходами (меньше, больше, в пределах).

Логический блок 26 содержит двадцать шесть логических элементов И 33-58 и восемь логических элементов ИЛИ 59-66, причем первые входы элементов 33-41 соединены с первым выходом первого блока 10 сравнения, к второму выходу которого присоединены первые входы элементов 42-49, а к третьему выходу - первые входы элементов 50-58, вторые входы элементов 33-35, 42-44, 50-52 соединены с первым выходом второго блока 17 сравнения, к второму выходу которого подсоединены вторые входы элементов 36-38, 45, 46, 53-55, а к третьему выходу - вторые входы элементов 39-41, 47-49, 56-58, третьи входы элементов 33, 36, 39, 42, 45, 47, 50, 53 и 56 соединены с первым выходом третьего блока 22 сравнения, к второму выходу которого подсоединены третьи входы элементов 34, 37, 40, 43, 48, 51, 54 и 57, а к третьему выходу - третьи входы элементов 35, 38, 41 и 44, 46, 49, 52, 55 и 58, выход элемента 33 соединен с первыми входами элементов 59 и 62 и третьим входом элемента 60, к выходу которого подсоединен второй вход блока 29 управления дозатором железосодержащего компонента, выход элемента 34 соединен с вторыми входами элементов 59 и 60 и третьим входом элемента 61, к выходу которого подсоединен второй вход блока 27 управления дозатором хромсодержащего компонента, выход элемента 35 соединен с третьим входом элемента 59 и вторым входом элемента 61, выход элемента 36 соединен с четвертым входом элемента 59, с первым входом элемента 60 и третьим входом элемента 63, к выходу которого подсоединен первый вход блока 27 управления дозатором хромсодержащего компонента, выход элемента 37 соединен с пятым входом элемента 59, к выходу которого подсоединен второй вход блока 31 управления дозатором восстановителя, выход элемента 38 соединен с шестым входом элемента 59, первым входом элемента 61 и седьмым входом элемента 65, к выходу которого подсоединен первый вход блока 29 управления дозатором железосодержащего компонента, выход элемента 39 соединен с седьмым входом элемента 59 и вторым входом элемента 63, выход элемента 40 соединен с восьмым входом элемента 59, первым входом элемента 63 и восьмым входом элемента 65, выход элемента 41 соединен с девятыми входами элементов 59 и 65 и первым входом элемента 64, к выходу которого подсоединен вход задатчика 32 дозатора восстановителя, выход элемента 42 соединен с шестым входом элемента 60 и вторым входом элемента 62, к выходу которого подсоединен вход задатчика 30 дозатора железосодержащего компонента, выход элемента 43 соединен с девятым входом элемента 60 и шестым входом элемента 61, выход элемента 44 соединен с пятым входом элемента 61, выход элемента 45 соединен с четвертым входом элемента 60 и шестым входом элемента 63, выход элемента 46 соединен с четвеpтым входом элемента 61 им первым входом элемента 65, выход элемент 47 соединен с восьмым входом элемента 63, выход элемента 48 соединен с четвертым входом элемента 63 и третьим входом элемента 65, выход элемента 49 соединен с четвертым входом элемента 62 и вторым входом элемента 65, выход элемента 50 соединен с восьмым входом элемента 60 и первым входом элемента 66, к выходу которого подсоединен первый вход блока 31 управления дозатором восстановителя, выход элемента 51 соединен с седьмым входом элемента 60, девятым входом элемента 61 и вторым входом элемента 66, выход элемента 52 соединен с восьмым входом элемента 61 и третьим входом элемента 66, выход элемента 53 соединен с пятым входом элемента 60, девятым входом элемента 63 и четвертым входом элемента 66, выход элемента 54 соединен с пятым входом элемента 66, выход элемента 55 соединен с седьмым входом элемента 61 и шестыми входами элементов 65 и 66, выход элемента 56 соединен с седьмыми входами элементов 63 и 66, выход элемента 57 соединен с пятыми входами элементов 63 и 65 и восьмым входом элемента 66, выход элемента 58 соединен с третьим входом элемента 62, четвертым входом элемента 65 и девятым входом элемента 66.

Система работает следующим образом.

Сигнал (R_i) от датчика 1 поступает в фильтр 2, где его величина ограничивается по верхнему пределу, значение которого вводится задатчиком 3, затем поступает в фильтр 4, где выполняется ограничение по нижнему пределу, значение которого вводится задатчиком 5. Отфильтрованный сигнал усредняется в блоке 6 на заданном интервале Т_у, устанавливаемом задатчиком 7, и поступает в блок 8, куда также поступают аналогичные сигналы по остальным электродам печи. На выходе блока 8 формируется сигнал R, пропорциональный сумме усредненных значений активных сопротивлений всех электродов печи за интервал Т_у, который через ключ 9 поступает на первый вход блока 10 сравнения. На второй вход блока 10 задатчика 14 поступает сигнал r, пропорциональный зоне нечувствительности по сопротивлению ванны. На третий вход блока 10 поступает сигнал задания активного сопротивления ванны печи R_з, формируемый задатчиками 11 и 13 и блоком 12 умножения.

Сигнал Si, пропорциональный концентрации кремния в сплаве, от анализатора 15 через ключ 16 поступает на первый вход блока 17 сравнения, на второй и третий входы которого от задатчиков 18 и 19 поступают сигналы Si_з, заданное значение концентрации кремния в сплаве и Si_н зона нечувствительности по концентрации кремния в сплаве.

Аналогично информация о концентрации хрома в сплаве Cr от анализатора 20 через ключ 21 поступает на первый вход блока 22 сравнения, на второй и третий входы которого от задатчиков 23 и 24 поступают сигналы Cr_з, заданное значение концентрации хрома в сплаве и Cr_н зона нечувствительности по концентрации хрома в сплаве.

Блок 10 выполняет анализ ситуации по активному сопротивлению ванны печи за интервал Т_к. При R <R-r формируется сигнал логической "1" на первом выходе блока 10, при R_з-r < R < R_з + r - на втором его выходе, а при R > R_з + r - на третьем выходе. Так как другие ситуации во время работы печи отсутствуют, то всегда на одном из выходов блока 10 присутствует сигнал логической "1", а на двух других - логического "0".

Блок 17 выполняет анализ ситуации по концентрации кремния в сплаве. При Si < Si_з - Si_н формируется сигнал логической "1" на первом выходе блока 16, при Si_з - Si_н < Si < Si_з + Si_н - на втором его на выходе, а при Si > Si_з + Si_н - на третьем выходе.

Блок 22 выполняет анализ ситуации по концентрации хрома в сплаве. При Cr < Cr_з - Cr_н формируется сигнал логической "1" на первом выходе блока 22, при Cr_з - Cr_н < Cr < Cr_з + Cr_н - на втором его выходе, а при Cr > Cr_з + Cr_н - на третьем выходе.

Информация о состоянии выходов блоков 10, 17 и 22 поступает на соответствующие входы логического блока 26, где выполняется решение неравенств и формирование управляющих воздействий блокам 27, 29 и 31 управления дозаторами хромсодержащего, железосодержащего компонентов и восстановителя, а также сигналов коррекции задатчикам 30 и 32. Величины приращения навесок устанавливаются задатчиками 28, 30 и 32, которые также нормируют навески по верхнему и нижнему пределам.

Технологическая ситуация, состояние выходов логического блока 26 и приращение навесок приведены в таблице.

В таблице:
+Ж -Ж - увеличить, уменьшить навеску железосодержащего компонента соответственно; +Х -Х - увеличить, уменьшить навеску хромсодержащего компонента соответственно;
+С -С - увеличить, уменьшить навеску восстановителя, соответственно;
ΔжΔс - увеличить заданное значение приращения навески железосодержащего компонента и восстановителя соответственно.

Периодичность Т_к корректировки навесок компонентов шихты устанавливается таймером 25, управляющим работой ключей 9, 16 и 21. Состояние выходных сигналов логического блока 26 запоминается до очередного опроса анализаторов 15 и 20 и блока 8 сложения.

Таким образом, одновременный контроль концентрации кремния и хрома в сплаве, сопротивления ванны печи и выполнение в зависимости от их значений коррекции навесок железо и хромсодержащего компонентов и восстановителя обеспечивает полноту и необходимую скорость протекания восстановительных реакций в ванне печи, что позволяет повысить производительность электропечи при снижении удельного расхода электроэнергии и сырьевых материалов.

Фильтрация текущего значения активного сопротивления по нижнему пределу выполняется для отстройки от возмущений, вызванных неравномерностью выхода (задержки выпусков) сплава из печи удлинением электродов по причине неравномерности скорости их расходования в ванне печи. Оптимальное значение нижнего предела активного сопротивления для печей ЧЭМК, выплавляющих ферросиликохром, принимается равным 0,7-0,8.

Интервал усреднения активного сопротивления принимается равным 4-10 ч. Оптимальное значение интервала для упомянутых печей ЧЭМК, как показывает опыт, составляет 6 ч. При интервале усреднения менее 4 ч сказываются колебания активного сопротивления из-за неравномерности выхода сплава из печи. При интервале усреднения более 10 ч ухудшаются динамические характеристики способа управления, в первую очередь быстродействие стабилизации содержания кремния и хрома в готовом сплаве.

Интервал расчета навесок компонентов шихты принимают 4-8 ч. Оптимальное значение этой величины 4 ч. При интервале менее 4 ч шихта, сдозированная с учетом коррекции компонентов, из-за транспортного запаздывания поступает в печь несвоевременно, что приводит к ошибкам в управлении. При интервале более 8 ч ухудшаются динамические характеристики способа управления.

Приращения навесок хромсодержащего компонента и восстановителя принимают равным 5-10 кг, а железосодержащего компонента 2-5 кг. Оптимальное значение приращения навесок равно 5 кг для хромсодержащего компонента и восстановителя. Для железосодержащего компонента это значение равно 2 кг.

Однако при технологических ситуациях, требующих выполнения управляющих воздействий -Ж; +Ж; -Ж и -С; +Ж и +С (см. таблицу) формируется сигнал Δж коррекции оптимального значения приращения навески железосодержащего компонента. Как правило это значение удваивается, т.е. принимается равным 4 кг. Аналогично при технологических ситуациях, требующих одновременного выполнения управляющих воздействий +Ж и -С; -Ж и +С, формируется сигнал Δс коррекции оптимального значения приращения навески восстановителя. Уменьшение приращения навесок ниже указанных пределов приводит к увеличению времени регулирования и медленному выходу печи на восстановившийся режим. Установление приращения навесок больше 10 кг для хромсодержащего компонента и восстановителя и более 5 кг для железосодержащего компонента приводит к перерегулированию процесса.

Абсолютные значения навесок восстановителя, железо и хромсодержащего компонентов ограничивают пределами 0,8-1,2 теоретической величины. Оптимальные пределы 0,9-1,1. При установке пределов меньше 0,8 и более 1,2 теоретической величины наблюдаются явления закварцевания или науглероживания ванны печи, приводящие к трудностям при выпуске шлака и сплава и резким колебаниям содержания в нем хрома и кремния.

Система может быть реализована на серийных средствах ВТ и приборах ГСП.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИКОХРОМА В РУДНОТЕРМИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

1. Способ управления процессом выплавки ферросиликохрома в руднотермической электропечи, включающий определение среднего значения активного сопротивления ванны печи за заданный интервал и периодическое изменение навески восстановителя в шихте, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности печи, снижения удельного расхода электроэнергии и сырьевых материалов, дополнительно измеряют текущее значение активного сопротивления под электродом, концентрацию кремния и хрома в готовом сплаве и периодически изменяют навески железо- и хромсодержащих компонентов в шихте, причем текущее значение активного сопротивления под электродом ограничивают по верхнему и нижнему пределам и усредняют его за заданный интервал времени, среднее значение активного сопротивления ванны за заданный интервал определяют как сумму средних значений активных сопротивлений под электродами, а изменение навесок восстановителя, железо- и хромсодержащих компонентов в шихте выполняют по математическому выражению:
при
- уменьшают навески железосодержащего компонента и восстановителя; - уменьшают навески железо- и хромсодержащего компонентов и восстановителя; - уменьшают навески хромсодержащего компонента и восстановителя;
при
- уменьшают навески железосодержащего компонента и восстановителя и увеличивают навеску хромсодержащего компонента; - уменьшают навеску восстановителя; - увеличивают навеску железосодержащего компонента и уменьшают навески хромсодержащего компонента и восстановителя,
при
- увеличивают навеску хромсодержащего компонента и уменьшают навеску восстановителя; - увеличивают навески железо- и хромсодержащего компонентов и уменьшают навеску восстановителя; - увеличивают навеску железосодержащего компонента и уменьшают навеску восстановителя;
при
- уменьшают навески железосодержащего компонента; - уменьшают навески железо- и хромсодержащих компонентов; - уменьшают навеску хромсодержащего компонента;
при
- уменьшают навеску железосодержащего компонента и увеличивают навеску хромсодержащего компонента; - увеличивают навеску железосодержащего компонента и уменьшают навеску хромсодержащего компонента;
при
- увеличивают навеску хромсодержащего компонента; - увеличивают навески железо- и хромсодержащих компонентов; - увеличивают навеску железосодержащего компонента;
при
- уменьшают навеску железосодержащего компонента и увеличивают навеску восстановителя; - уменьшают навески железо- и хромсодержащих компонентов и увеличивают навеску восстановителя; - уменьшают навеску хромсодержащего компонента и увеличивают навеску восстановителя;
при
- уменьшают навеску железосодержащего компонента и увеличивают навески хромсодержащего компонента и восстановителя; - увеличивают навеску восстановителя; - увеличивают навески железосодержащего компонента и восстановителя и уменьшают навеску хромсодержащего компонента;
при
- увеличивают навески хромсодержащего компонента и восстановителя; - увеличивают навески железо- и хромсодержащего компонентов и восстановителя; - увеличивают навески железосодержащего компонента и восстановителя,
где R - среднее значение активного сопротивления ванны за заданный интервал, мОм;
R₃ - заданное значение активного сопротивления ванны печи, мОм;
r - зона нечувствительности по сопротивлению ванны печи, мОм;
Si_н, Cr_н - зоны нечувствительности по концентрации кремния и хрома в готовом сплаве соответственно, %;
Si, Si_з - текущее и заданное значения концентрации кремния в готовом сплаве соответственно, %;
Cr, Cr_з - текущее и заданное значения концентрации хрома в готовом сплаве, %.

2. Система управления процессом выплавки ферросиликохрома в руднотермической электропечи, содержащая блок усреднения, задатчик сопротивления, три блока сравнения, логический блок, соединенный одним из выходов с входом задатчика дозатора восстановителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности печи, снижения удельного расхода электроэнергии и сырьевых материалов, система дополнительно снабжена датчиком активного сопротивления под электродом, фильтром ограничения и задатчиком нижнего предела сопротивления, фильтром ограничения и задатчиком верхнего предела сопротивления, задатчиком интервала усреднения, блоком сложения, анализатором концентрации хрома в сплаве, задатчиком концентрации хрома в сплаве и задатчиком зоны нечувствительности по концентрации хрома в сплаве, таймером, анализатором концентрации кремния в сплаве, задатчиком концентрации кремния в сплаве и задатчиком зоны нечувствительности по концентрации кремния в сплаве, тремя ключами, задатчиком зоны нечувствительности по сопротивлению, блоком умножения, задатчиком числа электродов, задатчиками дозаторов железо- и хромсодержащего компонентов, блоками управления дозаторами восстановителя, железо- и хромсодержащего компонентов, причем выход датчика активного сопротивления соединен с первым входом фильтра ограничения верхнего предела сопротивления, второй вход которого подсоединен к выходу задатчика верхнего предела сопротивления, первый вход фильтра ограничения нижнего предела сопротивления подсоединен к выходу фильтра ограничения верхнего предела сопротивления, второй вход - к выходу задатчика нижнего предела сопротивления, а выход соединен с первым входом блока усреднения, а второй вход которого соединен с выходом задатчика интервала усреднения, а выход подсоединен к первому входу блока сложения, на последующие входы которого подсоединены выходы блоков усреднения активного сопротивления остальных электродов, первые входы первого, второго и третьего ключей соединены с выходом таймера, первый вход первого блока сравнения через второй вход первого ключа подсоединен к выходу блока сложения, второй вход подсоединен к выходу задатчика зоны нечувствительности по сопротивлению, а третий вход соединен с выходом блока умножения, первый и второй входы которого присоединены к выходам задатчика сопротивления и числа электродов соответственно, первый вход второго блока сравнения через второй вход второго ключа подсоединен к выходу анализатора концентрации кремния в сплаве, второй и третий входы соединены с выходами задатчиков концентрации кремния в сплаве и зоны нечувствительности по концентрации кремния в сплаве соответственно, первый вход третьего блока сравнения через второй вход третьего ключа подсоединен к выходу анализатора концентрации хрома в сплаве, второй и третий входы соединены с выходами задатчиков концентрации хрома в сплаве и зоны нечувствительности по концентрации хрома в сплаве соответственно, первый, второй и третий входы логического блока подсоединены соответственно к первому, второму и третьему выходам первого блока сравнения, а первый и второй выходы логического блока подсоединены на первый и второй входы блока управления дозатором востановителя, на третий вход которого подсоединен выход задатчика дозатора восстановителя, кроме того, четвертый, пятый и шестой входы логического блока подсоединены соответственно к первому, второму и третьему выходам третьего блока сравнения, седьмой, восьмой и девятый входы логического блока подсоединены соответственно к первому, второму и третьему выходам второго блока сравнения, третий и четвертый выходы логического блока подсоединены к первому и второму входам блока управления дозатором железосодержащего компонента, к третьему входу которого подсоединен выход задатчика дозатора железосодержащего компонента, пятый и шестой выходы логического блока соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления дозатором хромсодержащего компонента, на третий вход которого подсоединен выход задатчика дозатора хромсодержащего компонента, а к седьмому выходу логического блока подсоединен вход задатчика дозатора железосодержащего компонента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6