Устройство контроля содержания углерода в ванне конвертора

 

Союз Советскиа

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

МЗОБРЕТЕЙЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свил-By (22) Заявлено 25.05.76 (23) 2365034/02 с присоединением ааявкн Я (23) Йриоритет

С 21 С 5|30

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДв, 669.184. .244 .66.562 (088.8) Опубликовано0504.79. Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 050479

В.С. Богушевский„ С.К. Соболев, H.A. Сорокин, и H.N. Глуховская (73) Заявитель

Институт автоматики (54 ) УСТРОлСТВО КОНТРОЛЯ СОДЕРЖАНИЯ

УГЛЕРОДЙ В ВАННЕ KOHBKPTEPA

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройствам контроля конвертерного процесса.

Известно устройство - контроля содЕржания углерода в ванне конвертера, содержащее блоки измерения расхода отходящих газов и дутья, соединенные соответственно с узлом отбора и датчиком, интегратором, вычислительным блоком и блоком ввода начальных. условий.

Содержание углерода контролируют с помощью вычислительного блока по балансу углерода или характеру изменения скорости обезуглероживания в процессе продувки (1) и 12).

Это устройство имеет низкую точность из-за большой погрешности измерения расхода отходящих газов, запаздывания и влияния на показания устройства добавок, введенных в конвертер в конце продувки.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, содержащее для уменьшения запаздывания контроля фотометр, производящий измерения в красной и синей областях спектра (3).

Однако и это устройство имеет низ кую точность из-за большой погрешности измерения расхода отходящих газов

4 влияния на результаты контроля добавок, введенных в конвертер в кон це продувки.

Цель изобретения — увеличение точности контроля содержания углерода в ванне конвертера. поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит датчики интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соотщем максимуму поглощения H 0 и CO., подключенные к соответствующим измерителям, которые соединены между собой, а через переключатель рода работы и усилитель — с блоком измерения расхода отходящих газов, котор |й соединен также с измерителем интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения СОе, блски измерения влажности окружающего воздуха и дутья, соединенные между собой и соответственно с блоками измерения разрежения в газоходе и расхода дутья, а также с вычислительным блоком, который, в свою очередь, соединен с измерителями интенсивности излучения факела в инфракрасном

655722 4

Ч

Г где V,, Ч,„

НМ /ММН > (1)

И О

V, — расход отходящих 65 спектре, соответствующем максимуму поглощения Н О и СО .

На Фиг. 1 представлена блок-схема устройства, включающая измерители

1 и 2 интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения Н О и СО

5 соответственно, блок 3 ввода начальных условий, интегратор 4, вычислительный блок 5, блок 6 измерения разрежения в газоходе, блок 7 измерения влажности окружающего воздуха, блок 8 измерения влажности дутья, блок

9 измерения расхода дутья, переключатель 10 рода работы, блок 11 измерения расхода отходящих газов, усилитель 12, цатчик 13 расхода дутья, датчики 14 и 15

15 интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения СО и Н О соответственно, узлы отбора 16-20, фурму 21, газоход 22, весовой бункер 23, конвертер 24.

Вход блока 6 измерения разрежения в газоходе соединен с узлом 18 отбора, установленным в гаэоходе 22 конвертера 24, а выход — с выходами блока 7 измерения влажности окружающего воздуха и вычислительного блока 5, Вход блока 7 соединен с узлом 16 отбора, а выходы — с выходом блока 9 измерения влажности дутья и блоком 5. Вход блока 9 измерения расхода дутья соединен с датчиком 13 расхода дутья, а выходы — с выхоцами .блоков 8 и 5.

Вход блока 8 соединен с узлом 17 . отбора, установленным в фурме 21, а выход — с блоком 5, котороый соединен с выходами измерителей 1 и 2 интенсивности излучения факела в инФракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения НдО и СО .

Датчики 14 и 15 интенсивности из- 40 лучеиия факела в -инфракрасном спектре„ соответствующем максимуму поглощения СО2 и НдО подключены соответственно к измерителям 2 и 1 этих параметров, которые соединены между со- 45 бой и с переключателем 3.0 рода работы.

Выход переключателя 10 через усилитель 12 соединен с блоком 11 измерения расхода отходящих газов, который соединен также с весовым бункером

23, выходом блока 5, измерителем 2 и узлами 19 и 20 отбора, установленными в газоходе 22. Выход блока ll соединен с интегратором 4, к которому подсоединен блок 3 ввода начальных условий»

В процессе продувки в моменты, от стоящие от моментов дачи добавок

" на 2-3 мин, расход отходящих газов определяют по балансу водяных паров: 60 газов, дутья и подсосанного воздуха, приведенный к нормальным условиям, нм /мин;

3 Г, р9, р — абсолютная влажность отходящих газов, дутья и подсосанного воздуха, г/нм ; д. — температурный коэфФициент объемного расширения отходящих газов, град — интенсивность изСО2 лучения Факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения COд, мВ; К„,К вЂ” коэффициенты пропорциональностй, определяемые длиной волны, на которой производят измерение интенсивности излучения факела, соответствующей максимуму поглощения

Содержание углерода в ванне конвертера определяют по Формуле:

С >0,6% и С„о .О -О,6 6КЭ 4С V dC (у)

G +Gä K Gð- К С

С соРбв

С f(a Зр ñ1д3 ) / (3) где С, С, С о — содерж ани е углерода в ванне конвертера, чугуне и добавках,t

G, 6„, G p — масса чугуна, доб ав ок, лома и желез ной руды, к г;

0,536 — коэффициент перевода объемного измерения СО> в отходящих газах в измерение массы, кг/нм ;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, определяемый длиной волны, на которой производят измерение интенсивности излучения факела, соответствующей максимуму поглоще%/MB;

;à — время продувки мин;

Ъ К вЂ” коэффициент, характеризующий степень восстановления железной руды и содержание в ней железа;

К - коэффициент, учитывающий потерю массы от угара элементов, зависящий от садки конвертера и расхода дутья, кг/мин;

j,a„,4 — функциональная зависимость и коэффициенты пропорциональности, определяемые длинами волн, на которых производится измерение интенсивности излучения

Факела, и принятой технологией.

В процессе продувки информация о разрежении в газоходе 22 поступает с узла 18 отбора в блок 6 (например тягомер), содержащий выходной ферродинамический преобразователь, напряжение выхода которого пропорционально расходу подсосанного воздуха.

655722

Информация о расходе дутья посту-, пает с датчика 13 расхода (например диафрагмы) в блок 9 измерения расхода дутья (например мембранный скомпенсированный дифманометр с коррекцией по температуре, давлению и влажности), содержащий выходной Ферродинамический преобразователь.

Информация о влажности окружающего воздуха и дутья поступает с узлов

16 и 17 отбора, н блоки 7 и 8 измерения абсолютной влажности, содержащие выходные делители напряжения. Напряжение с выходных ферродинамических преобразователей блоков 6 и 9 поступает на делители блоков 7 и 8 соотнетственно таким образом, что с вы« хода блока 7 снимается сигнал, пропорциональный произведению pg

З. блока 8- p Ч . Данные .напряжения суммируются, и в вычислительный блок

5 поступает напряжение, пропорциональное сумме (ply@ + p+× ). Напряжение компенсирующего ферродинамического преобразователя ПФ1 блока 5 поступает на выходной делитель Ц 1 измерителя 1 интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения Н О, и с выхода делителя снимается напряжение, пропорциональное выражению

Равновесие блока 5 на (+А И. 3 о ступает при равенстве:

l5

Ъ

20 (Г Рг

РФ чЪ 96 ча 4+ed.к„з

60 жанию углеРода (3).

Использование устройства позволит осуществить контроль содержания углерода в ванне конвертера с более высокой точностью, по сравнению с

65 известными ранее, н результате чего

При этом на компенсирующем ферродинамическом преобразователе ПФ1 и выход Иом ферродинамическом преобразователе

ПФ2 устанавливается напряжение, пропорциональное величине u r

"+d !(i leo

Напряжение с ферродинамического преобразователя ПФ2 поступает на де литель R 3 измерителя интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения СО . Таким образом, выходное напряжение с делителя R 3 пропорционально величине V . Это напряжение поступает на вход блока 11 измерения расхода отходящих газов, где сравнивается с напряжением ферродинамического преобразователя ПФ7, пропорциональным расходу, измеренному на местном сопротивлении (например диафрагме).

Делитель R 7 служит для согласо« вания ферродинамических преобразователей ПФ2 и ПФ7. При этом на компенсирующем ферродинамическом преобразователе ПФб устанавливается напряжение, пропорциональное разности сигналов о расходе газов Ч, рассчитанном по формуле (1), и о расходе, измеренном на местном сопротивлении.

Аналогичный сигнал передается от днигателя Дl на рамку выходного ферродинамического преобразователя ПФ5.

Кроме того,на рамку этого же преобразователя подается сигнал о расходе, измеренном на местном сопротивлении, от двигателя Д2. Связь двигателей

Д1 и Д2 с преобразонателем ПФ5 осуществляется, например, через дифференциал.

Сигнал о вводе добавок в конвертер поступает н блок 11 от весового бункера 23. После этого в течение

3 мин вводится постоянная коррекция по расходу отходящих газов из блока

5 в блок 11, соответствующая значению коррекции, имевшей место перед вводом добавок, выходное напряжение с ферродинамического преобразователя

ПФ4 измерителя 2 интенсивности излучения Факела н инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения

CG, пропорционально величине 0, На делителе R5 осуществляется умножение этой величины на .К3. Выходное напряжение с делителя поступает на переключатель 10 рода работы, установленный н положение б, а затем через усилитель 12 — на обмотку возбуждения преобразователя ПФ5. Таким образом выходное напряжение преобразователя ПФ5 пропорционально величине

К Псо со

Далее напряжение через делитель

R6, на котором производится учет постоянного коэффициента 0,536, поступает н интегратор 4, в который одновременно поступает информация о

35 начальных условиях: массе чугуна, лома, руды и добавок, содержании углерода н чугуне и добавках. Положение указателя интегратора 4 будет пропорционально содержанию углерода (2).

При достижении содержания углерода в ванне конвертера 0,64 переключатель рода работы .переводится в положение "а . В этом случае напряжение с выходного Ферродинамического преобразо45 нателя измерителя 1 интенсивности излучения факела в инфракрасном . спектре, соответствующем максимуму поглощения Н О, суммируется в противофазе с напряжением ныхоцного ферродинамического преобразователя

ПФЗ измерителя 2 интенсивности излучения Факела н инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения

СО и через переключатель 10 рода работы и усилитель 12 поступает на

55 обмотку возбуждения ферродинамического преобразователя ПФ5 блока 11.

При этом выходное напряжение преобразователя ПФ5 и положение указателя блока 11 будет пропорционально содерФормула изобретения

Составитель B. Здановский

Техред Jt.Алферова Корректор О. Билак

Редактор Ж. Рожкова

Заказ 1459/21 Тираж 652 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

7 65572 повысится количество плавок, выпускаемых с первой повалки. устройство контроля содержания углерода в ванне конвертера, содержа- 5 щее блоки измерения расхода отходящих газов и дутья, разрежения в газоходе, соединенные с соответствующими узлами отбора, датчиками и вычислительным блоком, переключатель рода работы, )О соединенный с усилителем, интегратор, соединенный с блоками ввода начальных условий и измерения расхбда,отходящих газов, о т л и ч а ю щ е еся тем, что, с целью увеличения точности контроля, оно дополнительно содержит датчики интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения Н 0 и СО, подключенные к сЬответствующим измерителям, которые

20 соединены между собой, а через переключатель рода работы и усилитель— с блоком измерения расхода отходящих газов, который соединен также с из2 8 мерителем интенсивности излучения Факела в инфракрасном спектре, соответствующем максимуму поглощения СО, блоки измерения влажности окружающего воздуха и дутья, соединенные между собой и соответственно с блоками измерения разрежения в газоходе и расхода дутья, а также, с вычислительным блоком, который, в свою очередь, соединен с измерителями интенсивности излучения факела в инфракрасном спектре, соответствую- щем максимуму поглОщеЙия Н О и С02.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

9 260648, кл. С 21 С 5/30, 21.11.67, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 283259, кл. С 21 С 5/30, 18.04.69, 1970.

3. BaII D.Г. and oth. Radiation

measurements for the controI of

LD steeImaking . Jnt Couf. and, Kxhib Jnd Иеаэ and Coutr. Radia:tion Techn. 1972, London, 1972, рр. 16-19.